Python获取上传/下载速度

Question

我想在我的电脑上监控上传和下载的速度。有一个叫做conky的程序已经可以做到这一点，下面是它的配置文件中的内容：

Connection quality: $alignr ${wireless_link_qual_perc wlan0}%
${downspeedgraph wlan0}
DLS:${downspeed wlan0} kb/s $alignr total: ${totaldown wlan0}

它可以在我浏览的时候，几乎实时地显示我的网速。我想用python也能获取到同样的信息。

Answer 1

你可以做一些不太正规的事情，比如运行 conky -i 1 并解析它的输出：

import subprocess
conky=subprocess.check_output("conky -i 1", shell=True)
lines=conky.splitlines()
print lines[11].split()[1::3]

这样会得到：

['1234B', '5678B']

我的配置文件看起来是这样的：

${scroll 16 $nodename - $sysname $kernel on $machine | }
Uptime: $uptime
Frequency (in MHz): $freq
Frequency (in GHz): $freq_g
RAM Usage: $mem/$memmax - $memperc% ${membar 4}
Swap Usage: $swap/$swapmax - $swapperc% ${swapbar 4}
CPU Usage: $cpu% ${cpubar 4}
Processes: $processes  Running: $running_processes
File systems:
 / ${fs_used /}/${fs_size /} ${fs_bar 6 /}
Networking:
Up: ${upspeed eth0}  - Down: ${downspeed eth0}
Name              PID   CPU%   MEM%
 ${top name 1} ${top pid 1} ${top cpu 1} ${top mem 1}
 ${top name 2} ${top pid 2} ${top cpu 2} ${top mem 2}
 ${top name 3} ${top pid 3} ${top cpu 3} ${top mem 3}
 ${top name 4} ${top pid 4} ${top cpu 4} ${top mem 4}

Answer 2

为了获取特定接口的统计信息，之前提到的方法都可以很好地工作。

我这次想给你提供一个关于你第二个请求的解决方案：

知道哪个程序在使用带宽也是非常有帮助的，但到目前为止，我还没有看到可以做到这一点的工具。

正如之前提到的，nethogs可以打印出与进程相关的统计信息。根据我的了解，在/proc下没有简单的方法可以获取这些值，所以我会解释一下nethogs是如何做到的。

以一个进程的PID为例，nethogs首先会获取该进程打开的所有套接字的列表，这些信息存储在/proc/PID/fd中：

➜  ~ [1] at 23:59:31 [Sat 15] $ ls -la /proc/21841/fd
total 0
dr-x------ 2 marco marco  0 Nov 15 23:41 .
dr-xr-xr-x 8 marco marco  0 Nov 15 23:41 ..
lrwx------ 1 marco marco 64 Nov 15 23:42 0 -> /dev/pts/15
l-wx------ 1 marco marco 64 Nov 15 23:42 1 -> /dev/null
lrwx------ 1 marco marco 64 Nov 15 23:41 2 -> /dev/pts/15
lrwx------ 1 marco marco 64 Nov 15 23:42 4 -> socket:[177472]

这里我们只有一个套接字，177472是它的inode编号。我们会在这里找到各种类型的套接字：TCPv4、TCPv6、UDP、netlink。在这个例子中，我只考虑TCPv4。

一旦收集到所有的inode编号，每个套接字会被分配一个唯一的标识符，也就是(IP_SRC, PORT_SRC, IP_DEST, PORT_DEST)。当然，和PID的配对也会被存储。这个元组(IP_SRC, PORT_SRC, IP_DEST, PORT_DEST)可以通过读取/proc/net/tcp（针对TCPv4）来获取。在这个情况下：

➜  ~ [1] at 0:06:05 [Sun 16] $ cat /proc/net/tcp | grep 177472
  sl  local_address rem_address   st tx_queue rx_queue tr tm->when retrnsmt   uid  timeout inode
  38: 1D00A8C0:1F90 0400A8C0:A093 01 00000000:00000000 00:00000000 00000000  1000        0 177472 1 f6fae080 21 4 0 10 5 

地址以IP:PORT的形式表示，IP用一个4字节的LE数字表示。然后你可以构建一个key->value结构，其中key是(IP_SRC, PORT_SRC, IP_DEST, PORT_DEST)，而value则是PID。

此时，nethogs会使用libpcap捕获所有的网络流量。当它检测到一个TCP数据包时，它会尝试将元组(IP_SRC_PACKET, PORT_SRC_PACKET, IP_DEST_PACKET, PORT_DEST_PACKET)与表中的所有连接进行匹配。当然，它还需要尝试交换SRC和DEST，因为数据包可能是进入的（DL）或出去的（UL）。如果匹配到一个连接，它会获取该连接所属进程的PID，并将TCP负载的大小加到TX或RX计数器中。随着每个捕获的数据包更新字节数，可以轻松计算出每个进程的传输速度。

理论上，这可以用python和pypcap来实现，尽管需要一些工作。我尝试实现了一些东西，但速度非常慢，还需要更多的工作才能使用。我只监控了一个PID，只有一个连接，没有更新连接表，但超过3MB/s时，我的脚本无法跟上网络流量。

如你所见，这并不是一件简单的事。解析一个已经存在的工具的输出可能会导致更好的解决方案，并且可以节省你很多工作。

Answer 3

我建议你看看这个psutil模块，它是用来在Python中处理系统和进程信息的。

下面是一段简单的代码，可以显示自从你开机以来发送的字节数：

import psutil
iostat = psutil.net_io_counters(pernic=False)
print iostat[0] #upload only

你可以很容易地扩展这段代码，让它在固定的时间间隔内获取这个值，然后比较这两个值，从而计算出在这段时间内发送和接收的字节数。

Answer 4

你可以根据设备的接收字节数（rx_bytes）和发送字节数（tx_bytes）来自己计算速度，并在一段时间内不断获取这些值。

下面是我用Python 3简单拼凑出来的一个解决方案。

#!/usr/bin/python3

import time

def get_bytes(t, iface='wlan0'):
    with open('/sys/class/net/' + iface + '/statistics/' + t + '_bytes', 'r') as f:
        data = f.read();
    return int(data)

if __name__ == '__main__':
    (tx_prev, rx_prev) = (0, 0)

    while(True):
        tx = get_bytes('tx')
        rx = get_bytes('rx')

        if tx_prev > 0:
            tx_speed = tx - tx_prev
            print('TX: ', tx_speed, 'bps')

        if rx_prev > 0:
            rx_speed = rx - rx_prev
            print('RX: ', rx_speed, 'bps')

        time.sleep(1)

        tx_prev = tx
        rx_prev = rx