汪鑫　彭雨薇

摘 要 RaspberryPi（樹(shù)莓派）憑借其卡片式的體積及良好性能迅速成為硬件DIY的明星產(chǎn)品。針對(duì)目前嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，提出以樹(shù)莓派為硬件平臺(tái)，使用Cacti監(jiān)測(cè)預(yù)警的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，分析了Cacti的整體架構(gòu)和工作原理，對(duì)其如何移植到樹(shù)莓派上進(jìn)行了說(shuō)明，最后對(duì)樹(shù)莓派的更多應(yīng)用做了簡(jiǎn)要描述。

關(guān)鍵詞 樹(shù)莓派；Cacti；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；卡片機(jī)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0025-02

樹(shù)莓派（Raspberry Pi）是一款基于ARM的微型電腦主板，以SD卡為內(nèi)存硬盤，在卡片主板周圍有兩個(gè)USB接口和一個(gè)網(wǎng)口，可連接鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)線，同時(shí)擁有視頻模擬信號(hào)的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口，以上部件全部整合在一張僅比信用卡稍大的主板上，具備所有PC的基本功能。

Cacti是一套基于PHP，MySQL，SNMP及RRDTool開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)圖形分析工具。作為開(kāi)源的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)分析工具，集成了Php、MySQL、Apache、NET-SNMP、RRDTool等工具和功能模塊。Cacti不僅能夠?qū)崟r(shí)的以圖像化的方式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行報(bào)警、能夠創(chuàng)建不同的監(jiān)測(cè)模板，而且還能夠安裝各種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)插件。

本文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，將Cacti與樹(shù)莓派軟硬件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)監(jiān)控原理與安裝配置做了詳細(xì)說(shuō)明。

1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

1.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)典型的三層架構(gòu)，由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)展現(xiàn)三個(gè)部分組成。如下圖所示。

數(shù)據(jù)采集層：NET-SNMP是其主要的數(shù)掘采集手段，不支持SNMP協(xié)議的可通過(guò)Linux的shell、php、perl等腳本來(lái)進(jìn)行采集。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：分為兩個(gè)部分，一個(gè)是RRDTool繪圖引擎，它將采集到的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行加工處理生成RRD文件，并從文件中取出相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制圖像；另一個(gè)是MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，它用來(lái)存儲(chǔ)RRDTool繪圖所需的信息，包括RRA文件、插件信息、繪圖模板的存儲(chǔ)位置等。

數(shù)據(jù)展現(xiàn)層：由web方式展示，主要通過(guò)apache服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。給用戶提供可操作的界面，包括創(chuàng)建監(jiān)測(cè)內(nèi)容和模板、管理設(shè)備和圖形、管理模板和插件等。

1.2 系統(tǒng)工作原理

基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)由4個(gè)部分組成：Cacti、SNMP、RRDTool和Mysql。下面分別介紹這四個(gè)部分。

1）PHP程序編寫Cacti網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面，這是用戶與Cacti交互的平臺(tái)，用戶在此網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面可以進(jìn)行所有的操作。

2）采集工具SNMP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，在Linux環(huán)境下使用Net-SNMP軟件包自帶的“snmpget”和“snmpwalk”等程序，Windows下使用PHP的SNMP功能。

3）繪圖引擎RRDTool存儲(chǔ)與繪圖相關(guān)的數(shù)據(jù)，生成Cacti需要的圖片。

4）數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL儲(chǔ)放與RRDTool畫(huà)圖有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，例如圖片模型、主機(jī)對(duì)應(yīng)信息、rra數(shù)據(jù)文件等，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)不負(fù)責(zé)性能數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在rrd類型的文件中。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 搭建系統(tǒng)環(huán)境

準(zhǔn)備材料：一張SD卡，一個(gè)SD讀卡器，一個(gè)5V的USB接口充電器，一個(gè)HDMI轉(zhuǎn)VGA接頭，一套USB接口的鍵盤和鼠標(biāo)，一個(gè)Hub集線器，以太網(wǎng)線或無(wú)線網(wǎng)卡。

