起因是某个同事接到了领导安排下来的一个需求,要在一个Web应用(Java+Tomcat)中,记录用户登录时的IP地址和MAC地址,用于安全审计,于是咨询我如何实现。
第一反应是,这个需求本身是不成立的,根据以往的了解,MAC地址应该是过不了路由器的才对。
以往做开发,都是用engineer的思维:先动手做,遇到问题再解决问题。但这个需求,应当用scientist的思维去思考:首先确定能不能做,然后才是怎么做。
翻查了一些资料,想来证实" 为什么WEB服务器,可以获取到客户端的IP地址,但获取不到MAC地址 ",看着看着才发现,这是个挺大的命题,够写一篇BLOG了。
PS:由于个人对这块内容了解的不够彻底, 本文很可能会有谬误 ,请读者先不要太当真,另外希望平台组的同事给予指证。
我所认为的结论应该是这样的:
下面一步步解释一下。
先从HTTP说起。
HTTP是一个应用层的协议,它建立在TCP协议之上。
HTTP请求就是用来发送一段文本。关于这段文本如何组织,第一行写什么,第二行写什么,哪里加一个空行,就是HTTP协议所要规范的内容。
举个直接的例子,下面是一个简单的HTTP GET请求,有兴趣可以用telnet模拟一下。
我们可以看到,HTTP的这段请求中,完全找不到客户端的MAC地址,甚至连IP地址都没有描述。
那IP地址是从哪里取到的呢?接下来我们再深入一点,看下一个内容:Socket
HTTP的客户端和服务端,是通过Socket进行连接的。
Socket是什么呢? Socket是对OSI模型第4层-传输层中的TCP/IP协议的封装 。Socket本身并不是协议,而 是一个调用接口 (API)。Socket和TCP/IP协议没有必然的联系。但通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议。应用层不必了解TCP/IP协议细节,直接通过对Socket接口函数的调用完成数据在IP网络的传输。
Socket包含了网络通信必须的五种信息: 连接使用的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,远地主机的IP地址,远地进程的协议端口 。
所以,因为有了Socket,客户端和服务端完全不需要了解底层细节,直接通过调用Socket来实现就可以了。
这也就是为什么服务器端 可以获取到客户端的IP地址 的原因,因为Socket中包含了远地主机的IP地址。(当然,通过代理服务器进行访问的除外,这种要依靠HTTP协议的X-Forwarded-For头来确认IP,不在本次的讨论范围中)
那为什么 无法获取到客户端的MAC地址 呢?很简单,同理,因为Socket中无法取到MAC地址。。。
如果继续发问,为什么Socket中都既然都包含IP地址了,为什么偏偏不包含MAC地址信息呢?看来我们还要更深入一点,看一下OSI模型吧。
首先祭出这张经典的OSI七层模型图,计算机网络的基石,请先盯着看一会儿,认真复习一下
这里还有一张OSI七层模型与TCP/IP四层模型的对照图
为了方便理解,再放上一张更直观的,每一层对应的数据型式和主要协议的示意图
通过上图大体可以知道:
下面举个栗子,当我们在浏览器中打开一个链接后,看看OSI各层倒底发生了什么:
这里撇开DNS解析之类东西,只说一下HTTP报文的发送
首先来看一下发送端(浏览器所在的主机)。参照第一张OSI模型图,按照从上向下的顺序来看。应用层数据其实只有那么几行文本,然后往下,每过一层,都要被加上首部/尾部。 这个过程就像是一层一层的穿衣服 。
HTTP请求文本:
数据发出去后,再看一下数据在网络上的流转。
数据一般要经过交换机、路由器等网络设备,层层转发,这些设备所做的事情就像是: 脱掉一件或几件衣服,做一些修修补补,然后再重新穿回去 。
通过上面这张图,我们就可以理解,MAC地址在本地网络下的重要作用了。也理解了,本地网络下,是可以查出每个节点的MAC地址的。
经过路由器后,为了能到达下一跳,数据链路层中的MAC地址就被篡改了,下面这张图很能说明问题:
最后看一下接收端(WEB服务器所在的主机)。参照第一张OSI模型图,按照从下至上的顺序来看,它要做的事情是: 将衣服一件一件全部脱掉 ,最后WEB服务器就取到了最初的应用层数据。
所以,当一个以太网帧到达目的主机后,其中的MAC地址早已经不是原来客户端的MAC了,操作系统的Socket自然也无法获取原始的MAC地址了。
上面已经证明了,WEB服务端,是无法获取客户端的MAC地址的。
那么,能不能通过一些trick来绕道实现呢?
