为 ping 添加时间戳后台运行实时输出保存日志

ping 命令是一种比较好用的网络诊断工具，常用来验证链路问题，例如 ping traceroute mtr 都使用的 “ICMP” 包来测试 Internet 两点之间的网络连接状况。生产环境中, 网络是否稳定 (网络时延) 是一个很重要的指标. 为了方便检查网络时延的大小, 我们可以通过 ping 命令实现长时间的网络监控。

本文主要记录了 Linux 环境如何使用 ping 命令 + 时间戳实时输出保存到文件里面的解决方案

2021 年 06 月 06 日 - 初稿

阅读原文 - https://wsgzao.github.io/post/ping/

ping 简介

ping 大家可能每天都在使用，不多做介绍了

ping（呯）是一种计算机网络工具，用来测试数据包能否透过 IP 协议到达特定主机。ping 的运作原理是向目标主机传出一个 ICMP 的请求回显数据包，并等待接收回显回应数据包。程序会按时间和成功响应的次数估算丢失数据包率（丢包率）和数据包往返时间（网络时延，Round-trip delay time）。

直接 ping ip 即可。

若显示 ping 的回显时间，此命令也提供了参数 -D 来回显时间戳。

# ping baidu.com -D
PING baidu.com (39.156.69.79) 56(84) bytes of data.
[1623205720.047547] 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=1 ttl=23 time=274 ms
[1623205720.321747] 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=23 time=274 ms
[1623205721.322361] 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=23 time=274 ms
[1623205722.323220] 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=4 ttl=23 time=274 ms
[1623205723.324359] 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=5 ttl=23 time=274 ms

然而，时间戳可读性较差，虽然可以利用网上的一些工具（unitxtime）来转化，但是比较麻烦，最好的方式时回显时就是可读性较好的时间格式。

ping 命令的使用

-i: 每次执行 ping 操作的间隔时间, 默认是 1s;

-c: 执行 ping 操作的次数, 默认是一直执行, 除非被中断;

-s: 指定执行 ping 操作时发送的包的大小, 默认是 56B, 添加报文头之后, 最终发送的是 64B.

# 在终端 ping 某个地址, 执行 10 次
ping baidu.com -c 10 | awk '{ print $0"\t"strftime("%H:%M:%S",systime()) }'
64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=1 ttl=40 time=83.3 ms       10:41:23
64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=40 time=83.4 ms       10:41:24
64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=40 time=83.4 ms       10:41:25

# 日期在后面
ping baidu.com | awk '{ print $0"\t"strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",systime()); fflush()}'
64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=1 ttl=40 time=83.2 ms       2021-06-09 10:42:45
64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=40 time=83.3 ms       2021-06-09 10:42:46
64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=40 time=83.3 ms       2021-06-09 10:42:47

# 日前在前面
ping baidu.com | awk '{ print strftime("%Y.%m.%d %H:%M:%S",systime())"\t"$0; fflush() }'
2021.06.09 10:43:28     64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=1 ttl=46 time=162 ms
2021.06.09 10:43:29     64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=2 ttl=46 time=177 ms
2021.06.09 10:43:30     64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=3 ttl=46 time=174 ms

ping 将输出重定向到指定文件

使用 fflush

注意：使用 fflush()，不然文件不会有信息，因为 awk 也是有缓存的。

为防止脚本被中断, 可以通过 nohup 令脚本在后台执行:

# 下面未加 fflush()，执行命令生成文件会等一会才会有信息打印到文件里
nohup ping baidu.com | awk '{ print strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",systime())"\t" $0; fflush() }' >> long_ping.txt &
$ tail -f long_ping.txt 
2021-06-09 10:45:54     64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=40 time=83.3 ms
2021-06-09 10:45:55     64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=40 time=83.3 ms
2021-06-09 10:45:56     64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=4 ttl=40 time=83.3 ms

# 要结束后台进程, 可通过下述方式查找并 kill
$ ps -ef |grep ping
user00    5778 30382  0 10:45 pts/2    00:00:00 ping baidu.com
user00    7133 30382  0 10:48 pts/2    00:00:00 grep --color=auto ping
$ kill -9 5778
[1]+  Done                    nohup ping baidu.com | awk '{ print strftime("%Y.%m.%d %H:%M:%S",systime())"\t" $0; fflush() }' >> long_ping.txt

使用 pong

1. 什么是 pingpong?