下載基于Debian的Raspian系統(tǒng)文件，用Win32DiskImager小工具將下載的IMG文件寫入到SD卡中。為了避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，鏡像文件應(yīng)放入全英文路徑下，選擇好讀卡器盤符，點(diǎn)擊Write即可。

5）一些插件的使用：

①M(fèi)onitor插件，可以查看所有被監(jiān)控設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，如果某臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)宕機(jī)，它會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。

②Threshold插件，可以對(duì)任意被監(jiān)控設(shè)備設(shè)置閾值報(bào)警，一旦設(shè)置的某項(xiàng)參數(shù)超過(guò)預(yù)定值，Cacti將以郵件等形式向管理員發(fā)出報(bào)警提示。

③Weathermap插件，用于繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，在繪制好的拓?fù)鋱D上可以顯示實(shí)時(shí)的流量，鏈路狀態(tài)等信息。

3 樹(shù)莓派其他應(yīng)用

3.1 備份郵件

使用樹(shù)莓派最重要的功能之一就是備份郵件。用一個(gè)叫做getmail的軟件來(lái)檢查每份使用POP或者IMAP協(xié)議的郵件，定時(shí)查看各個(gè)賬號(hào)的郵件。然后把郵件保存到一個(gè)mbox文件，這個(gè)文件可以在任何時(shí)候被復(fù)制到另一臺(tái)電腦上做長(zhǎng)期的郵件

歸檔。

3.2 搭建個(gè)人RSS閱讀器

一個(gè)自托管的基于網(wǎng)絡(luò)的RSS客戶端miniflux可以安裝到樹(shù)莓派上。在樹(shù)莓派上安裝miniflux十分簡(jiǎn)單，只需要提前安裝PHP和一個(gè)web服務(wù)器軟件就好，比如nginx或者Apache。

3.3 搭建網(wǎng)站

樹(shù)莓派一個(gè)很明顯的用處就是作為網(wǎng)站的后臺(tái)服務(wù)器。樹(shù)莓派有足夠的能力來(lái)處理靜態(tài)網(wǎng)站，一些web框架也不成問(wèn)題。

3.4 站點(diǎn)監(jiān)控

樹(shù)莓派的另一個(gè)用處就是用來(lái)檢測(cè)重要的網(wǎng)站。這里我們可以簡(jiǎn)單的用Python的Requests模塊定時(shí)運(yùn)行來(lái)檢測(cè)站點(diǎn)，如果腳本判斷出網(wǎng)站出了問(wèn)題或者無(wú)法訪問(wèn)，可用smtplib模塊發(fā)郵件把這個(gè)事件的總體情況告訴管理員。

3.5 安全攝像頭

樹(shù)莓派上有連接攝像頭的接口，我們可以用一個(gè)叫做motion的軟件來(lái)捕獲各種視頻圖像，也可以自己開(kāi)發(fā)一個(gè)移動(dòng)客戶端，把樹(shù)莓派監(jiān)控到的數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展和在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控已成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的必然產(chǎn)物。基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)以樹(shù)莓派為平臺(tái)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)采集，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，形成性能報(bào)表，將結(jié)果以圖像化方式顯示。在性能異常的情況下，系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)管理者進(jìn)行郵件提醒并自動(dòng)報(bào)警，使故障得到及時(shí)處理。該系統(tǒng)兼?zhèn)涑杀镜汀⑦m用范圍廣、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于小型辦公環(huán)境，給用戶的網(wǎng)絡(luò)使用帶來(lái)盡可能的安全與便利。

參考文獻(xiàn)

[1]Urban T. Cacti 0.8 Beginners Guide[M]. Packt Publishing Limited， 2011.

[2]金天昕.淺談Cacti對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（4）：69-70.

[3]董凱.基于Cacti的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東大學(xué)，2013.

[4]Raspberry Pi. http：//www.waveshare.net/txt/RPi-UM.htm.

[5]Cacti. http：//forums.cacti.net/.

