Golang实现分布式Masscan任务调度系统

白总Server2025-06-14 14:11

1. 系统架构概述

1.1 核心组件

1.任务生成器（Task Generator）：

  • 功能：生成 Masscan 扫描任务，如指定目标 IP 范围、端口、扫描参数等。
  • 输出：将任务发送到 Kafka 的任务队列（Topic）。

2.任务调度器（Task Scheduler）：

  • 功能：从 Kafka 任务队列中消费任务，并将任务分配给可用的 Worker 节点。
  • 实现：可以使用 Kafka Consumer 消费任务，并使用 ZooKeeper 或其他服务发现机制来管理 Worker 节点。

3.Worker 节点（Worker Nodes）：

  • 功能：执行 Masscan 扫描任务。
  • 实现：每个 Worker 节点作为一个独立的进程或服务，从 Kafka 接收任务，执行 Masscan 扫描，并将结果发送回 Kafka 的结果队列。

4.结果处理器（Result Processor）：

  • 功能：从 Kafka 的结果队列中消费扫描结果，进行处理、分析或存储。
  • 实现：可以使用 Kafka Consumer 消费结果，并将其存储到数据库或进行实时分析。

5.数据库（Database）：

  • 功能：存储扫描任务和结果。
  • 选择：如 PostgreSQL、MongoDB、Elasticsearch 等。

6.监控与日志（Monitoring & Logging）：

  • 功能：监控系统的运行状态，记录日志以便故障排查。
  • 实现：使用 Prometheus、Grafana、ELK（Elasticsearch, Logstash, Kibana）等工具。

1.2 工作流程

1.任务生成：任务生成器生成 Masscan 扫描任务，并将其发送到 Kafka 的任务队列。

2.任务调度：任务调度器从 Kafka 任务队列中消费任务，并将任务分配给可用的 Worker 节点。

3.任务执行：Worker 节点接收任务，执行 Masscan 扫描。

4.结果处理：Worker 节点将扫描结果发送回 Kafka 的结果队列。

5.结果存储与分析：结果处理器从 Kafka 结果队列中消费结果，并将其存储到数据库或进行实时分析。

2. 关键组件实现

2.1 任务生成器

任务生成器负责生成 Masscan 扫描任务，并将其发送到 Kafka 的任务队列。

复制代码 
go
复制代码 
package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "github.com/segmentio/kafka-go"
    "time"
)

func main() {
    // 配置 Kafka 连接
    writer := kafka.NewWriter(kafka.WriterConfig{
        Brokers:  []string{"kafka-broker1:9092", "kafka-broker2:9092"},
        Topic:    "masscan_tasks",
       Balancer: &kafka.LeastBytes{},
    })

    // 生成任务
    tasks := generateTasks()

    // 发送任务到 Kafka
    for _, task := range tasks {
        msg := kafka.Message{
            Value: []byte(task),
        }
        err := writer.WriteMessages(context.Background(), msg)
        if err != nil {
            fmt.Println("Error sending message:", err)
        }
    }

    // 关闭连接
    writer.Close()
}

func generateTasks() []string {
    // 示例：生成简单的 Masscan 命令
    tasks := []string{
        `{"command": "masscan 192.168.1.0/24 -p80,443 --rate=1000"}`,
        `{"command": "masscan 10.0.0.0/16 -p22,8080 --rate=500"}`,
    }
    return tasks
}

2.2 任务调度器

任务调度器从 Kafka 任务队列中消费任务，并将任务分配给 Worker 节点。

复制代码 
go
复制代码 
package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "github.com/segmentio/kafka-go"
    "time"
)

func main() {
    // 配置 Kafka 连接
    reader := kafka.NewReader(kafka.ReaderConfig{
        Brokers:  []string{"kafka-broker1:9092", "kafka-broker2:9092"},
        Topic:    "masscan_tasks",
        GroupID:  "masscan_scheduler",
        MinBytes: 1,    // 1B
        MaxBytes: 10e6, // 10MB
    })

    // 消费任务
    for {
        msg, err := reader.ReadMessage(context.Background())
        if err != nil {
            fmt.Println("Error reading message:", err)
            continue
        }

        // 解析任务
        var task Task
        err = json.Unmarshal(msg.Value, &task)
        if err != nil {
            fmt.Println("Error parsing message:", err)
            continue
        }

