使用Python实现的网络流量监控系统

一、目的

        分析最近一段时间内的网络流量情况，以便更好地理解网络使用情况、识别潜在问题并提出改进建议。网络流量监控对于保障网络稳定性、优化资源分配和提高性能具有重要意义。

二、监控指标

        2.1 接收速率

        接收速率是指单位时间内接收数据的速度，通常以 Mbps（兆位每秒）或 KB/s（千字节每秒）表示。

        2.2 发送速率

        发送速率是指单位时间内发送数据的速度，通常以 Mbps（兆位每秒）或 KB/s（千字节每秒）表示。

        2.3 吞吐量

        吞吐量是指网络传输数据的总量，通常以 Mbps（兆位每秒）或 GB（千兆字节）为单位。

        2.4 丢包率

        丢包率是指在传输过程中丢失的数据包的比例，通常以百分比或千分比表示。

当然也根据自己的需求获取更加精准的数据，以便更好知道自己电脑的网络是否安全。

三、实验环境

 操作系统：kali Linux z 6.5.0-kali3-amd64

语言版本：Python 3.11.8 (main, Feb  7 2024, 21:52:08) [GCC 13.2.0] on linux

四、功能实现

        具体的思路如下：

        1. 必要用到的库：我们使用psutil库来获取网络流量和系统信息，使用imet库来计算时间间隔。

        2. 设置初始值：记录开始时间、初始接收字节数、初始发送字节数以及初始丢包数。

        3. 进入监控循环：使用`while True`进入一个无限循环，每次循环都会执行以下步骤：

          休眠一段时间：使用`time.sleep(interval)`来控制每次循环之间的时间间隔。

          获取当前的网络流量情况：使用`psutil.net_io_counters()`来获取当前的网络输入输出计数器。

          计算流量指标：计算从开始时间到当前时间的时间间隔，然后根据时间间隔计算接收速率、发送速率和吞吐量。同时，计算丢包率（100个包）。

          打印监控指标：使用`print`函数打印出接收速率、发送速率、吞吐量和丢包率。

           更新初始值：将当前的接收字节数、发送字节数和丢包数更新为下一次循环的初始值。

4. 主程序入口：使用monitor_network_traffic()来确保脚本在直接运行时才执行监控函数。

#安装pip pip是安装python的第三方库 
apt-get install python3-pip
pip install psutil   //安装第三方库

具体代码 ： 
   import psutil
   import time

def monitor_network_traffic(interval=1):
    start_time = time.time()
    start_io = psutil.net_io_counters()
    start_rx = start_io.bytes_recv
    start_tx = start_io.bytes_sent
    start_drop = start_io.dropin  # 接收端的丢包数

    while True:
        time.sleep(interval)

        end_io = psutil.net_io_counters()
        end_rx = end_io.bytes_recv
        end_tx = end_io.bytes_sent
        end_drop = end_io.dropin  # 接收端的丢包数

        duration = time.time() - start_time
        rx_speed = (end_rx - start_rx) / duration
        tx_speed = (end_tx - start_tx) / duration
        packet_loss = (end_drop - start_drop) / 100  # 丢包率（100包）

        print(f"每秒接收速率: {rx_speed:.2f} bytes/s")
        print(f"每秒发送速率: {tx_speed:.2f} bytes/s")
        print(f"吞吐量: {(rx_speed + tx_speed):.2f} bytes/s")
        print(f"丢包率（100包）: {packet_loss:.2%}")

        start_rx = end_rx
        start_tx = end_tx
        start_drop = end_drop
monitor_network_traffic()

五、总结

        网络流量监控对于维护网络稳定性、提高性能和优化资源分配具有重要意义。定期进行网络流量监控，并根据监控结果进行相应的优化和调整，以确保网络的高效运行

作者：zkic1