作者簡(jiǎn)介

汪鑫（1993-），男，北京人，本科，研究方向：信息

安全。

彭雨薇（1993-），女，北京人，本科，研究方向：網(wǎng)絡(luò)

工程。endprint

摘 要 RaspberryPi（樹(shù)莓派）憑借其卡片式的體積及良好性能迅速成為硬件DIY的明星產(chǎn)品。針對(duì)目前嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，提出以樹(shù)莓派為硬件平臺(tái)，使用Cacti監(jiān)測(cè)預(yù)警的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，分析了Cacti的整體架構(gòu)和工作原理，對(duì)其如何移植到樹(shù)莓派上進(jìn)行了說(shuō)明，最后對(duì)樹(shù)莓派的更多應(yīng)用做了簡(jiǎn)要描述。

關(guān)鍵詞 樹(shù)莓派；Cacti；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；卡片機(jī)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0025-02

樹(shù)莓派（Raspberry Pi）是一款基于ARM的微型電腦主板，以SD卡為內(nèi)存硬盤，在卡片主板周圍有兩個(gè)USB接口和一個(gè)網(wǎng)口，可連接鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)線，同時(shí)擁有視頻模擬信號(hào)的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口，以上部件全部整合在一張僅比信用卡稍大的主板上，具備所有PC的基本功能。

Cacti是一套基于PHP，MySQL，SNMP及RRDTool開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)圖形分析工具。作為開(kāi)源的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)分析工具，集成了Php、MySQL、Apache、NET-SNMP、RRDTool等工具和功能模塊。Cacti不僅能夠?qū)崟r(shí)的以圖像化的方式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行報(bào)警、能夠創(chuàng)建不同的監(jiān)測(cè)模板，而且還能夠安裝各種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)插件。

本文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，將Cacti與樹(shù)莓派軟硬件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)監(jiān)控原理與安裝配置做了詳細(xì)說(shuō)明。

1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

1.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)典型的三層架構(gòu)，由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)展現(xiàn)三個(gè)部分組成。如下圖所示。

數(shù)據(jù)采集層：NET-SNMP是其主要的數(shù)掘采集手段，不支持SNMP協(xié)議的可通過(guò)Linux的shell、php、perl等腳本來(lái)進(jìn)行采集。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：分為兩個(gè)部分，一個(gè)是RRDTool繪圖引擎，它將采集到的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行加工處理生成RRD文件，并從文件中取出相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制圖像；另一個(gè)是MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，它用來(lái)存儲(chǔ)RRDTool繪圖所需的信息，包括RRA文件、插件信息、繪圖模板的存儲(chǔ)位置等。

數(shù)據(jù)展現(xiàn)層：由web方式展示，主要通過(guò)apache服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。給用戶提供可操作的界面，包括創(chuàng)建監(jiān)測(cè)內(nèi)容和模板、管理設(shè)備和圖形、管理模板和插件等。

1.2 系統(tǒng)工作原理

基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)由4個(gè)部分組成：Cacti、SNMP、RRDTool和Mysql。下面分別介紹這四個(gè)部分。

1）PHP程序編寫Cacti網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面，這是用戶與Cacti交互的平臺(tái)，用戶在此網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面可以進(jìn)行所有的操作。

2）采集工具SNMP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，在Linux環(huán)境下使用Net-SNMP軟件包自帶的“snmpget”和“snmpwalk”等程序，Windows下使用PHP的SNMP功能。

3）繪圖引擎RRDTool存儲(chǔ)與繪圖相關(guān)的數(shù)據(jù)，生成Cacti需要的圖片。

4）數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL儲(chǔ)放與RRDTool畫(huà)圖有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，例如圖片模型、主機(jī)對(duì)應(yīng)信息、rra數(shù)據(jù)文件等，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)不負(fù)責(zé)性能數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在rrd類型的文件中。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 搭建系統(tǒng)環(huán)境

準(zhǔn)備材料：一張SD卡，一個(gè)SD讀卡器，一個(gè)5V的USB接口充電器，一個(gè)HDMI轉(zhuǎn)VGA接頭，一套USB接口的鍵盤和鼠標(biāo)，一個(gè)Hub集線器，以太網(wǎng)線或無(wú)線網(wǎng)卡。

