使用阿里云物联网平台可实现伪内网穿透，对无公网IP的树莓派服务器进行远程控制。本文以实现基于树莓派服务器远程控制为例，介绍伪内网穿透的实现流程，并提供开发代码示例。
背景信息
假如您在公司或家里使用树莓派搭建一个服务器，用于执行一些简单的任务，如启动某个脚本，开始下载文件等。但是，如果树莓派没有公网IP，您不在公司或家里的情况下，您就无法控制该服务器。如果使用其他内网穿透工具，也会经常出现断线的情况。为解决以上问题，您可以使用阿里云物联网平台的RRPC（同步远程过程调用）功能结合JSch库来实现对树莓派服务器的远程控制。
说明 本文以公共实例下产品和设备为例，介绍远程控制树莓派服务器的开发方法。
实现远程控制的流程
通过物联网平台远程控制树莓派服务器的流程：
- 在电脑上调用物联网平台RRPC接口发送SSH指令。
- 物联网平台接收到指令后，通过MQTT协议将SSH指令下发给树莓派服务器。
- 服务器执行SSH指令。
- 服务器将SSH指令执行结果封装成RRPC响应，通过MQTT协议上报到物联网平台。
- 物联网平台将RRPC响应回复给电脑。
说明 RRPC调用的超时限制为5秒。服务器5秒内未收到设备回复，会返回超时错误。如果您发送的指令操作耗时较长，可忽略该超时错误信息。
下载SDK和Demo
实现物联网平台远程控制树莓派，您需先进行服务端SDK和设备端SDK开发。
- 在电脑上安装物联网平台服务端SDK。您可以使用服务端Java SDK Demo来进行服务端开发。
- 在树莓派上安装物联网平台设备端SDK。您可以使用设备端Java SDK Demo来进行设备端开发。
以下章节中，将介绍服务端SDK和设备端SDK的开发示例。
说明 本文示例中提供的代码仅支持一些简单的Linux命令，如uname、touch、mv等，不支持文件编辑等复杂的指令，需要您自行实现。
设备端SDK开发
下载、安装设备端SDK和下载SDK Demo后，您需添加项目依赖和增加以下Java文件。
项目可以导出成JAR包在树莓派上运行。
- 在pom.xml文件中，添加依赖。
<!-- 设备端SDK --> <dependency> <groupId>com.aliyun.alink.linksdk</groupId> <artifactId>iot-linkkit-java</artifactId> <version>1.1.0</version> <scope>compile</scope> </dependency> <dependency> <groupId>com.google.code.gson</groupId> <artifactId>gson</artifactId> <version>2.8.1</version> <scope>compile</scope> </dependency> <dependency> <groupId>com.alibaba</groupId> <artifactId>fastjson</artifactId> <version>1.2.83</version> <scope>compile</scope> </dependency> <!-- SSH客户端 --> <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.jcraft/jsch --> <dependency> <groupId>com.jcraft</groupId> <artifactId>jsch</artifactId> <version>0.1.55</version> </dependency> - 增加SSHShell.java文件，用于执行SSH指令。
public class SSHShell { private String host; private String username; private String password; private int port; private Vector<String> stdout; public SSHShell(final String ipAddress, final String username, final String password, final int port) { this.host = ipAddress; this.username = username; this.password = password; this.port = port; this.stdout = new Vector<String>(); } public int execute(final String command) { System.out.println("ssh command: " + command); int returnCode = 0; JSch jsch = new JSch(); SSHUserInfo userInfo = new SSHUserInfo(); try { Session session = jsch.getSession(username, host, port); session.setPassword(password); session.setUserInfo(userInfo); session.connect(); Channel channel = session.openChannel("exec"); ((ChannelExec) channel).setCommand(command); channel.setInputStream(null); BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(channel.getInputStream())); channel.connect(); String line = null; while ((line = input.readLine()) != null) { stdout.add(line); } input.close(); if (channel.isClosed()) { returnCode = channel.getExitStatus(); } channel.disconnect(); session.disconnect(); } catch (JSchException e) { e.printStackTrace(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return returnCode; } public Vector<String> getStdout() { return stdout; } } - 增加SSHUserInfo.java文件，用于验证SSH账号密码。
public class SSHUserInfo implements UserInfo { @Override public String getPassphrase() { return null; } @Override public String getPassword() { return null; } @Override public boolean promptPassphrase(final String arg0) { return false; } @Override public boolean promptPassword(final String arg0) { return false; } @Override public boolean promptYesNo(final String arg0) { if (arg0.contains("The authenticity of host")) { return true; } return false; } @Override public void showMessage(final String arg0) { } } - 增加Device.java文件，用于创建MQTT连接。
