網路效能監控指令碼設計與實作

在網路管理中，有效監控 TCP 協定流量和效能至關重要。本文介紹如何利用 Shell 指令碼解析 netstat 輸出，計算封包傳輸失敗率，並在異常時發出警告。指令碼分為兩部分：第一部分定期記錄網路統計資料，第二部分解析日誌檔案並分析效能趨勢。getstats 指令碼利用 netstat -s -p tcp 命令取得 TCP 統計資料，並將其格式化輸出到日誌檔案。netperf 指令碼則解析日誌檔案，計算重傳率、逾時率等關鍵指標，並與預設閾值比較，在異常時發出警告。此外，文章也討論瞭如何利用 renicename 和 watch_and_nice 指令碼調整程式優先順序，以及解決 OS X 系統中檔案換行問題的方法，以提升系統管理效率。

網路狀態監控指令碼解析與實作

在 Unix 系統管理中，netstat 是一個非常有用的工具，用於監控網路流量和效能。然而，由於其輸出資訊量龐大且複雜，本篇文章將介紹如何撰寫指令碼來分析 TCP 協定流量，計算封包傳輸失敗率，並在數值異常時發出警告。

指令碼功能與設計

該指令碼主要分為兩個部分：第一部分負責定期記錄網路統計資料到日誌檔案；第二部分則解析日誌檔案，報告典型的效能資料以及任何異常或遞增的數值。

第一部分：記錄網路統計資料

該指令碼使用 netstat -s -p tcp 命令來取得 TCP 協定的統計資料，並將結果記錄到暫存檔案中。接著，它會從暫存檔案中提取所需的統計資料，包括傳送的封包數、重傳的封包數、接收的封包數、重複的 ACK 數、亂序封包數以及連線請求數。

#!/bin/bash
# getstats--每 'n' 分鐘，抓取 netstats 數值（透過 crontab）
logfile="/Users/taylor/.netstatlog" # 根據您的組態進行更改。
temp="/tmp/getstats.$$.tmp"
trap "$(which rm) -f $temp" 0
if [ ! -e $logfile ] ; then # 第一次執行？
    touch $logfile
fi
( netstat -s -p tcp > $temp
  # 檢查您第一次執行此指令碼時的 log 檔案：某些版本的 netstat
  # 回報多於一行，這就是為什麼這裡使用 "| head -1"。
  sent="$(grep 'packets sent' $temp | cut -d\ -f1 | sed 's/[^[:digit:]]//g' | head -1)"
  resent="$(grep 'retransmitted' $temp | cut -d\ -f1 | sed 's/[^[:digit:]]//g')"
  received="$(grep 'packets received$' $temp | cut -d\ -f1 | sed 's/[^[:digit:]]//g')"
  dupacks="$(grep 'duplicate acks' $temp | cut -d\ -f1 | sed 's/[^[:digit:]]//g')"
  outoforder="$(grep 'out-of-order packets' $temp | cut -d\ -f1 | sed 's/[^[:digit:]]//g')"
  connectreq="$(grep 'connection requests' $temp | cut -d\ -f1 | sed 's/[^[:digit:]]//g')"

內容解密：

1. logfile 和 temp 變數設定：logfile 用於儲存長期網路統計資料，而 temp 用於暫存每次執行的 netstat 結果。
2. trap 命令：確保在指令碼離開時刪除暫存檔案，避免佔用系統資源。
3. netstat -s -p tcp 命令：取得 TCP 協定的詳細統計資訊。
4. grep、cut 和 sed 命令組合：用於從 netstat 的輸出中提取所需的統計資料，例如傳送的封包數和重傳的封包數。

第二部分：解析日誌檔案

第二部分的指令碼負責解析由第一部分產生的日誌檔案，分析網路效能趨勢，並在發現異常時發出警告。雖然這部分的指令碼程式碼未在給定的內容中提供，但其主要功能是讀取日誌檔案中的統計資料，計算相關指標（如封包丟失率），並與歷史資料進行比較，以檢測任何異常。

程式碼範例與解說

假設第二部分的指令碼如下：

#!/bin/bash
# analyze_logs--解析網路統計日誌檔案，報告效能和異常。
logfile="/Users/taylor/.netstatlog"
# 解析日誌檔案，計算相關指標。
while IFS= read -r line; do
    # 處理每一行日誌資料。
    echo "$line"
done < "$logfile"

內容解密：

1. logfile 變數：指定要解析的日誌檔案路徑。
2. while 迴圈：逐行讀取日誌檔案，並對每一行進行處理。
3. echo "$line"：簡單地輸出每一行，實際應用中可以在此處新增邏輯來分析資料。

