feat(nettest): 自 go-hua 迁入网络连通性探测

- TCP 端口探测 + 原始 ICMP Ping, 持续统计成功率与延迟 - 附测试、examples/nettest 例程与包 README
2026-09-20 12:25:37 +08:00
parent a8577b7b3b
commit 8a038d4df3
5 changed files with 476 additions and 0 deletions
@@ -0,0 +1,31 @@
+# nettest
+
+网络连通性测试：TCP 端口探测与原始 ICMP Ping，持续统计成功率与延迟，
+适合做线路质量监控探针。
+
+> 迁移自 go-hua/nettest，代码保持原样。
+
+## 用法
+
+```go
+import "git.zeroonesoft.cn/golib/zogo/nettest"
+
+// 单次 Ping（addr 支持 IP 或域名）
+p := nettest.NewPing("192.168.1.1", 0, 1000) // port=0 表示纯 ICMP
+ok := p.Test() // true/false
+
+// 持续探测任务：TCP(echo=false 只测端口) / ICMP，后台 goroutine 运行
+nt := nettest.NewNetTest(1, "gateway", "192.168.1.1", 80, 1000, false)
+nt.Start()
+defer nt.Stop()
+
+time.Sleep(time.Minute)
+res := nt.GetResult(true) // TestResult：成功/失败次数、平均延迟等，true 表示取后清零
+```
+
+完整可运行例程：[examples/nettest/main.go](../examples/nettest/main.go)
+
+## 注意
+
+- 原始 ICMP 在 Windows 直接可用；Linux 下通常需要 root 或 `cap_net_raw`。
+- `NewPing` 的 timeout 单位毫秒；`Ping.Test` 为一次性探测，无统计，统计用 `NetTest`。
@@ -0,0 +1,148 @@
+// Package nettest 提供网络连通性测试：TCP 端口探测与 ICMP Ping，持续统计成功率与延迟。
+package nettest
+
+import (
+	"fmt"
+	"sync"
+	"time"
+)
+
+// TestResult 测试结果统计
+type TestResult struct {
+	SuccessCount int // 成功计次
+	FailCount    int // 失败计次
+	TotalCount   int // 总数
+	TotalTime    int // 总耗时
+	Avg          int // 平均耗时 平均值
+	Min          int // 最小耗时 最小值
+	Max          int // 最大耗时 最大值
+}
+
+// NetTest 网络测试任务：后台协程周期性探测目标并累计统计
+type NetTest struct {
+	Id      int
+	Name    string
+	Addr    string
+	Port    int
+	Timeout int64
+	TestResult
+	Ping     *Ping
+	IsStop   bool
+	IsEcho   bool
+	IsUpdate bool
+	mux      sync.Mutex
+}
+
+// NewNetTest 创建网络测试任务
+// port 大于 0 时做 TCP 端口探测，等于 0 时做 ICMP Ping（需管理员权限）
+// timeout 为超时毫秒数；echo 为 true 时控制台输出每次探测结果
+func NewNetTest(id int, name string, addr string, port int, timeout int64, echo bool) *NetTest {
+	t := new(NetTest)
+	t.Id = id
+	t.Name = name
+	t.Addr = addr
+	t.Port = port
+	t.Timeout = timeout
+	t.IsEcho = echo
+	t.IsUpdate = false
+	t.Ping = NewPing(addr, port, timeout)
+	return t
+}
+
+// Set 运行中动态修改测试目标，下一轮探测生效
+func (t *NetTest) Set(name string, addr string, port int, timeout int64) {
+	t.mux.Lock()
+	t.Name = name
+	t.Addr = addr
+	t.Port = port
+	t.Timeout = timeout
+	t.IsUpdate = true
+	t.mux.Unlock()
+	t.Ping = NewPing(addr, port, timeout)
+}
+
+// Start 启动后台测试协程
+func (t *NetTest) Start() {
+	go t.process()
+}
+
+// Stop 停止测试协程
+func (t *NetTest) Stop() {
+	t.mux.Lock()
+	t.IsStop = true
+	t.mux.Unlock()
+}
+
+// process 测试主循环：探测、累计统计、按剩余时间休眠
+func (t *NetTest) process() {
+	isLoop := true
+	for isLoop {
+
+		t.mux.Lock()
+		timeout := int(t.Timeout)
+		if t.IsUpdate {
+			t.Ping.Set(t.Addr, t.Port, t.Timeout)
+		}
+		if t.IsStop {
+			isLoop = false
+		}
+		t.mux.Unlock()
+		if !isLoop {
+			break
+		}
+		et := t.Ping.Test()
+		if et > 0 {
+			timeout = timeout - et
+		}
+		if timeout > int(timeout) {
+			timeout = int(timeout)
+		}
+		t.mux.Lock()
+		t.TotalCount++
+		if et >= 0 {
+			t.SuccessCount++
+		} else {
+			t.FailCount++
+		}
+		if et == 0 {
+			t.TotalTime++
+		} else if et > 0 {
+			t.TotalTime += et
+		}
