# Python远程监控Linux

**Repository Path**: zqidiot/python-remote-monitoring-linux

## Basic Information

- **Project Name**: Python远程监控Linux
- **Description**: 使用Python语言来进行Linux的监控
- **Primary Language**: Python
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 4
- **Forks**: 0
- **Created**: 2022-03-05
- **Last Updated**: 2024-03-28

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 使用Python远程监控Linux系统资源运行情况

## Linux系统

#### Linux操作系统的信息：

操作系统管理的计算机系统资源包括：中央处理器、主存储器、外部设备、数据、程序。

操作系统的主要功能有：

```
1. 进程管理；
2. 存储管理；
3. 设备管理；
4. 文件管理；
5. 作业管理。
```

Linux系统资源使用情况主要是在/proc文件夹中， Linux 内核提供了一种通过 /proc
文件系统，在运行时访问内核内部数据结构、改变内核设置的机制。proc文件系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间。它以文件系统的方式为访问系统内核数据的操作提供接口。

用户和应用程序可以通过proc得到系统的信息，并可以改变内核的某些参数。由于系统的信息，如进程，是动态改变的，所以用户或应用程序读取proc文件时，proc文件系统是动态从系统内核读出所需信息并提交的。下面列出的这些文件或子文件夹，并不是都是在你的系统中存在，这取决于你的内核配置和装载的模块。另外，在/proc下还有三个很重要的目录：net，scsi和sys。
Sys目录是可写的，可以通过它来访问或修改内核的参数，而net和scsi则依赖于内核配置。例如，如果系统不支持scsi，则scsi 目录不存在。

进程目录。系统中当前运行的每一个进程都有对应的一个目录在/proc下，以进程的 PID号为目录名，它们是读取进程信息的接口

所以知道了Linux里面我们需要的资源信息的位置，那么现在就是要获取得到文件里面的内容

#### /proc子文件或者子文件夹里的内容

```
子文件或子文件夹
/proc/buddyinfo 每个内存区中的每个order有多少块可用，和内存碎片问题有关

/proc/cmdline 启动时传递给kernel的参数信息

/proc/cpuinfo cpu的信息

/proc/crypto 内核使用的所有已安装的加密密码及细节

/proc/devices 已经加载的设备并分类

/proc/dma 已注册使用的ISA DMA频道列表

/proc/execdomains Linux内核当前支持的execution domains

/proc/fb 帧缓冲设备列表，包括数量和控制它的驱动

/proc/filesystems 内核当前支持的文件系统类型

/proc/interrupts x86架构中的每个IRQ中断数

/proc/iomem 每个物理设备当前在系统内存中的映射

/proc/ioports 一个设备的输入输出所使用的注册端口范围

/proc/kcore 代表系统的物理内存，存储为核心文件格式，里边显示的是字节数，等于RAM大小加上4kb

/proc/kmsg 记录内核生成的信息，可以通过/sbin/klogd或/bin/dmesg来处理

/proc/loadavg 根据过去一段时间内CPU和IO的状态得出的负载状态，与uptime命令有关

/proc/locks 内核锁住的文件列表

/proc/mdstat 多硬盘，RAID配置信息(md=multiple disks)

/proc/meminfo RAM使用的相关信息

/proc/misc 其他的主要设备(设备号为10)上注册的驱动

/proc/modules 所有加载到内核的模块列表

/proc/mounts 系统中使用的所有挂载

/proc/mtrr 系统使用的Memory Type Range Registers (MTRRs)

/proc/partitions 分区中的块分配信息

/proc/pci 系统中的PCI设备列表

/proc/slabinfo 系统中所有活动的 slab 缓存信息

/proc/stat 所有的CPU活动信息

/proc/sysrq-trigger 使用echo命令来写这个文件的时候，远程root用户可以执行大多数的系统请求关键命令，就好像在本地终端执行一样。要写入这个文件，需要把/proc/sys/kernel/sysrq不能设置为0。这个文件对root也是不可读的

/proc/uptime 系统已经运行了多久

/proc/swaps 交换空间的使用情况

/proc/version Linux内核版本和gcc版本

/proc/bus 系统总线(Bus)信息，例如pci/usb等

/proc/driver 驱动信息

/proc/fs 文件系统信息

/proc/ide ide设备信息

/proc/irq 中断请求设备信息

/proc/net 网卡设备信息

/proc/scsi scsi设备信息

/proc/tty tty设备信息

/proc/net/dev 显示网络适配器及统计信息

/proc/vmstat 虚拟内存统计信息

/proc/vmcore 内核panic时的内存映像

/proc/diskstats 取得磁盘信息

/proc/schedstat kernel调度器的统计信息

/proc/zoneinfo 显示内存空间的统计信息，对分析虚拟内存行为很有用

以下是/proc目录中进程N的信息

/proc/N pid为N的进程信息

/proc/N/cmdline 进程启动命令

/proc/N/cwd 链接到进程当前工作目录

/proc/N/environ 进程环境变量列表

/proc/N/exe 链接到进程的执行命令文件

/proc/N/fd 包含进程相关的所有的文件描述符

/proc/N/maps 与进程相关的内存映射信息

/proc/N/mem 指代进程持有的内存，不可读

/proc/N/root 链接到进程的根目录

/proc/N/stat 进程的状态

/proc/N/statm 进程使用的内存的状态

/proc/N/status 进程状态信息，比stat/statm更具可读性

/proc/self 链接到当前正在运行的进程

