【逗老师带你学IT】PRTG监控系统配合树莓派采集企业内部无线网络质量

【逗老师带你学IT】PRTG监控系统配合树莓派采集企业内部无线网络质量

@TOC

本文介绍了一种，如何通过树莓派采集企业内部无线网络质量，将树莓派变成无线探针，并在PRTG网络监控平台上进行显示的方法。

可以监控我们感兴趣的无线网络的各项指标，包括

无线丢包ping测试最大、最小，平均，抖动设备温度无线信道无线协商速率无线连接质量射频信号功率

实现原理

树莓派运行了基于Debian的Linux系统。通过iwconfig，ping，ifconfig，iproute等linux常见命令获取设备当前的网络连接情况，并通过Python格式化数据后，转换成PRTG系统可以识别的XML格式的数据文件。

部署方法

一、树莓派无线网络连接

由于4B的各版本目前刚刚发布，大批量部署性价比不合适。3B版本不支持5G。这样看来的话，使用3B+版本+POE模块其实刚刚好。树莓派无线网络连接比较简单，编辑

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

该文件记录了树莓派WIFI的相关配置

network={ ssid="无线网络名字" psk="无线密码" key_mgmt=WPA-PSK }

配置完成之后重启网络服务

service networking restart

由于我们的目标是这个树莓派不管插在任何一个网口上，甚至是不连接有线直接通过无线连接上报采集的数据，因此需要同时启用eth和wlan网口，并配置缺省路由的优先级，eth缺省路由优先级较高。编辑文件

cat /etc/network/interfaces

auto eth0 iface eth0 inet dhcp metric 10 #eth0的metric为10 ，如果存在eth0为下一跳的缺省路由，优选此条缺省路由。 allow-hotplug wlan0 auto wlan0 iface wlan0 inet dhcp metric 100 #wlan的metric跳数配置比eth0高 pre-up wpa_supplicant -B w -D wext -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf post-down killall -q wpa_supplicant #关联WPA_Supplicat文件

配置完成后，重启网络服务，重启无线网卡接口。嫌麻烦的的可以直接重启设备。

service networking restart ifdown wlan0 ifup eth0

二、编写shell脚本

#!/bin/bash PATH=/etc:/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin cd /home/pi if [ -f checkresult.txt ]; then #echo "remove old checkresult.txt file ... " rm -f checkresult.txt fi if [ -f $HOSTNAME-WIFI_Check_result.txt ]; then #echo "$HOSTNAME-WIFI_Check_result.txt file ... " rm -f $HOSTNAME-WIFI_Check_result.txt fi if [ -f IP-WIFI-Check-$HOSTNAME.txt ]; then #echo IP-WIFI-Check-$HOSTNAME.txt file ... " rm -f IP-WIFI-Check-$HOSTNAME.txt fi #删除可能存在的历史文件 wlangwip=$(route | grep wlan0 | grep default) wlangwip=${wlangwip##*default} wlangwip=${wlangwip%%0.0.0.0*} #这一顿骚操作，是为了获取目前无线网络的网关IP地址 #我们尽可能的保证这个脚本的普适性，因此需要自动获取当前无线网络的网关IP # route | grep wlan0 | grep default like this: #default 10.0.192.1 0.0.0.0 UG 100 0 0 wlan0 # ↑就是为了获取这个字段 #------------------------------------------------------------------- ping -c 200 -i 0.1 $wlangwip >> checkresult.txt #100ms间隔快速ping网关IP，结果写入checkresult.txt文件 iwconfig wlan0 >> checkresult.txt #iwconfig命令是无线网卡的状态，将状态写入checkresult.txt文件 #------------------------------------------------------------------- echo '' >> checkresult.txt cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp >> checkresult.txt echo '' >> checkresult.txt #将树莓派当前温度写入checkresult.txt文件 #------------------------------------------------------------------- echo '' >> checkresult.txt ifconfig eth0 | grep "inet " | awk '{print $2}' >> checkresult.txt echo '' >> checkresult.txt #------------------------------------------------------------------- echo '' >> checkresult.txt ifconfig wlan0 | grep "inet " | awk '{print $2}' >> checkresult.txt echo '' >> checkresult.txt #将有线网卡，无线网卡当前获取的IP地址写入checkresult.txt文件 NIC=$(route -n | grep UG | awk '{print $8}'| awk 'NR==1') ifconfig $NIC | grep "inet " | awk '{print $2}' >> IP-WIFI-Check-$HOSTNAME.txt #这两句详细解释一下 #第一句，获取当年设备缺省路由表第一行的记录，并提取其中的网卡设备名 #第二句，获取此网卡目前的IP地址 #这个地址是目前树莓派与服务器通信的主地址。仅连接无线的情况为wlan0 IP地址，同时连接有线无线的时候为eth0 IP地址 #这个地址，之后集中下发脚本的时候用得到 #------------------------------------------------------------------- python checknetwork.py checkresult.txt $HOSTNAME-WIFI_Check_result.txt $HOSTNAME #通过Python，格式化checkresult.txt的内容，并输出一个已HOSTNAME命名的XML文件 #------------------------------------------------------------------- tftp 10.0.20.178 << ! put $HOSTNAME-WIFI_Check_result.txt put IP-WIFI-Check-$HOSTNAME.txt quit ! tftp 10.0.20.20 << ! put IP-WIFI-Check-$HOSTNAME.txt quit ! #通过TFTP上传前面生成的文件,直接传递到PRTG服务器上是最方便的，也可选择使用scp,FTP或者其他的方式，自选。 #------------------------------------------------------------------- rm -f checkresult.txt rm -f $HOSTNAME-WIFI_Check_result.txt rm -f IP-WIFI-Check-$HOSTNAME.txt 删除刚才生成的一堆临时文件 #-------------------------------------------------------------------

