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隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問題成為當(dāng)前亟待解決的重要問題之一。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)控程序的出現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)安全提供了有效的防范手段。本文介紹一種基于Linux系統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)控程序設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。
一、需求分析
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)控程序是一種實(shí)時、準(zhǔn)確地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的工具。它可以對計算機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)流量、網(wǎng)絡(luò)連接等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，同時對異常事件進(jìn)行及時報警和處理，從而保障網(wǎng)絡(luò)安全。為了滿足實(shí)際需求，本系統(tǒng)需要具備以下功能：
1.實(shí)時監(jiān)控：能夠?qū)崟r監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，包括網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)連接、端口狀態(tài)等。
2.自定義配置：能夠?qū)ΡO(jiān)控對象、監(jiān)控項(xiàng)、告警方式等進(jìn)行自定義設(shè)置。
3.數(shù)據(jù)統(tǒng)計：能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)流量、網(wǎng)絡(luò)連接、主機(jī)狀態(tài)等進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。
4.告警處理：根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則自動進(jìn)行告警處理，并能夠自動采取應(yīng)急措施。
5.遠(yuǎn)程管理：支持遠(yuǎn)程管理和實(shí)時性能監(jiān)測。
二、總體設(shè)計
本系統(tǒng)采用Linux內(nèi)核模塊和用戶態(tài)程序的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。整個系統(tǒng)分為內(nèi)核部分和用戶態(tài)部分兩個組成部分。
1.內(nèi)核部分
內(nèi)核部分主要實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)性能指標(biāo)的監(jiān)控，包括系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)連接、端口狀態(tài)等。根據(jù)具體需求，本系統(tǒng)選用了Linux下的procfs、sysfs以及socket等內(nèi)核接口對這些信息進(jìn)行獲取和處理。
2.用戶態(tài)部分
用戶態(tài)部分主要負(fù)責(zé)實(shí)際的監(jiān)控和管理工作，包括數(shù)據(jù)采集、分析、告警處理以及主機(jī)性能監(jiān)測等。本系統(tǒng)采用了C語言實(shí)現(xiàn)，通過socket接口與內(nèi)核部分進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步和共享。
三、具體實(shí)現(xiàn)
1.實(shí)時監(jiān)控
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)性能指標(biāo)的實(shí)時監(jiān)控，包括系統(tǒng)CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)指標(biāo)以及各個進(jìn)程的狀態(tài)。采用了Linux下的procfs、sysfs和socket等內(nèi)核接口進(jìn)行監(jiān)控數(shù)據(jù)的獲取和處理。
2.自定義配置
本系統(tǒng)允許用戶自定義監(jiān)控目標(biāo)、監(jiān)控項(xiàng)和告警方式。用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行任意組合和配置，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的監(jiān)控和告警。同時，系統(tǒng)提供了圖形化的配置界面，方便用戶進(jìn)行操作。
3.數(shù)據(jù)統(tǒng)計
本系統(tǒng)采用了國際通用的RRDtool工具進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。RRDtool是一種開源的數(shù)據(jù)存儲和繪圖工具，可廣泛應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)性能管理場景。通過RRDtool，本系統(tǒng)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)流量、網(wǎng)絡(luò)連接、主機(jī)狀態(tài)等進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，為用戶提供科學(xué)、直觀的數(shù)據(jù)支持。
4.告警處理
本系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則進(jìn)行告警處理，并自動采取應(yīng)急措施。告警方式包括短信、郵件、聲音和彈窗等方式，用戶可以根據(jù)需要選擇合適的方式。同時，系統(tǒng)提供了靈活的告警規(guī)則配置功能，可以根據(jù)具體需求進(jìn)行任意組合和配置。
5.遠(yuǎn)程管理