網路效能分析指令碼：getstats 與 netperf 詳解

在管理網路伺服器時，瞭解網路效能的關鍵指標至關重要。本文將探討兩個用於分析 netstat 輸出的指令碼：getstats 和 netperf。這兩個指令碼共同工作，以提供網路效能的詳細資訊和歷史趨勢分析。

getstats 指令碼解析

getstats 指令碼的主要任務是從 netstat -s -p tcp 的輸出中提取關鍵的網路效能統計資料。這些資料包括封包傳送數量、重傳次數、接收到的封包數量等。

程式碼片段：

connectacc="$(grep 'connection accepts' $temp | cut -d\ -f1 | sed 's/[^[:digit:]]//g')"
retmout="$(grep 'retransmit timeouts' $temp | cut -d\ -f1 | sed 's/[^[:digit:]]//g')"
/bin/echo -n "time=$(date +%s);"
/bin/echo -n "snt=$sent;re=$resent;rec=$received;dup=$dupacks;"
/bin/echo -n "oo=$outoforder;creq=$connectreq;cacc=$connectacc;"
echo "reto=$retmout"

內容解密：

1. 資料提取：使用 grep 和 cut 命令從 netstat 輸出中提取特定的統計資料，並透過 sed 移除非數字字元，確保輸出的純淨性。
2. 格式化輸出：將提取的資料格式化為 var=value 的形式，並附加時間戳記，然後輸出到日誌檔案 netstat.log 中。
3. eval 命令的準備：這種輸出格式使得後續可以使用 eval 命令將日誌檔案中的每一行解析為 shell 變數。

netperf 指令碼詳解

netperf 指令碼負責解析 netstat.log 檔案，並報告最新的網路效能資料和任何異常情況。

程式碼片段：

eval $(tail -1 $log) # 所有值變成 shell 變數
rep="$(scriptbc -p 3 $re/$snt\*100)"
# ...
echo "Netstat 目前報告如下："
/bin/echo -n " $snt 封包已傳送，其中 $re 重傳 ($rep%) "
echo "和 $reto 重傳逾時 ($retop%)"
# ...
if [ $repn -ge 5 ] ; then
    echo "*** 警告：重傳率 >= 5% 表示存在問題 "
fi

內容解密：

1. 最新資料分析：讀取 netstat.log 的最後一行，使用 eval 將其內容轉換為 shell 變數，然後計算各種效能指標的百分比。
2. 效能報告：輸出最新的網路效能資料，包括封包傳送數量、重傳率等。
3. 異常檢測：檢查是否出現重傳率、逾時率等超出閾值（5%）的情況，並給出警告訊息。

指令碼協同工作流程

1. getstats 蒐集資料：定期執行 netstat -s -p tcp，並將關鍵統計資料寫入 netstat.log。
2. netperf 分析資料：讀取 netstat.log，解析最新的網路效能資料，進行歷史趨勢分析，並報告任何異常情況。

網路效能監控與程式優先順序調整指令碼解析

網路效能監控指令碼（netperf）

網路效能監控是系統管理中的重要環節。本文將深入解析 netperf 指令碼的工作原理及其改進方法。

1. 資料收集指令碼（getstats）

getstats 指令碼負責定期收集網路統計資料並儲存於 .netstatlog 檔案中。該指令碼通常由 crontab 定時執行。

*/15 * * * * /home/taylor/bin/getstats

2. 網路效能分析指令碼（netperf）

netperf 指令碼負責分析 .netstatlog 中的資料，提供網路效能的詳細資訊。

$ netperf
Netstat is currently reporting the following:
52170128 packets sent, with 16927 retransmits (0%) and 2722 retransmit timeouts (0%)
20290926 packets received, with 129910 dupes (.600%) and 18064 out of order (0%)
39841 total connection requests, of which 123 were accepted
Analyzing trends...
(Analyzed 6 netstat log entries for calculations)

程式碼解析

netperf 指令碼使用 while 迴圈處理 .netstatlog 中的每一行資料，計算關鍵的網路效能指標，如重傳率、逾時率等。這些資料被寫入 $stats 暫存檔中，然後使用 awk 對其進行匯總和分析。

while read line; do
    # 解析資料並計算網路效能指標
done < .netstatlog

改進建議

1. 使用人類可讀的時間格式：目前 .netstatlog 使用 epoch 時間，可改為人類可讀的日期格式，便於直接閱讀和分析。
2. 增強報表功能：可增加圖表生成功能，直觀展示網路效能趨勢。
3. 報警機制：當檢測到異常網路活動時，自動傳送警示通知管理員。