public class Device { /** * 建立连接 * * @param productKey 产品key * @param deviceName 设备名称 * @param deviceSecret 设备密钥 * @throws InterruptedException */ public static void connect(String productKey, String deviceName, String deviceSecret) throws InterruptedException { // 初始化参数 LinkKitInitParams params = new LinkKitInitParams(); // 设置 Mqtt 初始化参数 IoTMqttClientConfig config = new IoTMqttClientConfig(); config.productKey = productKey; config.deviceName = deviceName; config.deviceSecret = deviceSecret; params.mqttClientConfig = config; // 设置初始化设备证书信息，传入： DeviceInfo deviceInfo = new DeviceInfo(); deviceInfo.productKey = productKey; deviceInfo.deviceName = deviceName; deviceInfo.deviceSecret = deviceSecret; params.deviceInfo = deviceInfo; // 初始化 LinkKit.getInstance().init(params, new ILinkKitConnectListener() { public void onError(AError aError) { System.out.println("init failed !! code=" + aError.getCode() + ",msg=" + aError.getMsg() + ",subCode=" + aError.getSubCode() + ",subMsg=" + aError.getSubMsg()); } public void onInitDone(InitResult initResult) { System.out.println("init success !!"); } }); // 确保初始化成功后才执行后面的步骤，可以根据实际情况适当延长这里的延时 Thread.sleep(2000); } /** * 发布消息 * * @param topic 发送消息的topic * @param payload 发送的消息内容 */ public static void publish(String topic, String payload) { MqttPublishRequest request = new MqttPublishRequest(); request.topic = topic; request.payloadObj = payload; request.qos = 0; LinkKit.getInstance().getMqttClient().publish(request, new IConnectSendListener() { @Override public void onResponse(ARequest aRequest, AResponse aResponse) { } @Override public void onFailure(ARequest aRequest, AError aError) { } }); } /** * 订阅消息 * * @param topic 订阅消息的topic */ public static void subscribe(String topic) { MqttSubscribeRequest request = new MqttSubscribeRequest(); request.topic = topic; request.isSubscribe = true; LinkKit.getInstance().getMqttClient().subscribe(request, new IConnectSubscribeListener() { @Override public void onSuccess() { } @Override public void onFailure(AError aError) { } }); } /** * 取消订阅 * * @param topic 取消订阅消息的topic */ public static void unsubscribe(String topic) { MqttSubscribeRequest request = new MqttSubscribeRequest(); request.topic = topic; request.isSubscribe = false; LinkKit.getInstance().getMqttClient().unsubscribe(request, new IConnectUnscribeListener() { @Override public void onSuccess() { } @Override public void onFailure(AError aError) { } }); } /** * 断开连接 */ public static void disconnect() { // 反初始化 LinkKit.getInstance().deinit(); } } - 增加SSHDevice.java文件。SSHDevice.java包含main方法，用于接收RRPC指令，调用
SSHShell执行SSH指令，返回RRPC响应。SSHDevice.java文件中，需要填写设备证书信息（ProductKey、DeviceName和DeviceSecret）和SSH账号密码。public class SSHDevice { // ===================需要填写的参数开始=========================== // 产品productKey private static String productKey = ""; // private static String deviceName = ""; // 设备密钥deviceSecret private static String deviceSecret = ""; // 消息通信的topic，无需创建和定义，直接使用即可 private static String rrpcTopic = "/sys/" + productKey + "/" + deviceName + "/rrpc/request/+"; // ssh 要访问的域名或IP private static String host = "127.0.0.1"; // ssh 用户名 private static String username = ""; // ssh 密码 private static String password = ""; // ssh 端口号 private static int port = 22; // ===================需要填写的参数结束=========================== public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 下行数据监听 registerNotifyListener(); // 建立连接 Device.connect(productKey, deviceName, deviceSecret); // 订阅topic Device.subscribe(rrpcTopic); } public static void registerNotifyListener() { LinkKit.getInstance().registerOnNotifyListener(new