java 通过网络唤醒实现远程开机

我就是我 2022-06-01 09:44 289阅读 0赞

# 1. 在BIOS设置支持网络唤醒 #

大多数集成网卡都能实现[网络唤醒][Link 1]功能，不过需要事先进入BIOS中开启网络唤醒功能，不同主板的设置不一样，以VIA 主板为例，在BIOS中找到“OnBoard LAN”选项，将它设成“Enabled”。同时将“POWER MANAGEMENT SETUP（[电源管理][Link 2]设置）”下的“Power On by LAN/Ring”选项设为“Enabled”，最后将“Wake On LAN（网络唤醒）”选项设置为“Enabled”，设置好后保存退出。

不同系统可能还需要额外的操作才能保证网络唤醒的可用性，以win10系统为例：

打开设备管理器，进入网络适配器中自己网卡的属性设置，把相关的服务都启用了。

![155931_5qSZ_3490860.png][]

# 2. 网络唤醒的必备条件 #

*  网络唤醒需要终端的主板和网卡支持，需要先在BIOS设置支持网络唤醒
 *  网络唤醒要接通电源保证网卡能通电 要接网线 不能是wifi
 *  如果强制关机 可能不能通过网络唤醒来开机
 *  跨交换机或者跨路由的话就有可能不支持唤醒
 *  跨多层交换机的话即使ping通也未必能唤醒
 *  在同一网段下进行网络唤醒最为省事

# 3. 网络唤醒原理 #

这里提到一个魔术包Magic Packet的概念，魔术包指AMD公司开发的唤醒数据包，其实是一种特定的数据格式。将唤醒魔术包发送的被唤醒机器的网卡上，具有远程唤醒的网卡都支持这个标准，用16进制表示。

假设你的网卡物理地址为00:15:17:53:d4:f9, 这段Magic Packet内容如下:

FFFFFFFFFFFF00151753d4f900151753d4f900151753d4f900151753d4f9  
00151753d4f900151753d4f900151753d4f900151753d4f900151753d4f9  
00151753d4f900151753d4f900151753d4f900151753d4f900151753d4f9  
00151753d4f900151753d4f9

这段数据转化为二进制的数据，通过socket技术发送数据包以及目的mac和目的广播地址，就会唤醒目的网卡，从而唤醒主机。

数据包流向图：

![165709_NqVp_3490860.png][]

当数据包被广播到192.168.1网段之后，根据数据携带的mac信息匹配到具体的主机。

# 4. 广播地址 #

这里主要讲解广播地址的概念和计算。

所谓[广播地址][Link 3]指同时向网上所有的主机发送报文。

对一个既定的ip来说，其网络地址就是主机位全换成0，[广播地址][Link 3]就是主机位是全换成1

例子：先把子网掩码化成二进制，再对应的把子网掩码后面是0的部分对着Ip地址换成0和1就是网络地址和[主机地址][Link 4]，比如

192.168.1.3 （地址）/255.255.255.252（掩码） ,换算一下成二进制

11111111.11111111.11111111.111111 00 /掩码

11000000.10101000.00000001.000000 11 /地址

掩码后两位是0，那么把地址的后两位换成0就是网络地址，换成1就是[广播地址][Link 3]

那么就是：11000000.10101000.00000001.000000 00

11000000.10101000.00000001.000000 11

把上面的[二进制转换][Link 5]成10进制

得到192.168.1.0是网络地址，192.168.1.3是[广播地址][Link 3]。

# 5. java代码-网络唤醒 #

先计算被唤醒主机的广播地址

//根据子网掩码和ip得到主机的广播地址
        public static String getBroadcastAddress(String ip, String subnetMask){
            String ipBinary = toBinary(ip);
            String subnetBinary = toBinary(subnetMask);
            String broadcastBinary = getBroadcastBinary(ipBinary, subnetBinary);
            String wholeBroadcastBinary=spiltBinary(broadcastBinary);
            return binaryToDecimal(wholeBroadcastBinary);
        }
    
        //二进制的ip字符串转十进制
        private static String binaryToDecimal(String wholeBroadcastBinary){
            String[] strings = wholeBroadcastBinary.split("\\.");
            StringBuilder sb = new StringBuilder(40);
            for (int j = 0; j < strings.length ; j++) {
                String s = Integer.valueOf(strings[j], 2).toString();
                sb.append(s).append(".");
            }
            return sb.toString().substring(0,sb.length()-1);
        }
    
        //按8位分割二进制字符串
        private static String spiltBinary(String broadcastBinary){
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(40);
            char[] chars = broadcastBinary.toCharArray();
            int count=0;
            for (int j = 0; j < chars.length; j++) {
                if (count==8){
                    stringBuilder.append(".");
                    count=0;
                }
                stringBuilder.append(chars[j]);
                count++;
            }
            return stringBuilder.toString();
        }
    
