高性能异步批量ping的golang实现

一个监控项目有个需求，会对一批域名全国的边缘节点进行探测，这里包括，丢包率，http 响应时间，探测频率大概时间是2min 一个周期。这里的域名大概有几百个甚至上千。由于是golang 写的调度和agent， 所以，这里探测丢包率是一个有意思的问题。由于目前git 上没有一个好用的支持multi-ping 的库包，或者多ping 有bug，我自己实现了一个。

git 地址：https://github.com/caucy/batch_ping

1，icmp 协议介绍

icmp 的报文头部一共是2+2+4+4+4 个字节。

type ICMP struct {
	Type        uint8
	Code        uint8
	CheckSum    uint16
	Identifier  uint16
	SequenceNum uint16
	}

这里 type 是icmp 类型，常见有发送报文头 Echo, 回收报文头 Echo Reply 等，更多类型 见 https://tools.ietf.org/html/rfc792 。 Code 进一步划分ICMP的类型,该字段用来查找产生错误的原因；CheckSum 校验码部分,这个字段包含有从ICMP报头和数据部分计算得来的，用于检查错误的数据；而Identifier 通常为进程id，标识具体是哪个进程发送的icmp 包；SequenceNum 标识发送包的顺序id。

icmp 有个特点，listen 能收到其他进程ping 的结果，看下面例子：

package main

import (
	"log"

	"github.com/caucy/batch_ping"
)

func main() {
	ipSlice := []string{}
	// ip list should not more than 65535

	ipSlice = append(ipSlice, "3g.qq.com")

	bp, err := ping.NewBatchPinger(ipSlice, false) // true will need to be root

	if err != nil {
		log.Fatalf("new batch ping err %v", err)
	}
	bp.SetDebug(true) // debug == true will fmt debug log

	bp.SetCount(100)

	bp.Run()
}

启动上面的进程，会连续ping 3g.qq.com，同时，再启动一个进程ping www.baidu.com , 日志会显示，收到了220.181.38.150 的icmp 包。

2， 如何支持同时支持ping 多个addr

第一种是最简单的，也是大多数探针采用的方式：subprocess 。这个方式有个缺点，就是每个任务会fork 一个进程，非常耗费耗费资源。

第二种方式，我是这样想的，golang 有icmp 包，能够支持send and recive, 我直接起协程 去 收发，每个协程和subprocess 一样，先发后等，这样不就行了？然后起一组协程池，这样并发也能控制。然而，上面例子已经提到了，listen 后的conn 能收到其他进程 ping 的结果，这样实现挺麻烦。

第三种方式，一个协程收，一个协程发。最后选择的是这种方式。

一个协程收，一个协程发，有什么比较麻烦地方？因为icmp 层只能标识seq，所以会出现icmp 包头相同的情况，同时，批量收发，非常容易出现丢包的情况。

3，batch-ping 特性

• 支持原地址控制
• 支持ipv6 (操作系统本身支持“ip6:ipv6-icmp”，“udp6” dial )
• 支持时间间隔控制
• 支持发送方式控制
• 支持多addr 控制
• 支持 mac, linux

使用示例：

package main

import (
	"log"

	"github.com/caucy/batch_ping"
)

func main() {
	ipSlice := []string{}
	// ip list should not more than 65535

	ipSlice = append(ipSlice, "2400:da00:2::29") //support ipv6
	ipSlice = append(ipSlice, "baidu.com")

	bp, err := ping.NewBatchPinger(ipSlice, false) // true will need to be root

	if err != nil {
		log.Fatalf("new batch ping err %v", err)
	}
	bp.SetDebug(true) // debug == true will fmt debug log

	bp.SetSource("") // if hava multi source ip, can use one isp

	bp.OnFinish = func(stMap map[string]*ping.Statistics) {
		for ip, st := range stMap {
			log.Printf("\n--- %s ping statistics ---\n", st.Addr)
			log.Printf("ip %s, %d packets transmitted, %d packets received, %v%% packet loss\n", ip,
				st.PacketsSent, st.PacketsRecv, st.PacketLoss)
			log.Printf("round-trip min/avg/max/stddev = %v/%v/%v/%v\n",
				st.MinRtt, st.AvgRtt, st.MaxRtt, st.StdDevRtt)
			log.Printf("rtts is %v \n", st.Rtts)
		}

	}

	err = bp.Run()
	if err != nil {
		log.Printf("run err %v \n", err)
	}
	bp.OnFinish(bp.Statistics())
}

4，可能问题

因为icmp 基于udp，时间间隔非常小，发送机器非常多的时候，会出现非常严重丢包，内核参数需要优化。

最后，文章不易，希望大家点个star，试用。 https://github.com/caucy/batch_ping 。