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SysTracer: Linux 系统活动跟踪器

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SysTracer 是长亭所开发的,用于跟踪 Linux 关键活动的监控程序。

得益于 Linux Tracing 技术和内核分析手段,SysTracer 的监控和跟踪是事件驱动且实时的。

使用 SysTracer 监控 Docker Pull+Run 时的网络和文件活动

功能和使用方法

各 CPU 架构下的 SysTracer 的可执行文件(静态编译)可以在 Releases 页面下载,请注意验证文件完整性。

执行 SysTracer 需要 root 权限,但 SysTracer 不会在系统上创建持久化文件或修改系统配置。

网络活动监控

当前 SysTracer 支持基于 IPv4 和 IPv6 的网络连接和网络监听活动的监控。

网络连接监控基于进程通过 connect 系统调用发起远程连接的跟踪,记录了进程用于发起远程连接的主动套接字 FD,远程连接的协议(TCP 或 UDP 等)以及远程服务器的地址。

网络监听监控基于进程通过 listen 系统调用发起网络监听的跟踪,记录了进程用于监听的被动套接字 FD,监听的网络地址以及 Backlog 大小。

通过 ./systracer --connect./systracer --all 可以启用对网络连接的监控,通过 ./systracer --listen./systracer --all 可以启用对网络监听的监控。

文件操作递归监控

当前 SysTracer 支持对文件操作进行递归监控,即用户指定监控目录和所关心的事件集合,SysTracer 输出在监控目录下发生的文件事件。

所谓递归监控是指,不仅监控指定的监控目录下的文件事件,还监控其子目录及所有后代目录的下发生的文件事件。

当前支持的文件操作包括:(文件、目录)创建、(文件、目录)删除、移动或重命名、属性(权限、所有用户、所有组)修改、创建符号连接、创建硬连接。

如果同时指定了具有父子关系的监控目录(如 /usr/usr/lib),则子目录的事件集合将覆盖父级目录的,父级目录下的其他目录不受影响。

通过 ./systracer --watch "<events>=<path>" 可以添加一个监控目录,如 ./systracer --watch "all=/etc"

参数中的 events 指定了监控事件的列表,可以为以下事件的集合,事件之间通过 , 分隔:

  • all:监控所有支持的文件事件。
  • create:监控普通文件的创建,输出创建的文件路径和权限。
  • mkdir:监控目录的创建,输出创建的目录路径和权限。
  • mknod:监控特殊文件(管道、套接字、字符设备、块设备等)的删除,输出创建的文件路径、权限和设备 ID。
  • delete:监控文件的删除,输出删除的文件路径。
  • rmdir:监控目录的删除,输出删除的目录路径。
  • rename:监控文件或目录的移动或重命名,输出重命名前后的文件路径。
  • attrib:监控文件或目录属性(权限、所有用户、所有组)的修改,输出修改的文件路径和属性。
  • symlink:监控符号连接的创建,输出软连接的内容和软连接的路径。
  • link:监控硬连接的创建,输出链接的源路径和目标路径。

譬如 ./systracer --watch "all=/usr" --watch "create,mkdir=/usr/lib" 就同时添加了对 /usr 目录下所有支持的文件事件的递归监控,以及 /usr/lib 目录下文件和目录创建事件的递归监控。

值得注意的是,SysTracer 只会上报已经成功完成的文件操作事件。

工作原理

我们都知道,Linux 内核为用户进程管理了各种可访问的资源,用户进程需要发起系统调用来使用这些资源。不同资源的操作和处理由 Linux 内核中对应的子系统完成。

SysTracer 通过向 Linux 中不同子系统插入 KProbe,当子系统的代码执行到 KProbe 处,便会采集我们设定的信息,并将数据写入 Linux Tracing 的事件环形缓冲中。写入事件循环缓冲的过程是非阻塞且无锁的。

SysTracer 运行 Linux Tracing 事件循环缓冲的消费循环,拉取其中记录的数据并进行处理,即可产生各种类型的事件。

内核的各种原生监控机制(如 netlink connector、inotify、fanotify 等),都是先由各种上层监控程序编写用户态代码和内核态代码,对应的内核态代码作为一个半通用机制合并到 Linux 内核中,供该监控程序本身即其他可能的监控程序使用。

使用内核原生监控机制的缺点在于,过于为原始需求的监控程序“量身定做”了,以致于要获取其采集的信息以外的任何事件信息都困难重重。而使用 Linux Tracing 则可以根据应用程序自己的采集需求定制,不受当前内核监控机制的实现状态所影响。

许可协议

本项目基于 Apache-2.0 协议进行开源和许可。

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SysTracer: Linux 系统活动跟踪器

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