下載基于Debian的Raspian系統(tǒng)文件，用Win32DiskImager小工具將下載的IMG文件寫入到SD卡中。為了避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，鏡像文件應(yīng)放入全英文路徑下，選擇好讀卡器盤符，點(diǎn)擊Write即可。

5）一些插件的使用：

①M(fèi)onitor插件，可以查看所有被監(jiān)控設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，如果某臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)宕機(jī)，它會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。

②Threshold插件，可以對(duì)任意被監(jiān)控設(shè)備設(shè)置閾值報(bào)警，一旦設(shè)置的某項(xiàng)參數(shù)超過(guò)預(yù)定值，Cacti將以郵件等形式向管理員發(fā)出報(bào)警提示。

③Weathermap插件，用于繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，在繪制好的拓?fù)鋱D上可以顯示實(shí)時(shí)的流量，鏈路狀態(tài)等信息。

3 樹(shù)莓派其他應(yīng)用

3.1 備份郵件

使用樹(shù)莓派最重要的功能之一就是備份郵件。用一個(gè)叫做getmail的軟件來(lái)檢查每份使用POP或者IMAP協(xié)議的郵件，定時(shí)查看各個(gè)賬號(hào)的郵件。然后把郵件保存到一個(gè)mbox文件，這個(gè)文件可以在任何時(shí)候被復(fù)制到另一臺(tái)電腦上做長(zhǎng)期的郵件

歸檔。

3.2 搭建個(gè)人RSS閱讀器

一個(gè)自托管的基于網(wǎng)絡(luò)的RSS客戶端miniflux可以安裝到樹(shù)莓派上。在樹(shù)莓派上安裝miniflux十分簡(jiǎn)單，只需要提前安裝PHP和一個(gè)web服務(wù)器軟件就好，比如nginx或者Apache。

3.3 搭建網(wǎng)站

樹(shù)莓派一個(gè)很明顯的用處就是作為網(wǎng)站的后臺(tái)服務(wù)器。樹(shù)莓派有足夠的能力來(lái)處理靜態(tài)網(wǎng)站，一些web框架也不成問(wèn)題。

3.4 站點(diǎn)監(jiān)控

樹(shù)莓派的另一個(gè)用處就是用來(lái)檢測(cè)重要的網(wǎng)站。這里我們可以簡(jiǎn)單的用Python的Requests模塊定時(shí)運(yùn)行來(lái)檢測(cè)站點(diǎn)，如果腳本判斷出網(wǎng)站出了問(wèn)題或者無(wú)法訪問(wèn)，可用smtplib模塊發(fā)郵件把這個(gè)事件的總體情況告訴管理員。

3.5 安全攝像頭

樹(shù)莓派上有連接攝像頭的接口，我們可以用一個(gè)叫做motion的軟件來(lái)捕獲各種視頻圖像，也可以自己開(kāi)發(fā)一個(gè)移動(dòng)客戶端，把樹(shù)莓派監(jiān)控到的數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展和在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控已成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的必然產(chǎn)物?；跇?shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)以樹(shù)莓派為平臺(tái)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)采集，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，形成性能報(bào)表，將結(jié)果以圖像化方式顯示。在性能異常的情況下，系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)管理者進(jìn)行郵件提醒并自動(dòng)報(bào)警，使故障得到及時(shí)處理。該系統(tǒng)兼?zhèn)涑杀镜?、適用范圍廣、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于小型辦公環(huán)境，給用戶的網(wǎng)絡(luò)使用帶來(lái)盡可能的安全與便利。

參考文獻(xiàn)

[1]Urban T. Cacti 0.8 Beginners Guide[M]. Packt Publishing Limited， 2011.

[2]金天昕.淺談Cacti對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（4）：69-70.

[3]董凱.基于Cacti的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東大學(xué)，2013.

[4]Raspberry Pi. http：//www.waveshare.net/txt/RPi-UM.htm.

[5]Cacti. http：//forums.cacti.net/.