三、编写Python

encoding=utf-8 import re import os import sys import datetime #------------------------------------------------------------------- #定义一个读文件的函数，读取之前shell脚本生成的checkresult文件 def read_file_as_str(file_path): # 判断路径文件存在 if not os.path.isfile(file_path): raise TypeError(file_path + " does not exist") all_the_text = open(file_path).read() # print type(all_the_text) return all_the_text #------------------------------------------------------------------- #定义一个按照关键字查找关键字前后固定长度的函数 def find_str_as_keyword(str_all,keyword,start,end): start=int(start) end=int(end) len_start=str_all.find(keyword)+start len_end=str_all.find(keyword)+end #print len_start #print len_end echo_str=str_all[len_start:len_end] return echo_str #------------------------------------------------------------------- #定义一个按照两个关键字查找关键字之间内容的函数 def between_str_as_keyword(str_all,keyword1,keyword2,keyword1_start=0,keyword2_end=0): keyword1_start=int(keyword1_start) keyword2_end=int(keyword2_end) len_start=str_all.find(keyword1)+keyword1_start len_end=str_all.find(keyword2)+keyword2_end #print len_start #print len_end echo_str=str_all[len_start:len_end] return echo_str #------------------------------------------------------------------- def main(input_file_path,output_file_path,hostname): checkresult=read_file_as_str(input_file_path) #注意： #搜索结果=find_str_as_keyword(待搜索字符串,关键字,搜索结果起始长度,搜索结束长度) #搜索keyword保证不能重复，尽可能搜索长的关键字 #起始和结束长度从keyword第一个字符串算起，且包含keyword本身长度 #packetloss=find_str_as_keyword(checkresult,"packet loss",-3,11) packetloss=between_str_as_keyword(checkresult,"received,","% packet loss",10) #注意丢包率长度会变-使用between函数查找区间 minavgmaxmdev=between_str_as_keyword(checkresult,"min/avg/max/mdev","wlan0",19,-1) PingMin=minavgmaxmdev[0:minavgmaxmdev.find("/")] minavgmaxmdev=minavgmaxmdev[minavgmaxmdev.find("/")+1:] PingAvg=minavgmaxmdev[0:minavgmaxmdev.find("/")] minavgmaxmdev=minavgmaxmdev[minavgmaxmdev.find("/")+1:] PingMax=minavgmaxmdev[0:minavgmaxmdev.find("/")] minavgmaxmdev=minavgmaxmdev[minavgmaxmdev.find("/")+1:] PingMdev=minavgmaxmdev[0:minavgmaxmdev.find(" ms")] #抖动值字符串多次截取/与/之间的内容，原文格式类似于：2.103/9.325/29.067/8.392 ms totaltime=between_str_as_keyword(checkresult,"loss, time","rtt min/",11,-3) #注意总时间字符串长度会变-使用between函数查找区间 AccessPoint=find_str_as_keyword(checkresult,"Access Point:",14,31) Frequency=between_str_as_keyword(checkresult,"Frequency:"," GHz",10) #注意信道选择字符串长度会变-使用between函数查找区间 BitRate=between_str_as_keyword(checkresult,"Bit Rate="," Mb/s Tx-Power",9) #注意连接速率长度会变 LinkQuality=between_str_as_keyword(checkresult,"Link Quality=","/70 Signal level",13) #注意连接质量长度--可能--会变 Signallevel=between_str_as_keyword(checkresult,"Signal level=","Rx invalid",13,-17) WlanGWIP=between_str_as_keyword(checkresult,"--- "," ping statistics ---",4) DeviceTemp=between_str_as_keyword(checkresult,"","",14,-1) DeviceTemp=float(DeviceTemp)/1000 Eth0_IP=between_str_as_keyword(checkresult,"","",16,-1) WLAN_IP=between_str_as_keyword(checkresult,"","",16,-1) write_file_as_path(output_file_path,packetloss,PingMin,PingAvg,PingMax,PingMdev,totaltime,AccessPoint,Frequency,BitRate,LinkQuality,Signallevel,hostname,WlanGWIP,DeviceTemp,Eth0_IP,WLAN_IP) if __name__ == '__main__': main(sys.argv[1],sys.argv[2],sys.argv[3])