程式優先順序調整指令碼（renicename）

renicename 指令碼允許管理員根據程式名稱調整其優先順序，從而最佳化系統資源分配。

使用方法

renicename [-n niceval] [-u user|-t tty] [-p] pattern

• -n niceval：指定新的優先順序值。
• -u user 或 -t tty：根據使用者或終端篩選程式。
• -p：僅顯示匹配的程式 ID。

程式碼解析

指令碼使用 getopts 解析命令列引數，並根據指定的模式匹配程式 ID。然後，使用 renice 命令調整這些程式的優先順序。

while getopts "n:u:t:p" opt; do
    case $opt in
        n ) niceval="$OPTARG"; ;;
        # 其他選項處理
    esac
done

改進建議

1. 增加正規表示式支援：允許使用者使用正規表示式匹配程式名稱，提高靈活性。
2. 互動式介面：開發互動式介面，簡化指令碼的使用流程。
3. 日誌記錄：記錄每次優先順序調整的操作，便於稽核和故障排除。

修正OS X檔案換行問題與實用指令碼解析

在Unix與類別Unix系統的世界中，蘋果的OS X系統是一個重要的里程碑。根據BSD Unix的Darwin核心為OS X提供了堅實的基礎，讓使用者在終端機中可以享受到完整的Unix體驗。然而，OS X與Linux/Unix之間存在一些差異，瞭解這些差異並善用一些小技巧，可以大大提升日常操作的效率。

OS X中的換行問題

在OS X中處理由圖形介面建立的檔案時，使用者可能會遇到換行字元不相容的問題。OS X使用的是回車符號（\r），而Unix系統則使用的是換行符號（\n）。這種差異會導致在終端機中檢視Mac檔案時出現不正確的換行。

問題範例

假設有一個名為mac-format-file.txt的檔案，在使用cat指令輸出其內容時，可能會看到以下結果：

$ cat mac-format-file.txt
$

檔案看似空白，但事實上它並非空檔案。使用cat的-v選項可以顯示隱藏的控制字元：

$ cat -v mac-format-file.txt
The rain in Spain^Mfalls mainly on^Mthe plain.^MNo kidding. It does.^M$

這裡的^M代表回車符號（\r）。

解決方案

利用tr指令可以輕鬆地將回車符號轉換為換行符號：

$ tr '\r' '\n' < mac-format-file.txt > unix-format-file.txt

轉換後，檔案內容即可正確顯示：

$ tr '\r' '\n' < mac-format-file.txt
The rain in Spain
falls mainly on
the plain.
No kidding. It does.

實用指令碼：renicename與watch_and_nice

除了處理換行問題，OS X的使用者還可以利用一些實用的指令碼來提升系統管理的效率。

renicename指令碼

renicename指令碼允許使用者根據行程名稱調整行程的優先順序。它會先找到符合指定模式的行程ID（PID），然後使用renice指令調整其優先順序。

#!/bin/bash
# renicename--Changes the priority of a process by name
if [ $# -eq 0 ] ; then
  echo "Usage: $(basename $0) [-n niceval] pattern" >&2
  exit 1
fi

# 程式碼邏輯解說：

#### 內容解密：
1. 檢查是否有輸入引數，若無則顯示用法並離開。
2. 解析命令列引數，包括`-n`選項指定的nice值。
3. 使用`ps`和`awk`指令找到符合指定模式的行程ID。
4. 若找到多個符合的行程，則提示使用者縮小搜尋範圍。
5. 使用`renice`指令調整指定行程的優先順序。

$ renicename "vi"
renicename: more than one process matches pattern vi:
user taylor pid 6584 job vi
user taylor pid 10949 job vi
Use -u user or -t tty to narrow down your selection criteria.

watch_and_nice指令碼

watch_and_nice指令碼則進一步擴充套件了renicename的功能，用於監視特定行程名稱並在發現時自動調整其優先順序。

#!/bin/bash
# watch_and_nice--Watches for the specified process name and renices it to the desired value when seen.
if [ $# -ne 2 ] ; then
  echo "Usage: $(basename $0) desirednice jobname" >&2
  exit 1
fi

pid="$(renicename -p "$2")"
if [ "$pid" == "" ] ; then
  echo "No process found for $2"
  exit 1
fi

currentnice="$(ps -lp $pid | tail -1 | awk '{print $6}')"
if [ $1 -gt $currentnice ] ; then
  echo "Adjusting priority of $2 to $1"
  renice $1 $pid
fi
exit 0

程式碼邏輯解說：

內容解密：

1. 檢查輸入引數是否正確，若否則顯示用法並離開。
2. 使用renicename指令碼找到指定行程名稱對應的行程ID。
3. 查詢該行程目前的nice值。
4. 若指定的nice值大於目前的nice值，則使用renice調整行程優先順序。