利用Python中Scapy库分析网络性能

通常网络监控的关键指标：

• 带宽利用率：很亮网络资源的使用情况，避免带宽瓶颈。
• 延时：数据包从源到目的地的传输时间，影响用户体验。
• 丢包率：数据包在传输过程中丢失的比例，影响通信质量。
• 抖动：延迟的变动程度，影响实时应用的稳定性。

常见网络监控技术

1. 被动监控：监听网络流量，分析数据包，使用流量分析和异常检测，对网络本身运行不产生影响。
2. 主动监控：发送探测信号，主动测试网络设备和路径的可达性和相应时间，适用于性能监控和故障排查。
3. 混合监控：结合被动和主动监控，全面检查网络状态。

网络探测工具开发：

有很多工具可用于网络监控，本文探讨的是用Python的库，进行网络探测的方法，检测网络设备的可达性和响应时间，评估网络性能。

一、Scapy

• 安装

pip install scapy

• 调用

from scapy.all import *

• 抓包

使用Scapy中sniff函数可以抓包，例：以下抓取20个数据包并显示其摘要信息。

# 捕获20个数据包
packets = sniff(count=20)

# 显示捕获的数据包摘要
packets.summary()

• 分析包

抓包后，要对数据包进行分析，分析各个字段的详细信息。

for packet in packets:
    packet.show()

• 过滤包

过滤数据包，使用BPF(Berkeley Packet Filter)语法过滤所抓取数据包，例：以下捕获TCP数据包。

# 只捕获TCP数据包
tcp_packets = sniff(filter='tcp', count=20)
tcp_packets.summary()

• 保存和读取包 

# 保存包到文件
wrpcap('packets.pcap', packets)

# 从文件读取包
packets_from_file = rdpcap('packets.pcap')
packets_from_file.summary()

• 构建和发送数据包

 使用Scapy自定义数据包并将其发送到网络。例：以下构建并发送一个ICMP（ping）数据包。

# 构建ICMP数据包
icmp_packet = IP(dst='8.8.8.8') / ICMP()

# 发送数据包并等待响应
response = sr1(icmp_packet)

# 显示响应数据包
response.show()

•  数据包实时嗅探和处理

例：定义回调函数捕获并处理HTTP请求数据包。 

# 定义回调函数
def packet_callback(packet):
    if packet.haslayer(HTTP):
        print(packet[HTTP].summary())

# 实时捕获HTTP数据包
sniff(filter='tcp port 80', prn=packet_callback, store=0)

完整示例：

from scapy.all import *

# 捕获数据包
packets = sniff(count=10)
print("Captured packets:")
packets.summary()

# 显示每个数据包的详细信息
for packet in packets:
    packet.show()

# 仅捕获TCP数据包
tcp_packets = sniff(filter='tcp', count=10)
print("Captured TCP packets:")
tcp_packets.summary()

# 保存数据包到文件
wrpcap('packets.pcap', packets)

# 从文件读取数据包
packets_from_file = rdpcap('packets.pcap')
print("Packets read from file:")
packets_from_file.summary()

# 构建并发送ICMP数据包
icmp_packet = IP(dst='8.8.8.8') / ICMP()
response = sr1(icmp_packet)
print("ICMP packet response:")
response.show()

# 实时嗅探并处理HTTP请求数据包
def packet_callback(packet):
    if packet.haslayer(HTTP):
        print(packet[HTTP].summary())

print("Real-time HTTP packet capture:")
sniff(filter='tcp port 80', prn=packet_callback, store=0)