内网实时监控中的Node.js滑动窗口语言算法及实践

const os = require('os');
/**
 * 滑动窗口流量监控类
 * @param {number} windowSize - 窗口长度（毫秒）
 * @param {number} slideStep - 滑动步长（毫秒）
 * @param {number} alertThreshold - 告警阈值（字节/秒）
 */
class SlidingWindowTrafficMonitor {
  constructor(windowSize = 5000, slideStep = 1000, alertThreshold = 1024 * 1024) {
    this.windowSize = windowSize; // 窗口长度5秒
    this.slideStep = slideStep; // 滑动步长1秒
    this.alertThreshold = alertThreshold; // 告警阈值1MB/s
    this.windowData = []; // 存储窗口内的流量数据（每步长的流量值）
    this.lastTraffic = this.getNetworkTraffic(); // 上一时刻流量值
    this.timer = null; // 滑动定时器
  }
  /**
   * 采集指定网卡的下行流量（默认取第一个非回环网卡）
   * @returns {number} 下行流量总字节数
   */
  getNetworkTraffic() {
    const interfaces = os.networkInterfaces();
    for (const iface in interfaces) {
      // 排除回环网卡和虚拟网卡
      if (iface.includes('lo') || iface.includes('VMware')) continue;
      const stats = interfaces[iface].find(item => item.family === 'IPv4');
      if (stats) {
        const netStats = os.networkInterfaces()[iface];
        // 取下行流量（实际场景需根据系统调整字段）
        return os.networkInterfaces()[iface][0].rx_bytes || 0;
      }
    }
    return 0;
  }
  /**
   * 计算当前窗口内的平均流量
   * @returns {number} 平均流量（字节/秒）
   */
  calculateWindowAvg() {
    if (this.windowData.length === 0) return 0;
    const totalTraffic = this.windowData.reduce((sum, item) => sum + item, 0);
    return totalTraffic / (this.windowSize / 1000);
  }
  /**
   * 窗口滑动逻辑：移除过期数据，添加新数据
   */
  slideWindow() {
    // 采集当前流量，计算步长内的流量增量
    const currentTraffic = this.getNetworkTraffic();
    const trafficIncrement = currentTraffic - this.lastTraffic;
    this.lastTraffic = currentTraffic;
    // 添加新数据到窗口
    this.windowData.push(trafficIncrement);
    // 移除过期数据（窗口长度/滑动步长 = 窗口内数据条数）
    const maxDataCount = this.windowSize / this.slideStep;
    if (this.windowData.length > maxDataCount) {
      this.windowData.shift();
    }
    // 计算平均流量并判断是否告警
    const avgTraffic = this.calculateWindowAvg();
    console.log(`当前窗口平均下行流量：${(avgTraffic / 1024).toFixed(2)} KB/s`);
    if (avgTraffic > this.alertThreshold) {
      console.error(`告警：流量超出阈值！当前平均流量：${(avgTraffic / (1024 * 1024)).toFixed(2)} MB/s`);
    }
  }
  /**
   * 启动监控
   */
  start() {
    console.log(`滑动窗口流量监控启动，窗口长度：${this.windowSize}ms，告警阈值：${this.alertThreshold / (1024 * 1024)}MB/s`);
    this.timer = setInterval(() => this.slideWindow(), this.slideStep);
  }
  /**
   * 停止监控
   */
  stop() {
    clearInterval(this.timer);
    console.log('流量监控已停止');
  }
}
// 例程执行
const monitor = new SlidingWindowTrafficMonitor(5000, 1000, 1024 * 1024);
monitor.start();
// 1分钟后自动停止（仅用于例程演示）
setTimeout(() => {
  monitor.stop();
}, 60000);