下面是XML文档生成的代码，先看一下，之后我们详细讲解PRTG的XML文件字段届时

#------------------------------------------------------------------- #下面这一大段是生成xml文件的函数 def write_file_as_path(file_path,write_packetloss,write_PingMin,write_PingAvg,write_PingMax,write_PingMdev,write_totaltime,write_AccessPoint,write_Frequency,write_BitRate,write_LinkQuality,write_Signallevel,write_hostname,write_WlanGWIP,write_DeviceTemp,write_Eth0_IP,write_WLAN_IP): f=open(file_path,'w') #with open(file_path,'w',encoding='gbk') as f: f.write('\n') f.write('\n') f.write(' \n') f.write(' Packet loss\n') f.write(' Percent\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 20\n') f.write(' 10\n') f.write(' '+write_packetloss+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Ping Min Time\n') f.write(' ms\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 1\n') f.write(' '+write_PingMin+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Ping Max Time\n') f.write(' ms\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 1\n') f.write(' 500\n') f.write(' 200\n') f.write(' '+write_PingMax+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Ping Avg Time\n') f.write(' ms\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 1\n') f.write(' 100\n') f.write(' 50\n') f.write(' '+write_PingAvg+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Ping Mean Deviation Time\n') f.write(' ms\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 1\n') f.write(' '+write_PingMdev+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Ping Total Time\n') f.write(' ms\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 1\n') f.write(' '+write_totaltime+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Radio Frequency\n') f.write(' GHz\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 1\n') f.write(' '+write_Frequency+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Radio BitRate\n') f.write(' Mb/s\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 1\n') f.write(' 50\n') f.write(' 70\n') f.write(' '+write_BitRate+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Radio LinkQuality\n') f.write(' /70\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' '+write_LinkQuality+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Radio Signallevel\n') f.write(' dBm\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' '+write_Signallevel+'\n') f.write(' \n') f.write(' \n') f.write(' Probe Temperature\n') f.write(' Temperature\n') f.write(' Absolute\n') f.write(' 1\n') f.write(' 60\n') f.write(' 55\n') f.write(' '+str(write_DeviceTemp)+'\n') f.write(' \n') f.write(' Updatetime:'+datetime.datetime.now().strftime('%H:%M:%S')+' Eth0_IP:'+write_Eth0_IP+' Wlan_IP:'+write_WLAN_IP+' WLAN Gateway IP:'+write_WlanGWIP+' AccessPoint:'+write_AccessPoint+'\n') f.write('\n') f.close()

四、PRTG系统配置

在PRTG探针所在的操作系统里编写如下脚本。由于树莓派送过来的XML文件的命名格式都是：主机名-WIFI_Check_result.txt所以我们的BAT脚本可以通过%1传入的参数来打印对应主机名设备的上报信息