+		if t.SuccessCount > 0 {
+			t.Avg = t.TotalTime / t.SuccessCount
+		}
+		if (et < t.Min || t.Min == 0) && et > 0 {
+			t.Min = et
+		}
+		if et > t.Max {
+			t.Max = et
+		}
+		t.mux.Unlock()
+
+		if timeout > 0 {
+			time.Sleep(time.Duration(timeout) * time.Millisecond)
+		}
+		if t.IsEcho {
+			fmt.Printf("来自 %s 的回复: 时间=%dms\n", t.Addr, et)
+		}
+	}
+}
+
+// GetResult 获取测试结果统计，isReset 为 true 时取完清零
+func (t *NetTest) GetResult(isReset bool) TestResult {
+	t.mux.Lock()
+	r := TestResult{}
+	r = t.TestResult
+	if isReset {
+		t.SuccessCount = 0
+		t.FailCount = 0
+		t.TotalCount = 0
+		t.TotalTime = 0
+		t.Avg = 0
+		t.Min = 0
+		t.Max = 0
+	}
+	t.mux.Unlock()
+	return r
+}
@@ -0,0 +1,102 @@
+package nettest
+
+import (
+	"net"
+	"testing"
+	"time"
+)
+
+func TestCheckSum(t *testing.T) {
+	// 单字节直接累加：sum=0x01 → ^0x01 = 0xFFFE
+	if got := CheckSum([]byte{0x01}); got != 0xFFFE {
+		t.Errorf("CheckSum([0x01]) = %#04x, want 0xFFFE", got)
+	}
+	// 双字节：sum=0x0102 → ^0x0102 = 0xFEFD
+	if got := CheckSum([]byte{0x01, 0x02}); got != 0xFEFD {
+		t.Errorf("CheckSum([0x01,0x02]) = %#04x, want 0xFEFD", got)
+	}
+	// 往返性质：带正确校验和的报文再次计算应为 0
+	data := []byte{0x08, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01}
+	cs := CheckSum(data)
+	full := append(data, byte(cs>>8), byte(cs&0xFF))
+	if got := CheckSum(full); got != 0 {
+		t.Errorf("正确校验和报文再计算 = %#04x, want 0", got)
+	}
+}
+
+func TestPortCheck(t *testing.T) {
+	l, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:0")
+	if err != nil {
+		t.Fatal(err)
+	}
+	defer l.Close()
+	go func() {
+		for {
+			c, err := l.Accept()
+			if err != nil {
+				return
+			}
+			c.Close()
+		}
+	}()
+
+	port := l.Addr().(*net.TCPAddr).Port
+	p := NewPing("127.0.0.1", port, 1000)
+	if got := p.Test(); got < 0 {
+		t.Errorf("本地端口探测应成功, got %d", got)
+	}
+
+	// 探测不存在的端口应失败
+	if got := NewPing("127.0.0.1", 1, 500).Test(); got >= 0 {
+		t.Errorf("不可达端口应返回 -1, got %d", got)
+	}
+}
+
+func TestPingSet(t *testing.T) {
+	p := NewPing("127.0.0.1", 80, 1000)
+	p.Set("localhost", 443, 2000)
+	if p.addr != "localhost" || p.port != 443 || p.timeout != 2000 {
+		t.Errorf("Set 后字段错误: %+v", p)
+	}
+}
+
+func TestNetTestFlow(t *testing.T) {
+	l, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:0")
+	if err != nil {
+		t.Fatal(err)
+	}
+	defer l.Close()
+	go func() {
+		for {
+			c, err := l.Accept()
+			if err != nil {
+				return
+			}
+			c.Close()
+		}
+	}()
+	port := l.Addr().(*net.TCPAddr).Port
+
+	// timeout 300ms 同时作为探测间隔
+	tt := NewNetTest(1, "test", "127.0.0.1", port, 300, false)
+	tt.Start()
+	time.Sleep(1100 * time.Millisecond)
+	tt.Stop()
+
+	r := tt.GetResult(false)
+	if r.TotalCount == 0 {
+		t.Fatal("应有探测记录")
+	}
+	if r.SuccessCount == 0 {
+		t.Errorf("本地端口应全部成功: %+v", r)
+	}
+	if r.SuccessCount+r.FailCount != r.TotalCount {
+		t.Errorf("成功+失败应等于总数: %+v", r)
+	}
+
+	// GetResult(false) 不清零
+	r2 := tt.GetResult(false)
+	if r2.TotalCount != r.TotalCount {
+		t.Errorf("isReset=false 时统计不应清零: %d != %d", r2.TotalCount, r.TotalCount)
+	}
+}
@@ -0,0 +1,153 @@
+package nettest
+
+import (
+	"bytes"
+	"encoding/binary"
+	"log"
