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Java打造一款SSH客户端，而且已开源

猿天地

共 12300字，需浏览 25分钟

 ·

2021-01-25 18:04

来源：blog.csdn.net/NoCortY/article/details/104772431

前言

最近由于项目需求，项目中需要实现一个WebSSH连接终端的功能，由于自己第一次做这类型功能，所以首先上了GitHub找了找有没有现成的轮子可以拿来直接用，当时看到了很多这方面的项目，例如：GateOne、webssh、shellinabox等，这些项目都可以很好地实现webssh的功能，但是最终并没有采用，原因是在于这些底层大都是python写的，需要依赖很多文件，自己用的时候可以使用这种方案，快捷省事，但是做到项目中供用户使用时，总不能要求用户做到服务器中必须包含这些底层依赖，这显然不太合理，所以我决定自己动手写一个WebSSH的功能，并且作为一个独立的项目开源出来。

github项目开源地址：https://github.com/NoCortY/WebSSH

技术选型

由于webssh需要实时数据交互，所以会选用长连接的WebSocket，为了开发的方便，框架选用SpringBoot，另外还自己了解了Java用户连接ssh的jsch和实现前端shell页面的xterm.js.

所以，最终的技术选型就是 SpringBoot+Websocket+jsch+xterm.js。

导入依赖

<parent>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parentartifactId>
    <version>2.1.7.RELEASEversion>
    <relativePath /> 
parent>
<dependencies>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
    dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>com.jcraftgroupId>
        <artifactId>jschartifactId>
        <version>0.1.54version>
    dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-websocketartifactId>
    dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>commons-iogroupId>
        <artifactId>commons-ioartifactId>
        <version>1.4version>
    dependency>
    <dependency>
        <groupId>commons-fileuploadgroupId>
        <artifactId>commons-fileuploadartifactId>
        <version>1.3.1version>
    dependency>
dependencies>

一个简单的xterm案例

由于xterm是一个冷门技术，所以很多同学并没有这方面的知识支撑，我也是为了实现这个功能所以临时学的，所以在这给大家介绍一下。

xterm.js是一个基于WebSocket的容器，它可以帮助我们在前端实现命令行的样式。就像是我们平常再用SecureCRT或者XShell连接服务器时一样。

下面是官网上的入门案例：

html>
 <html>
  <head>
    <link rel="stylesheet" href="node_modules/xterm/css/xterm.css" />
    <script src="node_modules/xterm/lib/xterm.js">script>
  head>
  <body>
    <div id="terminal">div>
    <script>
      var term = new Terminal();
      term.open(document.getElementById('terminal'));
      term.write('Hello from \x1B[1;3;31mxterm.js\x1B[0m $ ')
    script>
  body>
 html>

最终测试，页面就是下面这个样子：

xterm入门

可以看到页面已经出现了类似与shell的样式，那就根据这个继续深入，实现一个webssh。

后端实现

由于xterm只要只是实现了前端的样式，并不能真正地实现与服务器交互，与服务器交互主要还是靠我们Java后端来进行控制的，所以我们从后端开始，使用jsch+websocket实现这部分内容。

  • WebSocket配置

    由于消息实时推送到前端需要用到WebSocket，不了解WebSocket的同学可以先去自行了解一下，这里就不过多介绍了，我们直接开始进行WebSocket的配置。

/**
* @Description: websocket配置
* @Author: NoCortY
* @Date: 2020/3/8
*/
@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSSHWebSocketConfig implements WebSocketConfigurer{
    @Autowired
    WebSSHWebSocketHandler webSSHWebSocketHandler;
    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry webSocketHandlerRegistry) {
        //socket通道
        //指定处理器和路径，并设置跨域
        webSocketHandlerRegistry.addHandler(webSSHWebSocketHandler, "/webssh")
                .addInterceptors(new WebSocketInterceptor())
                .setAllowedOrigins("*");
    }
}

