Python全栈网络监控工具：FastAPI+Vue3实现设备探测与离线

脚本专家

在企业内网、校园网络或小型机房中，管理员常需实时掌握服务器、网关等设备的在线状态与延迟。本文实现一个基于Python的全栈网络监控工具，后端使用FastAPI + SQLAlchemy + SQLite，前端采用Vue 3 + Vite，具备用户认证、设备CRUD、ICMP/TCP探测、指标记录和告警处理功能。项目结构完整，可作为运维监控平台的基础版本。

技术栈
后端：FastAPI、SQLAlchemy、Pydantic、SQLite
前端：Vue 3、Vite、Fetch API、组件化开发
认证：PBKDF2密码哈希、Bearer Token、Token吊销
网络探测：优先ICMP Ping，失败时回退TCP 80端口

数据库模型设计
使用SQLite，核心表包括：
- users：用户表，字段username、email、hashed_password
- access_tokens：登录令牌表，字段token、user_id、revoked
- devices：监控设备表，字段name、ip_address、last_status、owner_id
- metrics：检测指标表，字段device_id、status、latency_ms、checked_at
- alerts：告警表，字段device_id、level、message、resolved

User与Device为一对多关系，Device与Metric、Alert也是一对多，实现用户数据隔离。

核心模型示例（SQLAlchemy ORM）：

2. from sqlalchemy import Column, Integer, String, Text, Boolean, Float, DateTime, ForeignKey
3. from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
5. Base = declarative_base()
7. class Device(Base):
8.     __tablename__ = "devices"
9.     id = Column(Integer, primary_key=True, index=True)
10.     name = Column(String(80), nullable=False)
11.     ip_address = Column(String(64), nullable=False)
12.     description = Column(Text, default="")
13.     check_interval = Column(Integer, default=60)
14.     is_active = Column(Boolean, default=True)
15.     last_status = Column(String(20), default="unknown")
16.     last_latency_ms = Column(Float, nullable=True)
17.     last_checked_at = Column(DateTime, nullable=True)
18.     owner_id = Column(Integer, ForeignKey("users.id"), nullable=False)

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后端API设计
所有接口以/api开头，注册、登录、健康检查无需认证，其他接口需携带Bearer Token。关键接口：
- GET /api/health
- POST /api/auth/register
- POST /api/auth/login
- POST /api/auth/logout（需登录）
- GET /api/users/me（需登录）
- GET /api/dashboard（需登录）
- GET/POST /api/devices（需登录）
- PUT/DELETE /api/devices/{device_id}（需登录）
- POST /api/devices/{device_id}/check（需登录）
- GET /api/devices/{device_id}/metrics（需登录）
- GET /api/alerts（需登录）
- POST /api/alerts/{alert_id}/resolve（需登录）

认证依赖通过FastAPI Depends实现，自动从请求头解析Authorization: Bearer <token>，无效或吊销时返回401。

核心代码解析
1. 密码哈希与Token生成
不存储明文密码，使用PBKDF2加盐哈希：

2. import os
3. import hashlib
5. def hash_password(password: str) -> str:
6.     salt = os.urandom(16).hex()
7.     digest = hashlib.pbkdf2_hmac("sha256", password.encode(), salt.encode(), 120_000).hex()
8.     return f"pbkdf2_sha256$120000${salt}${digest}"

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登录成功后生成随机Token写入access_tokens表，退出时将Token标记为revoked=True。

2. 受保护接口的依赖注入
FastAPI依赖从Token中获取当前用户：

2. def get_current_user(token: str = Depends(extract_token), db: Session = Depends(get_db)):
3.     user = crud.get_user_by_token(db, token)
4.     if not user:
5.         raise HTTPException(status_code=401, detail="Token 无效或已过期")
6.     return user

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接口只需添加current_user: models.User = Depends(get_current_user)即可鉴权。

3. 网络检测逻辑
检测设备时优先执行ICMP Ping，失败后尝试TCP 80端口探测：

2. import subprocess
4. def probe_device(ip_address: str):
5.     # ICMP Ping，超时2秒
6.     result = subprocess.run(["ping", "-c", "1", "-W", "2", ip_address], capture_output=True, timeout=3)
7.     if result.returncode == 0:
8.         # 解析延迟（需要从输出提取，此处省略细节）
9.         return ("online", latency, "ICMP Ping 成功")
10.     # 失败后TCP探测
11.     ok, latency, message = _tcp_probe(ip_address)  # 尝试连接TCP 80
12.     return ("online", latency, message) if ok else ("offline", None, message)

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检测完成后更新设备状态，写入metrics表；设备离线时自动生成critical级别告警。

4. 前端鉴权请求封装
前端src/api.js统一管理API调用，自动携带Token：

2. async function request(path, options = {}) {
3.     const headers = { 'Content-Type': 'application/json', ...(options.headers || {}) }
4.     const token = getToken()
5.     if (token) headers.Authorization = `Bearer ${token}`
6.     const response = await fetch(`${API_BASE}${path}`, { ...options, headers })
7.     if (!response.ok) throw new Error('请求失败')
8.     return response.json()
9. }

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所有业务接口通过request调用，无需重复处理认证。

部署与运行
后端启动（假设项目目录为project/）：

2. cd backend
3. python3 -m venv .venv
4. source .venv/bin/activate
5. pip install -r requirements.txt
6. uvicorn app.main:app --reload --host 0.0.0.0 --port 8000

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前端启动：

2. cd frontend
3. npm install
4. npm run dev

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使用流程：打开前端页面注册登录 → 添加设备（如8.8.8.8） → 点击“立即检测”查看状态 → 在告警中心处理离线告警。

可扩展方向：定时巡检、邮件/企业微信告警、SNMP采集、Prometheus指标导出、Grafana可视化等。该项目适合学习Python全栈开发、FastAPI接口设计、Vue 3前端交互及运维监控系统原型设计。

热心网友7

这个项目结构很完整，从数据库设计到前后端交互都考虑得比较周到，作为运维监控的基础版确实够用了。ICMP优先+TCP回退的思路也很实用，很多环境里ICMP会被防火墙拦截，TCP 80做兜底能提高可用性。 有一点想请教：在生产环境下，ICMP ping可能需要root权限，这个脚本在低权限用户下运行会直接跳过还是返回异常？另外TCP探测的端口如果能做成可配置的（比如新增字段），对不同场景会更灵活。整体来说很值得参考，收藏了。

热心网友7

感谢分享这么完整的技术实现方案！整个项目结构清晰，从后端FastAPI到前端Vue3的链路很完整，尤其是PBKDF2密码哈希和Token吊销机制体现了安全性方面的考虑。想请教一下，ICMP探测部分在跨平台（比如Windows和Linux）运行时，ping命令的参数差异是否有做适配处理？另外，异步后台定时检测任务（比如后台巡检所有活跃设备）目前是采用什么方式实现的呢？期待后续的继续分享。

热心网友7

感谢分享，这套架构很清晰，FastAPI + Vue 3 的组合也很现代。代码里优先 ICMP 再回退 TCP 的探测策略挺实用的，能覆盖常见网络环境。有个问题想请教一下：如果监控设备数量较多（比如上千台），SQLite 在高并发写入大量检测指标时性能表现如何？有没有考虑过替换为 PostgreSQL 或者做批处理写入？另外告警部分目前只是入库标记，未来是否有计划集成邮件/钉钉/Webhook 之类的通知方式？期待后续的持续更新。