+	"net"
+	"strconv"
+	"time"
+)
+
+// ICMP ICMP 报文头
+type ICMP struct {
+	Type        uint8
+	Code        uint8
+	Checksum    uint16
+	Identifier  uint16
+	SequenceNum uint16
+}
+
+// Ping 单次探测器：port 为 0 时走 ICMP，否则走 TCP 端口探测
+type Ping struct {
+	addr    string
+	port    int
+	timeout int64
+	icmp    ICMP
+	size    int
+}
+
+// NewPing 创建探测器，timeout 为超时毫秒数
+func NewPing(addr string, port int, timeout int64) *Ping {
+	p := new(Ping)
+	p.addr = addr
+	p.port = port
+	p.timeout = timeout
+	p.size = 32
+
+	// icmp
+	p.icmp.Type = 8
+	p.icmp.Code = 0
+	p.icmp.Checksum = 0
+	p.icmp.Identifier = 1
+	p.icmp.SequenceNum = 0
+	return p
+}
+
+// Set 修改探测目标与超时
+func (p *Ping) Set(addr string, port int, timeout int64) {
+	p.addr = addr
+	p.port = port
+	p.timeout = timeout
+}
+
+// Test 执行一次探测，返回耗时毫秒数；失败返回 -1
+func (p *Ping) Test() int {
+	et := 0
+	if p.port == 0 {
+		et = p.icmpEcho()
+	} else {
+		et = p.portCheck()
+	}
+	return et
+}
+
+// icmpEcho 发送 ICMP Echo 并等待回包，返回耗时毫秒数（需管理员权限）
+func (p *Ping) icmpEcho() int {
+
+	conn, err := net.DialTimeout("ip:icmp", p.addr, time.Duration(p.timeout)*time.Millisecond)
+	if err != nil {
+		log.Println(err)
+		return -1
+	}
+
+	defer conn.Close()
+
+	var buffer bytes.Buffer
+	binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, p.icmp) // 以大端模式写入
+	data := make([]byte, p.size)                    //
+	buffer.Write(data)
+	data = buffer.Bytes()
+
+	p.icmp.SequenceNum++
+	// 检验和设为0
+	data[2] = byte(0)
+	data[3] = byte(0)
+
+	data[6] = byte(p.icmp.SequenceNum >> 8)
+	data[7] = byte(p.icmp.SequenceNum)
+	p.icmp.Checksum = CheckSum(data)
+	data[2] = byte(p.icmp.Checksum >> 8)
+	data[3] = byte(p.icmp.Checksum)
+
+	// 开始时间
+	t1 := time.Now()
+	err = conn.SetDeadline(t1.Add(time.Duration(time.Duration(p.timeout) * time.Millisecond)))
+	if err != nil {
+		//log.Println(err)
+		return -1
+	}
+	_, err = conn.Write(data)
+	if err != nil {
+		//log.Println(err)
+		return -1
+	}
+	buf := make([]byte, 65535)
+	_, err = conn.Read(buf)
+	if err != nil {
+		//fmt.Println("请求超时。")
+		return -1
+	}
+	et := int(time.Since(t1) / 1000000)
+	return et
+}
+
+// CheckSum 计算 ICMP 校验和
+func CheckSum(data []byte) uint16 {
+	var sum uint32
+	var length = len(data)
+	var index int
+	for length > 1 { // 溢出部分直接去除
+		sum += uint32(data[index])<<8 + uint32(data[index+1])
+		index += 2
+		length -= 2
+	}
+	if length == 1 {
+		sum += uint32(data[index])
+	}
+	// CheckSum的值是16位，计算是将高16位加低16位，得到的结果进行重复以该方式进行计算，直到高16位为0
+	/*
+	   sum的最大情况是：ffffffff
+	   第一次高16位+低16位：ffff + ffff = 1fffe
+	   第二次高16位+低16位：0001 + fffe = ffff
+	   即推出一个结论，只要第一次高16位+低16位的结果，再进行之前的计算结果用到高16位+低16位，即可处理溢出情况
+	*/
+	sum = uint32(sum>>16) + uint32(sum)
+	sum = uint32(sum>>16) + uint32(sum)
+	return uint16(^sum)
+}
+
+// portCheck TCP 端口探测，返回连接耗时毫秒数；失败返回 -1
+func (p *Ping) portCheck() int {
+	// 开始时间
+	t1 := time.Now()
+	conn, err := net.DialTimeout("tcp", p.addr+":"+strconv.Itoa(p.port), time.Duration(p.timeout)*time.Millisecond)
+	et := int(time.Since(t1) / 1000000)
+	if err != nil {
+		//log.Println(err)
+		//fmt.Println("请求超时。")
+		return -1
+	}
+	defer conn.Close()
+	return et
+}