  • 处理器(Handler)和拦截器(Interceptor)的实现

    刚才我们完成了WebSocket的配置，并指定了一个处理器和拦截器。所以接下来就是处理器和拦截器的实现。

    拦截器：

public class WebSocketInterceptor implements HandshakeInterceptor {
    /**
     * @Description: Handler处理前调用
     * @Param: [serverHttpRequest, serverHttpResponse, webSocketHandler, map]
     * @return: boolean
     * @Author: NoCortY
     * @Date: 2020/3/1
     */
    @Override
    public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest serverHttpRequest, ServerHttpResponse serverHttpResponse, WebSocketHandler webSocketHandler, Map map) throws Exception {
        if (serverHttpRequest instanceof ServletServerHttpRequest) {
            ServletServerHttpRequest request = (ServletServerHttpRequest) serverHttpRequest;
            //生成一个UUID，这里由于是独立的项目，没有用户模块，所以可以用随机的UUID
            //但是如果要集成到自己的项目中，需要将其改为自己识别用户的标识
            String uuid = UUID.randomUUID().toString().replace("-","");
            //将uuid放到websocketsession中
            map.put(ConstantPool.USER_UUID_KEY, uuid);
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    @Override
    public void afterHandshake(ServerHttpRequest serverHttpRequest, ServerHttpResponse serverHttpResponse, WebSocketHandler webSocketHandler, Exception e) {

    }
}

处理器：

/**
* @Description: WebSSH的WebSocket处理器
* @Author: NoCortY
* @Date: 2020/3/8
*/
@Component
public class WebSSHWebSocketHandler implements WebSocketHandler{
    @Autowired
    private WebSSHService webSSHService;
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebSSHWebSocketHandler.class);

    /**
     * @Description: 用户连接上WebSocket的回调
     * @Param: [webSocketSession]
     * @return: void
     * @Author: Object
     * @Date: 2020/3/8
     */
    @Override
    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession webSocketSession) throws Exception {
        logger.info("用户:{},连接WebSSH", webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY));
        //调用初始化连接
        webSSHService.initConnection(webSocketSession);
    }

    /**
     * @Description: 收到消息的回调
     * @Param: [webSocketSession, webSocketMessage]
     * @return: void
     * @Author: NoCortY
     * @Date: 2020/3/8
     */
    @Override
    public void handleMessage(WebSocketSession webSocketSession, WebSocketMessage webSocketMessage) throws Exception {
        if (webSocketMessage instanceof TextMessage) {
            logger.info("用户:{},发送命令:{}", webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY), webSocketMessage.toString());
            //调用service接收消息
            webSSHService.recvHandle(((TextMessage) webSocketMessage).getPayload(), webSocketSession);
        } else if (webSocketMessage instanceof BinaryMessage) {

        } else if (webSocketMessage instanceof PongMessage) {

        } else {
            System.out.println("Unexpected WebSocket message type: " + webSocketMessage);
        }
    }

    /**
     * @Description: 出现错误的回调
     * @Param: [webSocketSession, throwable]
     * @return: void
     * @Author: Object
     * @Date: 2020/3/8
     */
    @Override
    public void handleTransportError(WebSocketSession webSocketSession, Throwable throwable) throws Exception {
        logger.error("数据传输错误");
    }

    /**
     * @Description: 连接关闭的回调
     * @Param: [webSocketSession, closeStatus]
     * @return: void
     * @Author: NoCortY
     * @Date: 2020/3/8
     */
    @Override
    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession webSocketSession, CloseStatus closeStatus) throws Exception {
        logger.info("用户:{}断开webssh连接", String.valueOf(webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY)));
        //调用service关闭连接
        webSSHService.close(webSocketSession);
    }

    @Override
    public boolean supportsPartialMessages() {
        return false;
    }
}

需要注意的是，我在拦截器中加入的用户标识是使用了随机的UUID，这是因为作为一个独立的websocket项目，没有用户模块，如果需要将这个项目集成到自己的项目中，需要修改这部分代码，将其改为自己项目中识别一个用户所用的用户标识。

  • WebSSH的业务逻辑实现（核心）

    刚才我们实现了websocket的配置，都是一些死代码，实现了接口再根据自身需求即可实现，现在我们将进行后端主要业务逻辑的实现，在实现这个逻辑之前，我们先来想想，WebSSH，我们主要想要呈现一个什么效果。