為了便于遠(yuǎn)程管理和實(shí)時性能監(jiān)測，本系統(tǒng)提供了TCP/IP協(xié)議的遠(yuǎn)程管理功能。用戶可以通過任意一臺支持Telnet協(xié)議的終端進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，并實(shí)時獲取監(jiān)控數(shù)據(jù)。
四、性能測試
為了測試本系統(tǒng)的性能表現(xiàn)，本文采用了傳統(tǒng)的UnixBench測試工具進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明，本系統(tǒng)在實(shí)時監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)性能分析方面具有較高的性能和穩(wěn)定性。
綜上所述，基于Linux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)控程序具有較高的可靠性、實(shí)時性和靈活性，在網(wǎng)絡(luò)安全和性能優(yōu)化方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
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有很多監(jiān)控工具可用來監(jiān)控本地和遠(yuǎn)程 Linux 系統(tǒng)，一個很好的例子是 Cockpit。但是，這些工具的安裝和使用比較復(fù)雜，至少對于新手管理員來說是這樣。新手管理員可能需要花一些時間來弄清楚如何配置這些工具來監(jiān)視系統(tǒng)。如果你想要以快速且粗略地在局域網(wǎng)中一次監(jiān)控多臺主機(jī)，迅亮喚你可能需要了解一下 “rwho” 工具。只要安裝了 rwho 實(shí)用程序，它將立即快速地監(jiān)控本地和遠(yuǎn)程系統(tǒng)。你什么畝凱都不用配置！你所要做的就是在要監(jiān)視的系統(tǒng)上安裝 “rwho” 工具。
請不要將 rwho 視為功能豐富且完整的監(jiān)控工具。這只是一個簡單的工具，它只監(jiān)視遠(yuǎn)程系統(tǒng)的“正常運(yùn)行時間”（uptime），“負(fù)載”（load）和登錄的用戶。使用 “rwho” 使用程序，我們可以發(fā)現(xiàn)誰在哪臺計算機(jī)上登錄；一個被監(jiān)視的計算機(jī)的列表，列出了正常運(yùn)行時間（自上次重新啟動以來的時間）；有多少用戶登錄了；以及在過去的 1、5、15 分鐘的平均負(fù)載。不多不少！而且，它只監(jiān)視同一子網(wǎng)中的系統(tǒng)。因此，它非常適合小型和家鍵棚庭辦公網(wǎng)絡(luò)。
在 Linux 中監(jiān)控多臺主機(jī)
讓我來解釋一下 rwho 是如何工作的。每個在網(wǎng)絡(luò)上使用 rwho 的系統(tǒng)都將廣播關(guān)于它自己的信息，其他計算機(jī)可以使用 rwhod 守護(hù)進(jìn)程來訪問這些信息。因此，網(wǎng)絡(luò)上的每臺計算機(jī)都必須安裝 rwho。此外，為了分發(fā)或訪問其他主機(jī)的信息，必須允許 rwho 端口（例如端口 513/UDP）通過防火墻/路由器。
好的，讓我們來安裝它。
我在 Ubuntu 16.04 LTS 服務(wù)器上進(jìn)行了測試，rwho 在默認(rèn)倉庫中可用，所以，我們可以使用像下面這樣的 APT 軟件包管理器來安裝它。
$ sudo apt-get install rwho
在基于 RPM 的系統(tǒng)如 CentOS、 Fedora、 RHEL 上，使用以下命令來安裝它：
$ sudo yum install rwho
如果你在防火墻/路由器之后，確保你已經(jīng)允許使用 rwhod 513 端口。另外，使用命令驗(yàn)證 rwhod 守護(hù)進(jìn)程是否正在運(yùn)行：
$ sudo systemctl status rwhod
如果它尚未啟動，運(yùn)行以下命令啟用并啟動 rwhod 服務(wù)：
$ sudo systemctl enable rwhod
$ sudo systemctl start rwhod
現(xiàn)在是時候來監(jiān)視系統(tǒng)了。運(yùn)行以下命令以發(fā)現(xiàn)誰在哪臺計算機(jī)上登錄：
$ rwho
ostechni ostechnix:pts/5 Mar 12 17:41
root server:pts/0 Mar 12 17:42
正如你所看到的，目前我的局域網(wǎng)中有兩個系統(tǒng)。本地系統(tǒng)用戶是 ostechnix （Ubuntu 16.04 LTS），遠(yuǎn)程系統(tǒng)的用戶是 root （CentOS 7）。可能你已經(jīng)猜到了，rwho 與 who 命令相似，但它會監(jiān)視遠(yuǎn)程系統(tǒng)。
而且，我們可以使用以下命令找到網(wǎng)絡(luò)上所有正在運(yùn)行的系統(tǒng)的正常運(yùn)行時間：
$ ruptime
ostechnix up 2:17, 1 user, load 0.09, 0.03, 0.01
server up 1:54, 1 user, load 0.00, 0.01, 0.05
這里，ruptime（類似于 uptime 命令）顯示了我的 Ubuntu（本地） 和 CentOS（遠(yuǎn)程）系統(tǒng)的總運(yùn)行時間。明白了嗎？棒極了！以下是我的 Ubuntu 16.04 LTS 系統(tǒng)的示例屏幕截圖：
你可以在以下位置找到有關(guān)局域網(wǎng)中所有其他機(jī)器的信息：
$ ls /var/spool/rwho/
whod.ostechnix whod.server
它很小，但卻非常有用，可以發(fā)現(xiàn)誰在哪臺計算機(jī)上登錄，以及正常運(yùn)行時間和系統(tǒng)負(fù)載詳情。
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請注意，這種方法有一個嚴(yán)重的漏洞。由于有關(guān)每臺計算機(jī)的信息都通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播，因此該子網(wǎng)中的每個人都可能獲得此信息。通常情況下可以，但另一方面，當(dāng)有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的信息分發(fā)給非授權(quán)用戶時，這可能是不必要的副作用。因此，強(qiáng)烈建議在受信任和受保護(hù)的局域網(wǎng)中使用它。
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