pingpong 是一种数据缓存的手段，通过 pingpong 操作可以提高数据传输的效率。

1. 什么时候需要 pingpong？

在两个模块间交换数据时，上一级处理的结果不能马上被下一级所处理完成，这样上一级必须等待下一级处理完成才可以送新的数据，这样就会对性能产生很大的损失。

引入 pingpong 后我们可以不去等待下一级处理结束，而是将结果保存在 pong 路的缓存中，pong 路的数据准备好的时刻，ping 路的数据也处理完毕（下一级），然后无需等待直接处理 pong 路数据，上一级也无需等待，转而将结果存储在 ping 路。这样便提高了处理效率。

nohup ping baidu.com -i 1 | while read pong; do echo "$(date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S") | $pong"; done | tee -a ping-baidu.com.log &

date 时间戳

数据戳转化

date 可以将时间戳转化为 localtime。

# date -d @1623205723.324359
Wed Jun  9 10:28:43 CST 2021
# date [email protected]
Wed Jun  9 10:28:43 CST 2021
利用 awk 进行转化，比较麻烦。

awk 拼接

# 格式可以自定义调整
ping baidu.com | awk '{"date" | getline date; print date,$0}'
Wed Jun  9 10:33:01 CST 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=40 time=83.3 ms
Wed Jun  9 10:33:01 CST 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=40 time=83.5 ms
Wed Jun  9 10:33:01 CST 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=4 ttl=40 time=83.3 ms

# 时间格式可根据 date 自定义
ping baidu.com | awk -v date="$(date +"%Y-%m-%d %r")" '{print date, $0}'
2021-06-09 10:33:38 AM 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=1 ttl=40 time=83.3 ms
2021-06-09 10:33:38 AM 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=40 time=83.5 ms
2021-06-09 10:33:38 AM 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=40 time=83.6 ms

如果 awk 没有 strftime()

Notice：报错“Can’t locate Time/Piece.pm in @INC”，需要执行命令 yum -y install perl-Time-Piece 来进行必要包的安装。

# 要将其重定向到文件，请使用标准 shell 重定向并关闭输出缓冲：
ping baidu.com | perl -nle 'print scalar(localtime), " ", $_'
Wed Jun  9 10:36:14 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=40 time=83.4 ms
Wed Jun  9 10:36:15 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=40 time=83.5 ms
Wed Jun  9 10:36:16 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=4 ttl=40 time=83.3 ms

# 如果显示 ISO8601 时间格式
ping baidu.com | perl -nle 'BEGIN {$|++} print scalar(localtime), " ", $_'
Wed Jun  9 10:36:41 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=1 ttl=40 time=83.3 ms
Wed Jun  9 10:36:42 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=40 time=83.3 ms
Wed Jun  9 10:36:43 2021 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=40 time=83.5 ms

ping baidu.com | perl -nle 'use Time::Piece; BEGIN {$|++} print localtime->datetime, " ", $_'
2021-06-09T10:37:08 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=1 ttl=40 time=83.4 ms
2021-06-09T10:37:09 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=2 ttl=40 time=83.4 ms
2021-06-09T10:37:10 64 bytes from 39.156.69.79 (39.156.69.79): icmp_seq=3 ttl=40 time=83.2 ms

strftime 补充：
函数 strftime()的操作有些类似于 sprintf()：识别以百分号 (%) 开始的格式命令集合，格式化输出结果放在一个字符串中。格式化命令说明串 strDest 中各种日期和时间信息的确切表示方法。格式串中的其他字符原样放进串中。格式命令列在下面，它们是区分大小写的。
%a 星期几的简写 
%A 星期几的全称
%b 月份的简写
%B 月份的全称
%c 标准的日期的时间串
%C 年份的前两位数字
%d 十进制表示的每月的第几天
%D 月 / 天 / 年
%e 在两字符域中，十进制表示的每月的第几天
%F 年 - 月 - 日
%g 年份的后两位数字，使用基于周的年
%G 年份，使用基于周的年
%h 简写的月份名
%H 24 小时制的小时
%I 12 小时制的小时
%j 十进制表示的每年的第几天
%m 十进制表示的月份
%M 十时制表示的分钟数
%n 新行符
%p 本地的 AM 或 PM 的等价显示
%r 12 小时的时间
%R 显示小时和分钟：hh:mm
%S 十进制的秒数
%t 水平制表符
%T 显示时分秒：hh:mm:ss
%u 每周的第几天，星期一为第一天 （值从 1 到 7，星期一为 1）
%U 第年的第几周，把星期日作为第一天（值从 0 到 53）
%V 每年的第几周，使用基于周的年
%w 十进制表示的星期几（值从 0 到 6，星期天为 0）
%W 每年的第几周，把星期一做为第一天（值从 0 到 53）
%x 标准的日期串
%X 标准的时间串
%y 不带世纪的十进制年份（值从 0 到 99）
%Y 带世纪部分的十制年份
%z，%Z 时区名称，如果不能得到时区名称则返回空字符。
%% 百分号
 语法 
strftime(format,timestamp) 参数 描述
format 可选。规定如何返回结果。
timestamp 可选。时间戳，默认是当前本地的


awk 补充：

awk 工作流程是这样的：先执行 BEGING，然后读取文件，读入有 / n 换行符分割的一条记录，然后将记录按指定的域分隔符划分域，填充域，$0 则表示所有域,$1 表示第一个域,$n 表示第 n 个域, 随后开始执行模式所对应的动作 action。接着开始读入第二条记录 ······ 直到所有的记录都读完，最后执行 END 操作。


print 与 printf 补充：

print 中不能使用 %s ,%d 或 %c；print 自动换行，printf 没有自动换行