        //得到广播地址的二进制码
        private static String getBroadcastBinary(String ipBinary, String subnetBinary){
            int i = subnetBinary.lastIndexOf('1');
            String broadcastIPBinary = ipBinary.substring(0,i+1);
            for (int j = broadcastIPBinary.length(); j < 32 ; j++) {
                broadcastIPBinary=broadcastIPBinary+"1";
            }
            return broadcastIPBinary;
        }
    
        //转二进制
        private static String toBinary(String content){
            String binaryString="";
            String[] ipSplit = content.split("\\.");
            for ( String split : ipSplit ) {
                String s = Integer.toBinaryString(Integer.valueOf(split));
                int length = s.length();
                for (int i = length; i <8 ; i++) {
                    s="0"+s;
                }
                binaryString = binaryString +s;
            }
            return binaryString;
        }

执行网络唤醒

/**
         * 唤醒主机
         * @param ip         主机ip
         * @param mac     主机mac
         * @param subnetMask      主机子网掩码
         */
        public static void wakeUpDevice(String ip,String mac,String subnetMask){
            ip=ip.trim();
            mac=mac.trim();
            subnetMask=subnetMask.trim();
            String broadcastAddress=getBroadcastAddress(ip,subnetMask);
            mac = mac.replace("-", "");
            wakeBy(broadcastAddress,mac,389);
        }
    
        /**
         *   网络唤醒
         * @param ip            主机ip
         * @param mac        主机mac
         * @param port        端口
         */
        private static void wakeBy(String ip, String mac, int port) {
            //构建magic魔术包
            String MagicPacage = "FFFFFFFFFFFF";
            for (int i = 0; i < 16; i++) {
                MagicPacage += mac;
            }
            byte[] MPBinary = hexStr2BinArr(MagicPacage);
            try {
                InetAddress address = InetAddress.getByName(ip);
                DatagramSocket socket = new DatagramSocket(port);
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(MPBinary, MPBinary.length, address, port);
                //发送udp数据包到广播地址
                socket.send(packet);
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        private static byte[] hexStr2BinArr(String hexString) {
            String hexStr = "0123456789ABCDEF";
            int len = hexString.length() / 2;
            byte[] bytes = new byte[len];
            byte high = 0;
            byte low = 0;
            for (int i = 0; i < len; i++) {
                high = (byte) ((hexStr.indexOf(hexString.charAt(2 * i))) << 4);
                low = (byte) hexStr.indexOf(hexString.charAt(2 * i + 1));
                bytes[i] = (byte) (high | low);
            }
            return bytes;
        }

注意：当跨网段进行唤醒时，即发起唤醒的地址和被唤醒的目的地址不在同一个网段，是否需要做一些调整取决于你的网络配置。我这边的情况是，比如当50网段的服务器发送网络唤醒魔术包到62网段，是行不通的，需要在62网关下增加ip转发广播ip forward-broadcast。

转自 https://my.oschina.net/u/3490860/blog/1613093

[Link 1]: https://www.baidu.com/s?wd=%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%94%A4%E9%86%92&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1dBnhD4nhnkPH-bnHT3uyD10ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EPHTYnHR3nj6s
[Link 2]: https://www.baidu.com/s?wd=%E7%94%B5%E6%BA%90%E7%AE%A1%E7%90%86&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1dBnhD4nhnkPH-bnHT3uyD10ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EPHTYnHR3nj6s
[155931_5qSZ_3490860.png]: https://static.oschina.net/uploads/space/2018/0125/155931_5qSZ_3490860.png
[165709_NqVp_3490860.png]: https://static.oschina.net/uploads/space/2018/0125/165709_NqVp_3490860.png
[Link 3]: https://www.baidu.com/s?wd=%E5%B9%BF%E6%92%AD%E5%9C%B0%E5%9D%80&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Y3PhPBPhmYnH-WPHTzn19h0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnWcsn1RYPj0kPHmYPH64nW6zr0
[Link 4]: https://www.baidu.com/s?wd=%E4%B8%BB%E6%9C%BA%E5%9C%B0%E5%9D%80&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Y3PhPBPhmYnH-WPHTzn19h0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnWcsn1RYPj0kPHmYPH64nW6zr0
[Link 5]: https://www.baidu.com/s?wd=%E4%BA%8C%E8%BF%9B%E5%88%B6%E8%BD%AC%E6%8D%A2&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Y3PhPBPhmYnH-WPHTzn19h0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnWcsn1RYPj0kPHmYPH64nW6zr0