IConnectNotifyListener() { @Override public boolean shouldHandle(String connectId, String topic) { // 只处理特定topic的消息 if (topic.contains("/rrpc/request/")) { return true; } else { return false; } } @Override public void onNotify(String connectId, String topic, AMessage aMessage) { // 接收rrpc请求并回复rrpc响应 try { // 执行远程命令 String payload = new String((byte[]) aMessage.getData(), "UTF-8"); SSHShell sshExecutor = new SSHShell(host, username, password, port); sshExecutor.execute(payload); // 获取命令回显 StringBuffer sb = new StringBuffer(); Vector<String> stdout = sshExecutor.getStdout(); for (String str : stdout) { sb.append(str); sb.append("\n"); } // 回复回显到服务端 String response = topic.replace("/request/", "/response/"); Device.publish(response, sb.toString()); } catch (UnsupportedEncodingException e) { e.printStackTrace(); } } @Override public void onConnectStateChange(String connectId, ConnectState connectState) { } }); } }
服务端SDK开发
下载、安装服务端SDK和下载SDK Demo后，您需添加项目依赖和增加以下Java文件。
- 在pom.xml文件中，添加依赖。 重要 服务端SDK对应的新版本，请参见Java SDK使用说明。
<!-- 服务端SDK --> <dependency> <groupId>com.aliyun</groupId> <artifactId>aliyun-java-sdk-iot</artifactId> <version>7.38.0</version> </dependency> <dependency> <groupId>com.aliyun</groupId> <artifactId>aliyun-java-sdk-core</artifactId> <version>4.5.6</version> </dependency> <!-- commons-codec --> <dependency> <groupId>commons-codec</groupId> <artifactId>commons-codec</artifactId> <version>1.8</version> </dependency> - 增加OpenApiClient.java文件，用于调用物联网平台开放接口。
public class OpenApiClient { private static DefaultAcsClient client = null; public static DefaultAcsClient getClient(String accessKeyID, String accessKeySecret) { if (client != null) { return client; } try { IClientProfile profile = DefaultProfile.getProfile("cn-shanghai", accessKeyID, accessKeySecret); DefaultProfile.addEndpoint("cn-shanghai", "cn-shanghai", "Iot", "iot.cn-shanghai.aliyuncs.com"); client = new DefaultAcsClient(profile); } catch (Exception e) { System.out.println("create OpenAPI Client failed !! exception:" + e.getMessage()); } return client; } } - 增加SSHCommandSender.java文件。SSHCommandSender.java包含main方法，用于发送SSH指令和接收SSH指令响应。SSHCommandSender.java中，需要填写您的账号AccessKey信息、设备证书信息（ProductKey和DeviceName）、以及SSH指令。
public class SSHCommandSender { // ===================需要填写的参数开始=========================== // 用户账号AccessKey private static String accessKeyID = ""; // 用户账号AccesseKeySecret private static String accessKeySecret = ""; // 产品Key private static String productKey = ""; // 设备名称deviceName private static String deviceName = ""; // ===================需要填写的参数结束=========================== public static void main(String[] args) throws ServerException, ClientException, UnsupportedEncodingException { // Linux 远程命令 String payload = "uname -a"; // 构建RRPC请求 RRpcRequest request = new RRpcRequest(); request.setProductKey(productKey); request.setDeviceName(deviceName); request.setRequestBase64Byte(Base64.encodeBase64String(payload.getBytes())); request.setTimeout(5000); // 获取服务端请求客户端 DefaultAcsClient client = OpenApiClient.getClient(accessKeyID, accessKeySecret); // 发起RRPC请求 RRpcResponse response = (RRpcResponse) client.getAcsResponse(request); // RRPC响应处理 // response.getSuccess()仅表明RRPC请求发送成功，不代表设备接收成功和响应成功 // 需要根据RrpcCode来判定，参考文档https://www.alibabacloud.com/help/doc-detail/69797.htm if (response != null && "SUCCESS".equals(response.getRrpcCode())) { // 回显 System.out.println(new String(Base64.decodeBase64(response.getPayloadBase64Byte()), "UTF-8")); } else { // 回显失败，打印rrpc code System.out.println(response.getRrpcCode()); } } }