```

## 使用python进行连接Linux系统

要用Python进行连接Linux系统，可以使用Python库里的paramiko，通过使用SSHClient()进行远程连接

SSHClient()介绍：

SSHClient的作用类似于Linux的ssh命令，是对SSH会话的封装，该类封装了传输(Transport)，通道(Channel)及SFTPClient建立的方法(open_sftp)，通常用于执行远程命令。

SSHClient常用的方法

1. connect()：实现远程服务器的连接与认证，对于该方法只有hostname是必传参数。

   常用参数
    ```
    hostname 连接的目标主机
    port=SSH_PORT 指定端口
    username=None 验证的用户名
    password=None 验证的用户密码
    pkey=None 私钥方式用于身份验证
    key_filename=None 一个文件名或文件列表，指定私钥文件
    timeout=None 可选的tcp连接超时时间
    allow_agent=True, 是否允许连接到ssh代理，默认为True 允许l
    ook_for_keys=True 是否在~/.ssh中搜索私钥文件，默认为True 允许
    compress=False, 是否打开压缩
    ```

2. set_missing_host_key_policy()：设置远程服务器没有在know_hosts文件中记录时的应对策略。

   设置连接的远程主机没有本地主机密钥或HostKeys对象时的策略，目前支持三种：

    1. AutoAddPolicy 自动添加主机名及主机密钥到本地HostKeys对象，不依赖load_system_host_key的配置。即新建立ssh连接时不需要再输入yes或no进行确认

    2. WarningPolicy 用于记录一个未知的主机密钥的python警告。并接受，功能上和AutoAddPolicy类似，但是会提示是新连接

    3. RejectPolicy 自动拒绝未知的主机名和密钥，依赖load_system_host_key的配置。此为默认选项
3. exec_command()：在远程服务器执行Linux命令的方法。

```python
import paramiko


# 创建实例对象进行连接

def ConnectServer(ip, port, user, pwd):
    # 创建实例对象
    ssh = paramiko.SSHClient()
    # 调用方法，表示没有存储远程机器的公钥，允许访问
    ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())

    try:
        ssh.connect(ip, port, user, pwd, timeout=10)
        print("服务器连接成功！\n")
        return ssh
    except Exception:
        print("server port not connect!")
        return 0
```

当连接好了远程的机器之后，返回这个ssh实例对象，这样在后面的执行要查看系统资源命令的时候比较方便

以查询CPU使用情况为例： 通过上面的知识可以了解到CPU资源的使用情况是在/proc/stat当中的，在Linux系统上执行
> cat /proc/stat | grep "cpu "

就可以得到CPU的使用情况

```python
import re
import time


# cpu的使用率
def cpu_use(ssh):
    # print("cpu使用率：")
    # 第一次获取CPU的使用情况
    stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('cat /proc/stat | grep "cpu "')
    str_out = stdout.read().decode()
    str_err = stderr.read().decode()
    if str_err != "":
        print(str_err)
    else:
        cpu_time_list = re.findall('\d+', str_out)
        cpu_idle1 = cpu_time_list[3]
        total_cpu_time1 = 0
        for t in cpu_time_list:
            total_cpu_time1 = total_cpu_time1 + int(t)
    time.sleep(2)

    # 第二次获取CPU的使用情况
    stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('cat /proc/stat | grep "cpu "')
    str_out = stdout.read().decode()
    str_err = stderr.read().decode()
    if str_err != "":
        print(str_err)
    else:
        cpu_time_list = re.findall('\d+', str_out)
        cpu_idle2 = cpu_time_list[3]
        total_cpu_time2 = 0
        for t in cpu_time_list:
            total_cpu_time2 = total_cpu_time2 + int(t)

    # 计算两次CPU使用情况得到CPU的使用率
    cpu_usage = round(1 - (float(cpu_idle2) - float(cpu_idle1)) / (total_cpu_time2 - total_cpu_time1), 2)
    print('当前CPU使用率为：' + str(cpu_usage))
    print("\n")
    return cpu_usage
```

同样的道理，再使用相同的方法进行查询得到返回的结果，最重要的是要找到系统资源存放的位置。

> **注意：**
>
>系统存储的信息是很长的内容，需要使用到正则表达式来进行处理我们想要得到的数据

此刻，我们就得到了我们想要查询的系统资源的使用情况

**下面问题来了**： 用户想看到的是由界面的，而不是通过命令行来进行操作，那样就比较麻烦而且让人反感

## Python GUI

> 说实话，最开始拿到这个题目的时候，并没有想到需要进行界面的设计，但是对于Python界面的设计完全是空白，因此不得不在有限的时间内进行学习

我使用到的Python界面的库是Tkinter

```python
from tkinter import *
```
#### 简介
简介：Tkinter Python 的标准 Tk GUI 工具包的接口，可以在大多数的 Unix 平台下使用, 同样可以应用在 Windows 和 Mac 系统里。Tk8.0 的后续版本可以实现本地窗口风格,并良好地运行在绝大多数平台中。

由于我做出来的界面比较普通，就不赘述其具体的过程，也就学习了几个显示框和button以及对应的使用方法

可以去看[官方文档](https://docs.python.org/3/library/tk.html)
里面的介绍，很详细。

## 展示

1. 最开始的界面:

![](./Source/1.png)

2. 点击进入“新的监视对象”

![](./Source/3.png)

3. 在这个界面里输入要远程连接的Linux系统的IP地址，端口号，登录名和密码

如果失败，会显示"Login Failed!"
成功的话就会显示"Login Success!"，并且在界面中就会将信息显示出来

如下图：
![](./Source/2.png)

## 感悟和想法
拿到题目的时间还是比较紧的，而且还要学习那么多的知识，确实比较累，顺带还是我在机场弄了一部分
最后做出来了，也算是小有成就，就酱紫吧！！！