想了想,大概可以有如下的思路:
那么这个思路可不可行呢?
最后的最后,不禁思考,获取MAC的意义在哪里呢?
如果单纯是为了取证和审计,我想意义是不大的,甚至不如直接记录IP地址。
因为:
所以,一般的安全管控要求下,还是只记录IP吧。
获取服务器mac 复制代码 代码如下: <?php /** 获取网卡的MAC地址原码;目前支持WIN/LINUX系统 获取机器网卡的物理(MAC)地址 **/ class GetmacAddr{ var $result = array()// 返回带有MAC地址的字串数组 var $macAddr/*构造*/ function __construct($osType){ switch ( strtolower($osType) ){ case "unix": breakcase "solaris": breakcase "aix": breakcase "linux": { $this->for_linux_os()}breakdefault: { $this->for_windows_os()}break} $temp_array = array()foreach($this->result as $value){ if(preg_match("/[0-9a-f][0-9a-f][:-]"."[0-9a-f][0-9a-f][:-]"."[0-9a-f][0-9a-f][:-]"."[0-9a-f][0-9a-f][:-]"."[0-9a-f][0-9a-f][:-]"."[0-9a-f][0-9a-f]/i",$value, $temp_array ) ){ $this->macAddr = $temp_array[0]break} } unset($temp_array)return $this->macAddr} /*linux系统中获取方法*/ function for_linux_os(){ @exec("ifconfig -a", $this->result)return $this->result} /*win系统中的获取方法*/ function for_windows_os(){ @exec("ipconfig /all", $this->result)if ( $this->result ) { return $this->result} else { $ipconfig = $_SERVER["WINDIR"]."\system32\ipconfig.exe"if(is_file($ipconfig)) { @exec($ipconfig." /all", $this->result)} else { @exec($_SERVER["WINDIR"]."\system\ipconfig.exe /all", $this->result)return $this->result} } } } ?> 获取客户端mac地址: 复制代码 代码如下: @exec("arp -a",$array)//执行arp -a命令,结果放到数组$array中 foreach($array as $value){ //匹配结果放到数组$mac_array if(strpos($value,$_SERVER["REMOTE_ADDR"]) &&preg_match("/(:?[0-9A-F]{2}[:-]){5}[0-9A-F]{2}/i",$value,$mac_array)){ $mac = $mac_array[0]break} } echo $mac 注:客户端获取的mac不能在本机测试,只能用别的电脑访问才能输出复制代码 代码示例:private void ButtonIP_Click(object sender, System.EventArgs e){ System.Net.IPAddress[] addressList = Dns.GetHostByName(Dns.GetHostName()).AddressList
if ( addressList.Length>1)
{ TextLIP.Text = addressList[0].ToString()
TextSIP.Text = addressList[1].ToString()}else{TextLIP.Text = addressList[0].ToString()
TextSIP.Text = "没有可用的连接"}}另一种获取服务器的IP地址与MAC地址的方法:
复制代码 代码示例:using System.Management
string stringMAC = ""
string stringIP = ""
ManagementClass MC = new ManagementClass "Win32_NetworkAdapterConfiguration")
ManagementObjectCollection MOC= MC.GetInstances()
foreach(ManagementObject MO in MOC){if ((bool)MO["IPEnabled"] == true){stringMAC += MO["MACAddress"].ToString()
TextMAC.Text = stringMAC.ToString()
string[] IPAddresses = (string[]) MO["IPAddress"]
if(IPAddresses.Length >0)
stringIP = IPAddresses[0]
TextIP.Text = stringIP.ToString()}}获取客户端本机的IP地址的方法:
复制代码 代码示例:using System.Net
TextIP.Text=Page.Request.UserHostAddress获取客户端本机的MAC地址刚复杂一些,需要调用两个API,用ARP协议获取,但也只能获取到同网段机器的MAC,对于跨网段的得利用IP扫描或cmd中nBTstat命令获取MAC地址。
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