作者簡(jiǎn)介

汪鑫（1993-），男，北京人，本科，研究方向：信息

安全。

彭雨薇（1993-），女，北京人，本科，研究方向：網(wǎng)絡(luò)

工程。endprint

摘 要 RaspberryPi（樹(shù)莓派）憑借其卡片式的體積及良好性能迅速成為硬件DIY的明星產(chǎn)品。針對(duì)目前嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，提出以樹(shù)莓派為硬件平臺(tái)，使用Cacti監(jiān)測(cè)預(yù)警的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，分析了Cacti的整體架構(gòu)和工作原理，對(duì)其如何移植到樹(shù)莓派上進(jìn)行了說(shuō)明，最后對(duì)樹(shù)莓派的更多應(yīng)用做了簡(jiǎn)要描述。

關(guān)鍵詞 樹(shù)莓派；Cacti；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；卡片機(jī)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0025-02

樹(shù)莓派（Raspberry Pi）是一款基于ARM的微型電腦主板，以SD卡為內(nèi)存硬盤，在卡片主板周圍有兩個(gè)USB接口和一個(gè)網(wǎng)口，可連接鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)線，同時(shí)擁有視頻模擬信號(hào)的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口，以上部件全部整合在一張僅比信用卡稍大的主板上，具備所有PC的基本功能。

Cacti是一套基于PHP，MySQL，SNMP及RRDTool開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)圖形分析工具。作為開(kāi)源的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)分析工具，集成了Php、MySQL、Apache、NET-SNMP、RRDTool等工具和功能模塊。Cacti不僅能夠?qū)崟r(shí)的以圖像化的方式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行報(bào)警、能夠創(chuàng)建不同的監(jiān)測(cè)模板，而且還能夠安裝各種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)插件。

本文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，將Cacti與樹(shù)莓派軟硬件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)監(jiān)控原理與安裝配置做了詳細(xì)說(shuō)明。

1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

1.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)典型的三層架構(gòu)，由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)展現(xiàn)三個(gè)部分組成。如下圖所示。

數(shù)據(jù)采集層：NET-SNMP是其主要的數(shù)掘采集手段，不支持SNMP協(xié)議的可通過(guò)Linux的shell、php、perl等腳本來(lái)進(jìn)行采集。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：分為兩個(gè)部分，一個(gè)是RRDTool繪圖引擎，它將采集到的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行加工處理生成RRD文件，并從文件中取出相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制圖像；另一個(gè)是MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，它用來(lái)存儲(chǔ)RRDTool繪圖所需的信息，包括RRA文件、插件信息、繪圖模板的存儲(chǔ)位置等。

數(shù)據(jù)展現(xiàn)層：由web方式展示，主要通過(guò)apache服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。給用戶提供可操作的界面，包括創(chuàng)建監(jiān)測(cè)內(nèi)容和模板、管理設(shè)備和圖形、管理模板和插件等。

1.2 系統(tǒng)工作原理

基于樹(shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)由4個(gè)部分組成：Cacti、SNMP、RRDTool和Mysql。下面分別介紹這四個(gè)部分。

1）PHP程序編寫Cacti網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面，這是用戶與Cacti交互的平臺(tái)，用戶在此網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面可以進(jìn)行所有的操作。

2）采集工具SNMP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，在Linux環(huán)境下使用Net-SNMP軟件包自帶的“snmpget”和“snmpwalk”等程序，Windows下使用PHP的SNMP功能。

3）繪圖引擎RRDTool存儲(chǔ)與繪圖相關(guān)的數(shù)據(jù)，生成Cacti需要的圖片。

4）數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL儲(chǔ)放與RRDTool畫(huà)圖有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，例如圖片模型、主機(jī)對(duì)應(yīng)信息、rra數(shù)據(jù)文件等，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)不負(fù)責(zé)性能數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在rrd類型的文件中。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 搭建系統(tǒng)環(huán)境

準(zhǔn)備材料：一張SD卡，一個(gè)SD讀卡器，一個(gè)5V的USB接口充電器，一個(gè)HDMI轉(zhuǎn)VGA接頭，一套USB接口的鍵盤和鼠標(biāo)，一個(gè)Hub集線器，以太網(wǎng)線或無(wú)線網(wǎng)卡。

