网络扫描与监控

网络扫描与监控功能自动发现网络设备，实时监控网络状态，帮助管理员及时掌握网络情况。

在线状态监控

系统实时监控 IP 地址和网关的在线状态。

监控机制

Ping 检测

系统通过 ICMP Ping 检测设备的在线状态：

// 监控配置
type MonitoringConfig struct {
    Enabled       bool   // 是否启用监控
    Interval      int    // 监控间隔（秒）
    MaxConcurrent int    // 最大并发数
    Timeout       int    // 超时时间（秒）
}

监控流程：

收集目标：获取所有需要监控的 IP 和网关
并发检测：使用协程池并发执行 Ping 检测
状态更新：根据检测结果更新在线状态
数据持久化：将状态变更保存到数据库

状态管理

type IPState struct {
    IPAddress  string    // IP地址
    IsOnline   bool      // 在线状态
    MACAddress string    // MAC地址
    LastSeen   time.Time // 最后在线时间
    UpdatedAt  time.Time // 更新时间
    Changed    bool      // 是否有变更
}

监控配置

在 config.toml 中配置监控参数：

toml

[monitoring]
enabled = true              # 启用监控（必须启用才能接收探针数据）
interval = 300              # 监控间隔（秒）
gateway_timeout = 5         # 网关 Ping 超时时间（秒）
ip_timeout = 3              # IP 地址 Ping 超时时间（秒）
max_concurrent = 100        # 最大并发数
enable_host_scanning = false  # 是否启用主程序全量 ARP/MAC 扫描

enable_host_scanning 参数说明：

false（默认）：主程序不执行 ARP 扫描，仅通过 API 接收独立探针客户端上报的 MAC 地址数据
true：主程序主动执行 ARP 扫描获取 MAC 地址（适合小型单网段环境）

推荐使用方式：

小型网络（单网段）：设置为 true，主程序直接扫描
中大型网络（多网段）：保持 false，部署独立探针客户端分布式扫描

状态统计

系统提供在线状态的实时统计：

json

{
  "total_ips": 254,
  "online": 120,
  "offline": 134,
  "online_rate": "47.2%",
  "last_scan": "2024-01-15 10:30:00"
}

ARP 扫描

ARP 扫描通过发送 ARP 请求发现网络中的设备，获取 MAC 地址信息。

扫描原理

┌─────────────┐      ARP Request       ┌─────────────┐
│   Scanner   │ ────────────────────> │   Target    │
│  192.168.1.2│  "Who has 192.168.1.5?"│  192.168.1.5│
└─────────────┘                        └─────────────┘
       ^                                      │
       │      ARP Reply                       │
       │ <────────────────────────────────────┘
       │   "192.168.1.5 is at 00:11:22:33:44:55"
       │
   记录 MAC 地址

扫描器实现

type Scanner struct {
    config         *config.Config
    scanInterval   time.Duration
    macTimeout     time.Duration
    maxConcurrent  int
    ipCache        map[string]*IPState
    cacheManager   *monitoring.CacheManager
}

// 启动扫描服务
func (s *Scanner) Start() {
    // 等待 monitoring 服务初始化
    // 定期执行 ARP 扫描
    // 更新 IP 的 MAC 地址信息
}

扫描流程

获取目标：从数据库获取所有子网的 IP 范围
ARP 扫描：向每个 IP 发送 ARP 请求
收集响应：记录响应的 MAC 地址
更新数据：更新 IP 地址的扫描 MAC 地址字段
对比分析：对比手动记录和扫描结果的差异

MAC 地址管理

系统维护两个 MAC 地址字段：

type IPAddress struct {
    MacAddress        string    // 手动记录的 MAC 地址
    ScannedMacAddress string    // 扫描获取的 MAC 地址
}

差异检测

当手动记录和扫描结果不一致时：

记录差异日志
标记 IP 地址需要关注
可选：发送告警通知

探针系统

探针系统支持分布式扫描，适用于大型网络环境。

架构设计

┌─────────────────────────────────────────┐
│              主服务器                    │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐    │
│  │  API Server  │  │  数据聚合     │    │
│  └──────────────┘  └──────────────┘    │
└──────────┬──────────────────────────────┘
           │ HTTP API
           ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│              探针节点 1                  │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐    │
│  │  本地扫描    │  │  数据上报     │    │
│  │  ·ARP扫描   │  │              │    │
│  │  ·Ping检测  │  │              │    │
│  └──────────────┘  └──────────────┘    │
└─────────────────────────────────────────┘
           │
           ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│              探针节点 2                  │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐    │
│  │  本地扫描    │  │  数据上报     │    │
│  └──────────────┘  └──────────────┘    │
└─────────────────────────────────────────┘