    我这里做了一个总结：

    1.首先我们得先连接上终端（初始化连接）

    2.其次我们的服务端需要处理来自前端的消息（接收并处理前端消息）

    3.我们需要将终端返回的消息回写到前端（数据回写前端）

    4.关闭连接

    根据这四个需求，我们先定义一个接口，这样可以让需求明了起来。

/**
 * @Description: WebSSH的业务逻辑
 * @Author: NoCortY
 * @Date: 2020/3/7
 */
public interface WebSSHService {
    /**
     * @Description: 初始化ssh连接
     * @Param:
     * @return:
     * @Author: NoCortY
     * @Date: 2020/3/7
     */
    public void initConnection(WebSocketSession session);

    /**
     * @Description: 处理客户段发的数据
     * @Param:
     * @return:
     * @Author: NoCortY
     * @Date: 2020/3/7
     */
    public void recvHandle(String buffer, WebSocketSession session);

    /**
     * @Description: 数据写回前端 for websocket
     * @Param:
     * @return:
     * @Author: NoCortY
     * @Date: 2020/3/7
     */
    public void sendMessage(WebSocketSession session, byte[] buffer) throws IOException;

    /**
     * @Description: 关闭连接
     * @Param:
     * @return:
     * @Author: NoCortY
     * @Date: 2020/3/7
     */
    public void close(WebSocketSession session);
}

现在我们可以根据这个接口去实现我们定义的功能了。

  1. 初始化连接

    由于我们的底层是依赖jsch实现的，所以这里是需要使用jsch去建立连接的。而所谓初始化连接，实际上就是将我们所需要的连接信息，保存在一个Map中，这里并不进行任何的真实连接操作。为什么这里不直接进行连接？因为这里前端只是连接上了WebSocket，但是我们还需要前端给我们发来linux终端的用户名和密码，没有这些信息，我们是无法进行连接的。

public void initConnection(WebSocketSession session) {
       JSch jSch = new JSch();
       SSHConnectInfo sshConnectInfo = new SSHConnectInfo();
       sshConnectInfo.setjSch(jSch);
       sshConnectInfo.setWebSocketSession(session);
       String uuid = String.valueOf(session.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY));
       //将这个ssh连接信息放入map中
       sshMap.put(uuid, sshConnectInfo);
}

  1. 处理客户端发送的数据

    在这一步骤中，我们会分为两个分支。

    第一个分支：如果客户端发来的是终端的用户名和密码等信息，那么我们进行终端的连接。

    第二个分支：如果客户端发来的是操作终端的命令，那么我们就直接转发到终端并且获取终端的执行结果。

    具体代码实现：

public void recvHandle(String buffer, WebSocketSession session) {
       ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
       WebSSHData webSSHData = null;
       try {
           //转换前端发送的JSON
           webSSHData = objectMapper.readValue(buffer, WebSSHData.class);
       } catch (IOException e) {
           logger.error("Json转换异常");
           logger.error("异常信息:{}", e.getMessage());
           return;
       }
   //获取刚才设置的随机的uuid
       String userId = String.valueOf(session.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY));
       if (ConstantPool.WEBSSH_OPERATE_CONNECT.equals(webSSHData.getOperate())) {
           //如果是连接请求
           //找到刚才存储的ssh连接对象
           SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId);
           //启动线程异步处理
           WebSSHData finalWebSSHData = webSSHData;
           executorService.execute(new Runnable() {
               @Override
               public void run() {
                   try {
                       //连接到终端
                       connectToSSH(sshConnectInfo, finalWebSSHData, session);
                   } catch (JSchException | IOException e) {
                       logger.error("webssh连接异常");
                       logger.error("异常信息:{}", e.getMessage());
                       close(session);
                   }
               }
           });
       } else if (ConstantPool.WEBSSH_OPERATE_COMMAND.equals(webSSHData.getOperate())) {
           //如果是发送命令的请求
           String command = webSSHData.getCommand();
           SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId);
           if (sshConnectInfo != null) {
               try {
                   //发送命令到终端
                   transToSSH(sshConnectInfo.getChannel(), command);
               } catch (IOException e) {
                   logger.error("webssh连接异常");
                   logger.error("异常信息:{}", e.getMessage());
                   close(session);
               }
           }
       } else {
           logger.error("不支持的操作");
           close(session);
       }
}
  1. 数据通过websocket发送到前端
public void sendMessage(WebSocketSession session, byte[] buffer) throws IOException {
       session.sendMessage(new TextMessage(buffer));
}
  1. 关闭连接
public void close(WebSocketSession session) {
   //获取随机生成的uuid
       String userId = String.valueOf(session.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY));
       SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId);
       if (sshConnectInfo != null) {
           //断开连接
           if (sshConnectInfo.getChannel() != null) sshConnectInfo.getChannel().disconnect();
           //map中移除该ssh连接信息
           sshMap.remove(userId);
       }
}

