高性能异步批量ping的golang实现

Java基础

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2019-10-4

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git 地址:https://github.com/caucy/batch_ping

1,icmp 协议介绍

icmp 的报文头部一共是2+2+4+4+4 个字节。

type ICMP struct {
	Type        uint8
	Code        uint8
	CheckSum    uint16
	Identifier  uint16
	SequenceNum uint16

这里 type 是icmp 类型,常见有发送报文头 Echo, 回收报文头 Echo Reply 等,更多类型 见 https://tools.ietf.org/html/rfc792 。 Code 进一步划分ICMP的类型,该字段用来查找产生错误的原因;CheckSum 校验码部分,这个字段包含有从ICMP报头和数据部分计算得来的,用于检查错误的数据;而Identifier 通常为进程id,标识具体是哪个进程发送的icmp 包;SequenceNum 标识发送包的顺序id。

icmp 有个特点,listen 能收到其他进程ping 的结果,看下面例子:

package main

import (
	"log"

	"github.com/caucy/batch_ping"
)

func main() {
	ipSlice := []string{}
	// ip list should not more than 65535

	ipSlice = append(ipSlice, "3g.qq.com")

	bp, err := ping.NewBatchPinger(ipSlice, false) // true will need to be root

	if err != nil {
		log.Fatalf("new batch ping err %v", err)
	}
	bp.SetDebug(true) // debug == true will fmt debug log

	bp.SetCount(100)

	bp.Run()
}

启动上面的进程,会连续ping 3g.qq.com,同时,再启动一个进程ping www.baidu.com , 日志会显示,收到了220.181.38.150 的icmp 包。

2, 如何支持同时支持ping 多个addr

第一种是最简单的,也是大多数探针采用的方式:subprocess 。这个方式有个缺点,就是每个任务会fork 一个进程,非常耗费耗费资源。

第二种方式,我是这样想的,golang 有icmp 包,能够支持send and recive, 我直接起协程 去 收发,每个协程和subprocess 一样,先发后等,这样不就行了?然后起一组协程池,这样并发也能控制。然而,上面例子已经提到了,listen 后的conn 能收到其他进程 ping 的结果,这样实现挺麻烦。

第三种方式,一个协程收,一个协程发。最后选择的是这种方式。

一个协程收,一个协程发,有什么比较麻烦地方?因为icmp 层只能标识seq,所以会出现icmp 包头相同的情况,同时,批量收发,非常容易出现丢包的情况。

3,batch-ping 特性

  • 支持原地址控制
  • 支持ipv6 (操作系统本身支持“ip6:ipv6-icmp”,“udp6” dial )
  • 支持时间间隔控制
  • 支持发送方式控制
  • 支持多addr 控制
  • 支持 mac, linux

使用示例:

package main

import (
	"log"

	"github.com/caucy/batch_ping"
)

func main() {
	ipSlice := []string{}
	// ip list should not more than 65535

	ipSlice = append(ipSlice, "2400:da00:2::29") //support ipv6
	ipSlice = append(ipSlice, "baidu.com")

	bp, err := ping.NewBatchPinger(ipSlice, false) // true will need to be root

	if err != nil {
		log.Fatalf("new batch ping err %v", err)
	}
	bp.SetDebug(true) // debug == true will fmt debug log

	bp.SetSource("") // if hava multi source ip, can use one isp

	bp.OnFinish = func(stMap map[string]*ping.Statistics) {
		for ip, st := range stMap {
			log.Printf("\n--- %s ping statistics ---\n", st.Addr)
			log.Printf("ip %s, %d packets transmitted, %d packets received, %v%% packet loss\n", ip,
				st.PacketsSent, st.PacketsRecv, st.PacketLoss)
			log.Printf("round-trip min/avg/max/stddev = %v/%v/%v/%v\n",
				st.MinRtt, st.AvgRtt, st.MaxRtt, st.StdDevRtt)
			log.Printf("rtts is %v \n", st.Rtts)
		}

	}

	err = bp.Run()
	if err != nil {
		log.Printf("run err %v \n", err)
	}
	bp.OnFinish(bp.Statistics())
}

4,可能问题

因为icmp 基于udp,时间间隔非常小,发送机器非常多的时候,会出现非常严重丢包,内核参数需要优化。

最后,文章不易,希望大家点个star,试用。 https://github.com/caucy/batch_ping

作者:caucy