@echo off chcp 65001 type "C:\00-tftp\%1-WIFI_Check_result.txt"

保存到

C:\Program Files (x86)\PRTG Network Monitor\Custom Sensors\EXEXML

五、树莓派shell脚本配置定时执行

定时执行配置很简单

crontab -e

打开定时任务执行列表，在最后添加上一句

*/1 * * * * sh /home/pi/checknetwork.sh

脚本地址就是我们刚才写好的shell脚本。注意，crontab运行脚本的时候是不带系统变量的，所以我们之前的脚本里已经提前写了PATH变量。

PATH=/etc:/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin

当然还有一种办法，你再写个脚本，来调这个脚本。比如随便在root目录下写个脚本，就写一句话，调用checknetwork.sh。这样也可以避免PATH不同步的情况。

#!/bin/bash /home/pi/checknetwork.sh

进阶提高

看到这里，基本功能都实现了，但是接下来我们还有一些高阶的应用

一、多个树莓派自动更新脚本

对于网内所有的树莓派，如果shell脚本或者python程序出现迭代更新，我们设计了一个办法统一下发新版本的shell脚本和python到所有的树莓派。这对于网内有几十个树莓派的时候，非常有用。找一台linux主机做版本服务器，写个下面的脚本

#!/bin/bash TFTPPATH="/root/tftp_file" IPLISTPATH="/root/PRTG_WIFI_Probe/IPlist" rm -f $IPLISTPATH/* mv $TFTPPATH/IP-WIFI* $IPLISTPATH/ find $IPLISTPATH/ -mmin +2 -name "IP-WIFI*" -exec rm {} \; #保留最近2分钟内更新过的IP-WIFI-*****.txt文件，之前的删除掉 cat $IPLISTPATH/IP-WIFI* > /root/PRTG_WIFI_Probe/IPlist_all.txt #合并所有的IP-WIFI-*****.txt for ip in `cat /root/PRTG_WIFI_Probe/IPlist_all.txt | tr -d "\r" ` do echo "sent file to "$ip scp /root/PRTG_WIFI_Probe/programfile/checknetwork.py $ip:/home/pi scp /root/PRTG_WIFI_Probe/programfile/checknetwork.sh $ip:/home/pi done #全部下发一遍文件

这里面，就涉及到了之前在树莓派上的一段骚操作。

NIC=$(route -n | grep UG | awk '{print $8}'| awk 'NR==1') ifconfig $NIC | grep "inet " | awk '{print $2}' >> IP-WIFI-Check-$HOSTNAME.txt #这两句详细解释一下 #第一句，获取当年设备缺省路由表第一行的记录，并提取其中的网卡设备名 #第二句，获取此网卡目前的IP地址 #这个地址是目前树莓派与服务器通信的主地址。仅连接无线的情况为wlan0 IP地址，同时连接有线无线的时候为eth0 IP地址 #这个地址，之后集中下发脚本的时候用得到

二、树莓派保活探测

本例中，PRTG系统会读取生成的XML文件，只要这个文件存在，系统就不会告警。因此，如果某个树莓派出现异常，不继续更新上报信息的时候。我们需要一个机制来探测，XML文件是否一直在正常更新在PRTG探针所在的服务器上，编写以下BAT脚本

@echo off&setlocal enabledelayedexpansion for /f "tokens=1 delims=" %%i in ('dir C:\00-tftp /tw ^| find /i "%1-WIFI_Check_result.txt" ') do set timeresult=%%i set ma=%timeresult:~15,2% set mb=%time:~3,2% set /a ma=1%ma%-100 set /a mb=1%mb%-100 #以上两句是去除分钟为08时的异常。BAT脚本对于08xxx的数字会认为是8进制 set /a mc=%mb%-%ma% if %mc% gtr 2 (echo %mc%:Error Time Out) else (echo %mc%:Active)

然后，放到如下的路径下

C:\Program Files (x86)\PRTG Network Monitor\Custom Sensors\EXE

好了，去PRTG添加一个自定义传感器，使用这个脚本，传参为设备名。XML文件超过2分钟没更新就告警咯。

三、PRTG XML格式自定义传感器XML解释

来个示例

XML Return Format: Minimum Example:

通道1名称 通道值 通道2名称 通道值 自定义文本传递 自定义错误消息

搞定！

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