至此，我们的整个后端实现就结束了，由于篇幅有限，这里将一些操作封装成了方法，就不做过多展示了，重点讲逻辑实现的思路吧。接下来我们将进行前端的实现。

前端实现

前端工作主要分为这么几个步骤：

  1. 页面的实现
  2. 连接WebSocket并完成数据的接收并回写
  3. 数据的发送

所以我们一步一步来实现它。

  • 页面实现

    页面的实现很简单，我们只不过需要在一整个屏幕上都显示终端那种大黑屏幕，所以我们并不用写什么样式，只需要创建一个div，之后将terminal实例通过xterm放到这个div中，就可以实现了。

html>
<html>
<head>
    <title>WebSSHtitle>
    <link rel="stylesheet" href="../css/xterm.css" />
head>
<body>
<div id="terminal" style="width: 100%;height: 100%">div>

<script src="../lib/jquery-3.4.1/jquery-3.4.1.min.js">script>
<script src="../js/xterm.js" charset="utf-8">script>
<script src="../js/webssh.js" charset="utf-8">script>
<script src="../js/base64.js" charset="utf-8">script>
body>
html>

  • 连接WebSocket并完成数据的发送、接收、回写

openTerminal( {
    //这里的内容可以写死，但是要整合到项目中时，需要通过参数的方式传入，可以动态连接某个终端。
        operate:'connect',
        host: 'ip地址',
        port: '端口号',
        username: '用户名',
        password: '密码'
    });
    function openTerminal(options){
        var client = new WSSHClient();
        var term = new Terminal({
            cols: 97,
            rows: 37,
            cursorBlink: true, // 光标闪烁
            cursorStyle: "block", // 光标样式  null | 'block' | 'underline' | 'bar'
            scrollback: 800, //回滚
            tabStopWidth: 8, //制表宽度
            screenKeys: true
        });

        term.on('data', function (data) {
            //键盘输入时的回调函数
            client.sendClientData(data);
        });
        term.open(document.getElementById('terminal'));
        //在页面上显示连接中...
        term.write('Connecting...');
        //执行连接操作
        client.connect({
            onError: function (error) {
                //连接失败回调
                term.write('Error: ' + error + '\r\n');
            },
            onConnect: function () {
                //连接成功回调
                client.sendInitData(options);
            },
            onClose: function () {
                //连接关闭回调
                term.write("\rconnection closed");
            },
            onData: function (data) {
                //收到数据时回调
                term.write(data);
            }
        });
    }

效果展示

  • 连接

    连接

  • 连接成功

    连接成功

  • 命令操作

    ls命令：

    ls命令

    vim编辑器:

    vim编辑器

    top命令：

    top命令

结语

这样我们就完成了一个webssh项目的实现，没有依赖其它任何的组件，后端完全使用Java实现，由于用了SpringBoot，非常容易部署。

但是，我们还可以对这个项目进行扩展，比如新增上传或下载文件，就像Xftp一样，可以很方便地拖拽式上传下载文件。

这个项目之后我会持续更新，上述功能也会慢慢实现，Github：https://github.com/NoCortY/WebSSH

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如有收获，点个在看，诚挚感谢


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