Go语言获取实时网速(gopacket实践)

简介

gopacket是经过cgo封装的libpcap的接口，这样便于我们在go语言中使用libpcap。

前提

libpcap是Linux平台的抓包框架，它也有Windows移植版，比如winpcap，但在2013年已停止维护。所以本文采用的是winpcap官方推荐的npcap。

npcap的安装

首先下载npcap以及npcap-sdk;
安装npcap;
解压npcap-sdk到C:\WpdPack。(gopacket的cgo实现会在这个位置寻找pcap.h)

代码

package mainimport ("errors""flag""fmt""github.com/google/gopacket""github.com/google/gopacket/layers""github.com/google/gopacket/pcap""log""net""os""time"
)var (downStreamDataSize = 0  // 单位时间内下行的总字节数upStreamDataSize   = 0  // 单位时间内上行的总字节数deviceName        = flag.String("i", "eth0", "network interface device name") // 要监控的网卡名称
)func main() {flag.Parse()// Find all devices// 获取所有网卡devices, err := pcap.FindAllDevs()if err != nil {log.Fatal(err)}// Find exact device// 根据网卡名称从所有网卡中取到精确的网卡var device pcap.Interfacefor _, d := range devices {if d.Name == *deviceName {device = d}}// 根据网卡的ipv4地址获取网卡的mac地址，用于后面判断数据包的方向macAddr, err := findMacAddrByIp(findDeviceIpv4(device))if err != nil {panic(err)}fmt.Printf("Chosen device's IPv4: %s\n", findDeviceIpv4(device))fmt.Printf("Chosen device's MAC: %s\n", macAddr)// 获取网卡handler，可用于读取或写入数据包handle, err := pcap.OpenLive(*deviceName, 1024 /*每个数据包读取的最大值*/, true /*是否开启混杂模式*/, 30*time.Second /*读包超时时长*/)if err != nil {panic(err)}defer handle.Close()// 开启子线程，每一秒计算一次该秒内的数据包大小平均值，并将下载、上传总量置零go monitor() // 开始抓包packetSource := gopacket.NewPacketSource(handle, handle.LinkType())for packet := range packetSource.Packets() {// 只获取以太网帧ethernetLayer := packet.Layer(layers.LayerTypeEthernet)if ethernetLayer != nil {ethernet := ethernetLayer.(*layers.Ethernet)// 如果封包的目的MAC是本机则表示是下行的数据包，否则为上行if ethernet.DstMAC.String() == macAddr {downStreamDataSize += len(packet.Data()) // 统计下行封包总大小} else {upStreamDataSize += len(packet.Data())   // 统计上行封包总大小}}}
}// 获取网卡的IPv4地址
func findDeviceIpv4(device pcap.Interface) string {for _, addr := range device.Addresses {if ipv4 := addr.IP.To4(); ipv4 != nil {return ipv4.String()}}panic("device has no IPv4")
}// 根据网卡的IPv4地址获取MAC地址
// 有此方法是因为gopacket内部未封装获取MAC地址的方法，所以这里通过找到IPv4地址相同的网卡来寻找MAC地址
func findMacAddrByIp(ip string) (string, error) {interfaces, err := net.Interfaces()if err != nil {panic(interfaces)}for _, i := range interfaces {addrs, err := i.Addrs()if err != nil {panic(err)}for _, addr := range addrs {if a, ok := addr.(*net.IPNet); ok {if ip == a.IP.String() {return i.HardwareAddr.String(), nil}}}}return "", errors.New(fmt.Sprintf("no device has given ip: %s", ip))
}// 每一秒计算一次该秒内的数据包大小平均值，并将下载、上传总量置零
func monitor() {for {os.Stdout.WriteString(fmt.Sprintf("\rDown:%.2fkb/s \t Up:%.2fkb/s", float32(downStreamDataSize)/1024/1, float32(upStreamDataSize)/1024/1))downStreamDataSize = 0upStreamDataSize = 0time.Sleep(1 * time.Second)}
}

运行

运行的时候需要指定网卡名称，如: ./speedTest -i etc0。
但是在Windows平台有些不一样，因为gopacket接口返回的deviceName是Windows平台特有Transport Name，通过getmac命令即可获得MAC与Transport Name的对应关系了:

C:\Users\hanzi>getmac物理地址            传输名称
=================== ==========================================================
00-50-56-C0-00-08   \Device\Tcpip_{0849F909-8F06-475C-B0D3-81F5902DA026}
00-FF-D8-BD-B9-CF   媒体已断开连接
00-50-56-C0-00-01   \Device\Tcpip_{55A0F561-C6BF-4E15-9E97-D378BDB2B856}
36-15-2F-36-64-AE   \Device\Tcpip_{E1264F2B-388D-4992-A9DE-040165E3A4EE}
4C-CC-6A-B7-E6-D6   \Device\Tcpip_{DF0ECEC3-C9D5-4D38-946F-3E5CD67CCA2E}
02-00-4C-4F-4F-50   \Device\Tcpip_{0D1DF6B1-ADA4-485B-B0A6-B95C2EC619A5}

在笔者电脑上运行./speedTest -i \Device\NPF_{DF0ECEC3-C9D5-4D38-946F-3E5CD67CCA2E}, 输出:

Chosen device's IPv4: 192.168.0.8
Chosen device's MAC: 4c:cc:6a:b7:e6:d6
Down:48.26kb/s   Up:3.20kb/s

以上代码的正确运行需要网卡有IPv4，但可以很容易的扩展到IPv6（响应工信部号召）。

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