下載基于Debian的Raspian系統(tǒng)文件，用Win32DiskImager小工具將下載的IMG文件寫入到SD卡中。為了避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，鏡像文件應(yīng)放入全英文路徑下，選擇好讀卡器盤符，點(diǎn)擊Write即可。

5）一些插件的使用：

①M(fèi)onitor插件，可以查看所有被監(jiān)控設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，如果某臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)宕機(jī)，它會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。

②Threshold插件，可以對(duì)任意被監(jiān)控設(shè)備設(shè)置閾值報(bào)警，一旦設(shè)置的某項(xiàng)參數(shù)超過(guò)預(yù)定值，Cacti將以郵件等形式向管理員發(fā)出報(bào)警提示。

③Weathermap插件，用于繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，在繪制好的拓?fù)鋱D上可以顯示實(shí)時(shí)的流量，鏈路狀態(tài)等信息。

3 樹(shù)莓派其他應(yīng)用

3.1 備份郵件

使用樹(shù)莓派最重要的功能之一就是備份郵件。用一個(gè)叫做getmail的軟件來(lái)檢查每份使用POP或者IMAP協(xié)議的郵件，定時(shí)查看各個(gè)賬號(hào)的郵件。然后把郵件保存到一個(gè)mbox文件，這個(gè)文件可以在任何時(shí)候被復(fù)制到另一臺(tái)電腦上做長(zhǎng)期的郵件

歸檔。

3.2 搭建個(gè)人RSS閱讀器

一個(gè)自托管的基于網(wǎng)絡(luò)的RSS客戶端miniflux可以安裝到樹(shù)莓派上。在樹(shù)莓派上安裝miniflux十分簡(jiǎn)單，只需要提前安裝PHP和一個(gè)web服務(wù)器軟件就好，比如nginx或者Apache。

3.3 搭建網(wǎng)站

樹(shù)莓派一個(gè)很明顯的用處就是作為網(wǎng)站的后臺(tái)服務(wù)器。樹(shù)莓派有足夠的能力來(lái)處理靜態(tài)網(wǎng)站，一些web框架也不成問(wèn)題。

3.4 站點(diǎn)監(jiān)控

樹(shù)莓派的另一個(gè)用處就是用來(lái)檢測(cè)重要的網(wǎng)站。這里我們可以簡(jiǎn)單的用Python的Requests模塊定時(shí)運(yùn)行來(lái)檢測(cè)站點(diǎn)，如果腳本判斷出網(wǎng)站出了問(wèn)題或者無(wú)法訪問(wèn)，可用smtplib模塊發(fā)郵件把這個(gè)事件的總體情況告訴管理員。

3.5 安全攝像頭

樹(shù)莓派上有連接攝像頭的接口，我們可以用一個(gè)叫做motion的軟件來(lái)捕獲各種視頻圖像，也可以自己開(kāi)發(fā)一個(gè)移動(dòng)客戶端，把樹(shù)莓派監(jiān)控到的數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展和在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控已成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的必然產(chǎn)物?；跇?shù)莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)以樹(shù)莓派為平臺(tái)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)采集，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，形成性能報(bào)表，將結(jié)果以圖像化方式顯示。在性能異常的情況下，系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)管理者進(jìn)行郵件提醒并自動(dòng)報(bào)警，使故障得到及時(shí)處理。該系統(tǒng)兼?zhèn)涑杀镜?、適用范圍廣、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于小型辦公環(huán)境，給用戶的網(wǎng)絡(luò)使用帶來(lái)盡可能的安全與便利。

參考文獻(xiàn)

[1]Urban T. Cacti 0.8 Beginners Guide[M]. Packt Publishing Limited， 2011.

[2]金天昕.淺談Cacti對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（4）：69-70.

[3]董凱.基于Cacti的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東大學(xué)，2013.

[4]Raspberry Pi. http：//www.waveshare.net/txt/RPi-UM.htm.

[5]Cacti. http：//forums.cacti.net/.

作者簡(jiǎn)介

汪鑫（1993-），男，北京人，本科，研究方向：信息

安全。

彭雨薇（1993-），女，北京人，本科，研究方向：網(wǎng)絡(luò)

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