WeakNet AI Diagnostics

项目简介

WeakNet AI Diagnostics 是一个面向 Linux 环境的网络诊断与弱网监控系统，核心链路由 C++、DBus 和 Linux 网络监控模块组成，并提供实验性日志分析工具用于辅助排查网络异常。

当前仓库标识为 WeakNet-AI-Diagnostics，整理为首次公开发布版本。项目重点保留已经完成部署验证的服务端、客户端、DBus 通信、网卡检测、健康检查和 Ping 功能。

功能特性

• Linux 网络接口检测
• 当前默认上网网卡识别
• RTT 延迟监控
• TCP 丢包率监控
• 网络质量评分
• 网络状态事件管理
• DBus 服务端接口
• C/C++ 客户端动态库
• test-client 命令行测试工具
• eBPF 流量分析模块，该模块依赖内核权限、BTF、libbpf 和实际运行环境

系统架构

• server/：DBus 服务端和网络监控核心逻辑，包括网卡检测、RTT、TCP 丢包率、Ping、事件管理、质量评分和 eBPF 流量分析。
• client/：客户端动态库、C/C++ 调用接口和 test-client 测试程序。
• logs/：运行日志目录和日志配置。
• docs/：部署、验证和功能说明文档。
• optional/experimental/：实验性分析工具，不属于核心运行链路。

架构图

1. 整体架构图

flowchart TD
    A["client/test-client"] --> B["client/libweaknet.so"]
    B --> C["DBus Session Bus"]
    C --> D["server/weaknet-dbus-server"]
    D --> E["WeakNetMgr"]

    E --> F["Interface Monitor"]
    E --> G["RTT Monitor"]
    E --> H["TCP Loss Monitor"]
    E --> I["Traffic Analyzer<br/>(eBPF optional)"]

    F --> J["NetworkQualityAssessor"]
    G --> J
    H --> J
    I --> J

    J --> K["EventManager"]
    K --> L["logs/server"]

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客户端通过 libweaknet.so 封装 DBus 调用，与服务端 weaknet-dbus-server 通信。服务端内部由 WeakNetMgr 统一协调各监控模块，并将状态变化交由 EventManager 处理和记录。

2. 服务端模块关系图

flowchart LR
    A["DBusService"] --> B["WeakNetMgr"]

    B --> C["InterfaceCollector"]
    B --> D["UsingIfaceUpdater"]
    B --> E["RttMonitor"]
    B --> F["RssiMonitor"]
    B --> G["TcpLossMonitor"]
    B --> H["TrafficAnalyzer"]

    C --> I["NetworkQualityAssessor"]
    D --> I
    E --> I
    F --> I
    G --> I
    H --> I

    I --> J["EventManager"]
    J --> K["Logger"]

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服务端以 WeakNetMgr 为核心协调模块，统一维护网络接口状态、监控结果和统计信息。DBusService 提供对外调用入口，NetworkQualityAssessor 负责根据监控结果生成综合网络质量判断。

3. 运行调用流程图

sequenceDiagram
    participant Client as test-client
    participant Lib as libweaknet.so
    participant Bus as DBus Session Bus
    participant Server as weaknet-dbus-server
    participant Mgr as WeakNetMgr
    participant Mon as RTT/TCP/Interface Monitors
    participant Event as EventManager

    Server->>Bus: initialize DBus
    Server->>Bus: register service/object path
    Server->>Mon: start monitor threads

    Client->>Lib: get / health / ping
    Lib->>Bus: send DBus request
    Bus->>Server: dispatch method call
    Server->>Mgr: query current state
    Mgr->>Mon: collect latest metrics
    Mon-->>Mgr: RTT / TCP loss / interface status
    Mgr-->>Server: aggregated result
    Server->>Event: emit event if state changed
    Server-->>Bus: reply
    Bus-->>Lib: response
    Lib-->>Client: formatted output

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项目运行时，服务端首先初始化 DBus 并启动多个后台监控线程。客户端通过 libweaknet.so 调用 DBus 方法，服务端再通过 WeakNetMgr 汇总实时状态并将结果返回。

目录结构

.
├── Makefile
├── config.mk
├── install.sh
├── README.md
├── client/
│   ├── README_CLIENT.md
│   ├── README_LIBRARY.md
│   ├── bin/                    # generated after build
│   ├── lib/                    # generated after build
│   ├── client.cpp
│   ├── test_client.cpp
│   ├── test_network_quality.cpp
│   ├── example_usage.cpp
│   ├── ping_example.cpp
│   └── weaknet_client.h
├── docs/
│   ├── events.md
│   ├── path-portability.md
│   ├── ping-feature.md
│   ├── project-notes.md
│   └── test-client-validation.md
├── logs/
│   ├── config/
│   └── server/
├── optional/
│   └── experimental/
│       └── log-analysis-tools/
└── server/
    ├── Makefile
    ├── bin/                    # generated after build
    ├── build/                  # generated after build
    ├── include/
    ├── src/
    └── vmlinux.h               # generated from kernel BTF

运行环境

已验证环境：

• Alibaba Cloud Linux 3.2104 U11
• Kernel: 5.10.134-18.al8.x86_64
• Network interface: eth0
• gcc / g++
• clang / llvm
• dbus
• glog
• libbpf
• bpftool

编译依赖

Alibaba Cloud Linux / RHEL 系环境可使用 dnf 安装依赖：

dnf groupinstall -y "Development Tools"
dnf install -y gcc gcc-c++ make cmake clang llvm pkgconf pkgconf-pkg-config pkgconfig dbus dbus-devel dbus-x11 glog glog-devel elfutils-libelf elfutils-libelf-devel zlib zlib-devel libcap libcap-devel kernel-headers kernel-devel libbpf libbpf-devel bpftool

编译步骤

1. 生成 server/vmlinux.h：

bpftool btf dump file /sys/kernel/btf/vmlinux format c > server/vmlinux.h

2. 清理旧构建产物：

make clean

3. 编译服务端、客户端动态库和测试工具：

make all

编译完成后主要产物包括：

• server/bin/weaknet-dbus-server
• server/build/flow_rate.bpf.o
• client/lib/libweaknet.so
• client/bin/test-client

部署验证

当前验证流程使用 DBus Session Bus，适合本地部署验证和开发调试：

dbus-run-session -- bash

cd <project-root>

./server/bin/weaknet-dbus-server > weaknet-server.log 2>&1 &
SERVER_PID=$!

sleep 5

LD_LIBRARY_PATH=./client/lib:$LD_LIBRARY_PATH ./client/bin/test-client get
LD_LIBRARY_PATH=./client/lib:$LD_LIBRARY_PATH ./client/bin/test-client health
LD_LIBRARY_PATH=./client/lib:$LD_LIBRARY_PATH ./client/bin/test-client ping 223.5.5.5

验证结束后可停止服务端：

kill "$SERVER_PID"

已验证结果

• get 返回：eth0
• health 返回：包含 interface、quality_score、rtt_ms、tcp_loss_rate、traffic_bps 等字段的 JSON
• ping 返回：PING 223.5.5.5 via eth0: 约 5ms

已知限制

• 当前默认使用 DBus Session Bus，适合部署验证和开发调试；生产环境建议改为 System Bus 或增加 systemd 管理。
• 阿里云 ECS 没有 Wi-Fi，RSSI 字段可能显示默认值，不影响有线网卡场景下的基础诊断。
• eBPF 流量分析模块依赖内核权限、BTF、libbpf 和运行时安全策略，在部分云服务器环境可能进入 degraded mode。
• 当前项目验证重点是服务端、客户端、DBus 通信、网卡检测、健康检查和 Ping 功能。