探针注册

探针通过 API 密钥向主服务器注册：

// 探针注册请求
type ProbeRegisterRequest struct {
    Name      string `json:"name"`       // 探针名称
    IPAddress string `json:"ip_address"` // 探针IP
    Location  string `json:"location"`   // 部署位置
}

// 探针注册响应
type ProbeRegisterResponse struct {
    ProbeID string `json:"probe_id"`    // 探针ID
    APIKey  string `json:"api_key"`     // API密钥
}

数据上报

探针扫描完成后上报数据：

// MAC扫描结果上报
type ProbeReportRequest struct {
    APIKey  string       `json:"api_key"`
    Results []MACResult  `json:"results"`
}

type MACResult struct {
    IP         string    `json:"ip"`
    MACAddress string    `json:"mac_address"`
    Timestamp  time.Time `json:"timestamp"`
}

探针管理

探针状态

状态	说明
online	探针在线，正常工作
offline	探针离线，可能网络故障
disabled	探针被禁用

探针配置

服务端配置（config.toml）：

toml

[monitoring]
enabled = true              # 必须启用以接收探针数据
enable_host_scanning = false  # 禁用主程序扫描，由探针客户端执行

探针客户端配置（命令行参数）：

bash

./ipam-probe \
  -server http://ipam-server:8080 \
  -apikey your-api-key \
  -subnet 192.168.1.0/24 \
  -interval 60 \
  -scan-mac=true

探针客户端参数说明：

参数	说明	默认值
`-server`	API 服务器地址	必填
`-apikey`	API 密钥	必填
`-subnet`	扫描子网（CIDR格式）	自动检测
`-interval`	扫描间隔（秒）	60
`-scan-mac`	是否执行 MAC 扫描	true
`-sync-ip`	是否同步 IP 在线状态	false

监控告警

系统支持配置监控告警规则。

告警规则

type AlertRule struct {
    ID          int       // 规则ID
    Name        string    // 规则名称
    TargetType  string    // 目标类型（ip/gateway/subnet）
    TargetID    int       // 目标ID
    Condition   string    // 条件（offline/online_change）
    Threshold   int       // 阈值
    Enabled     bool      // 是否启用
}

告警类型

告警类型	说明	触发条件
设备离线	IP/网关离线	连续检测失败
MAC变更	MAC地址变化	扫描结果与记录不符
状态变更	在线状态变化	在线/离线切换
扫描失败	扫描任务失败	探针上报失败

告警通知

支持多种通知方式：

邮件通知：发送告警邮件
Webhook：调用外部接口
系统消息：在系统内显示告警

API 接口

探针客户端接口（无需认证）

方法	路径	说明
POST	/probe/register	注册探针客户端
POST	/probe/heartbeat	探针心跳
POST	/probe/report	上报扫描结果

探针管理接口（需要认证）

方法	路径	说明
GET	/api/probe/clients	获取探针客户端列表
GET	/api/probe/clients/stats	获取探针统计
GET	/api/probe/clients/count	获取探针数量
PATCH	/api/probe/clients	更新探针客户端
DELETE	/api/probe/clients	删除探针客户端
GET	/api/probe/reports	获取上报记录列表
GET	/api/probe/reports/stats	获取上报记录统计
GET	/api/probe/reports/count	获取上报记录数量
DELETE	/api/probe/reports	删除上报记录

最佳实践

监控策略

合理设置间隔：
- 小型网络（<1000 IP）：300秒
- 中型网络（1000-5000 IP）：600秒
- 大型网络（>5000 IP）：900秒
控制并发数：
- 根据服务器性能设置
- 避免网络拥塞
- 建议：100-500
关注关键设备：
- 网关设置告警
- 服务器设置高优先级
- 普通终端可降低监控频率

扫描优化

子网划分：
- 按物理位置划分子网
- 便于探针分布式扫描
探针部署：
- 每个物理位置部署探针
- 减少跨网段扫描
时间规划：
- 避开业务高峰期
- 夜间执行深度扫描

故障排查

扫描不到 MAC 地址

检查网络连通性
确认 ARP 协议未被阻断
检查防火墙设置
验证扫描权限

在线状态不准确

检查 ICMP 是否被禁用
调整超时时间
增加重试次数
检查网络延迟

探针离线

检查探针网络连接
验证 API 密钥有效性
检查主服务器可达性
查看探针日志

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状态管理 ​

监控配置 ​

状态统计 ​

ARP 扫描 ​

扫描原理 ​

扫描器实现 ​

扫描流程 ​

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架构设计 ​

探针注册 ​

数据上报 ​

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