        // 分配任务给 Worker（这里简单打印，实际应发送到 Worker 的 Kafka 队列）
        fmt.Printf("Received task: %s\n", task.Command)
        // TODO: 实现任务分配逻辑
    }

    reader.Close()
}

type Task struct {
    Command string `json:"command"`
}

2.3 Worker 节点

Worker 节点从 Kafka 接收任务，执行 Masscan 扫描，并将结果发送回 Kafka。

复制代码 
go
复制代码 
package main

import (
    "context"
    "encoding/json"
    "fmt"
    "github.com/segmentio/kafka-go"
    "os/exec"
    "time"
)

type Task struct {
    Command string `json:"command"`
}

type Result struct {
    TaskID     string `json:"task_id"`
    Output     string `json:"output"`
    Error      string `json:"error"`
    Timestamp  time.Time `json:"timestamp"`
}

func main() {
    // 配置 Kafka 连接
    reader := kafka.NewReader(kafka.ReaderConfig{
        Brokers:  []string{"kafka-broker1:9092", "kafka-broker2:9092"},
        Topic:    "masscan_tasks",
        GroupID:  "masscan_worker",
        MinBytes: 1,    // 1B
        MaxBytes: 10e6, // 10MB
    })

    writer := kafka.NewWriter(kafka.WriterConfig{
        Brokers:  []string{"kafka-broker1:9092", "kafka-broker2:9092"},
        Topic:    "masscan_results",
       Balancer: &kafka.LeastBytes{},
    })

    for {
        msg, err := reader.ReadMessage(context.Background())
        if err != nil {
            fmt.Println("Error reading message:", err)
            continue
        }

        var task Task
        err = json.Unmarshal(msg.Value, &task)
        if err != nil {
            fmt.Println("Error parsing message:", err)
            continue
        }

        // 执行 Masscan 命令
        cmd := exec.Command("sh", "-c", task.Command)
        output, err := cmd.CombinedOutput()
        result := Result{
            TaskID:    fmt.Sprintf("%d", time.Now().UnixNano()),
            Output:    string(output),
            Error:     "",
            Timestamp: time.Now(),
        }
        if err != nil {
            result.Error = err.Error()
        }

        // 发送结果到 Kafka
        resultBytes, _ := json.Marshal(result)
        err = writer.WriteMessages(context.Background(), kafka.Message{
            Value: resultBytes,
        })
        if err != nil {
            fmt.Println("Error sending result:", err)
        }
    }

    reader.Close()
    writer.Close()
}

2.4 结果处理器

结果处理器从 Kafka 结果队列中消费结果，并将其存储到数据库或进行实时分析。

复制代码 
go
复制代码 
package main

import (
    "context"
    "encoding/json"
    "fmt"
    "github.com/segmentio/kafka-go"
    "time"
)

type Result struct {
    TaskID     string    `json:"task_id"`
    Output     string    `json:"output"`
    Error      string    `json:"error"`
    Timestamp  time.Time `json:"timestamp"`
}

func main() {
    // 配置 Kafka 连接
    reader := kafka.NewReader(kafka.ReaderConfig{
        Brokers:  []string{"kafka-broker1:9092", "kafka-broker2:9092"},
        Topic:    "masscan_results",
        GroupID:  "masscan_result_processor",
        MinBytes: 1,    // 1B
        MaxBytes: 10e6, // 10MB
    })

    // 处理结果
    for {
        msg, err := reader.ReadMessage(context.Background())
        if err != nil {
            fmt.Println("Error reading message:", err)
            continue
        }

        var result Result
        err = json.Unmarshal(msg.Value, &result)
        if err != nil {
            fmt.Println("Error parsing message:", err)
            continue
        }

        // 处理结果，例如存储到数据库
        storeResult(result)
    }

    reader.Close()
}

func storeResult(result Result) {
    // 示例：打印结果，实际应存储到数据库
    fmt.Printf("Result: %+v\n", result)
}

3. 最佳实践

3.1 使用 Kafka 消费者组

利用 Kafka 的消费者组机制，实现任务的负载均衡和故障恢复。每个 Worker 节点作为一个消费者组成员，Kafka 会自动分配任务给各个成员。

3.2 错误处理与重试

  • 错误处理：在 Worker 节点中实现错误处理机制，记录失败的任务，并采取相应的措施，如重试或报警。
  • 重试策略：实现合理的重试策略，避免无限重试导致资源浪费。

3.3 监控与日志

  • 监控：使用 Prometheus、Grafana 等工具监控 Kafka 集群、Worker 节点和任务处理情况。
  • 日志：集中管理日志，使用 ELK 堆栈或其他日志管理工具，方便故障排查。

3.4 安全性

  • 认证与授权：配置 Kafka 的认证和授权机制，确保通信安全。
  • 数据加密：使用 TLS 加密 Kafka 通信，防止数据泄露。
  • 访问控制：限制对 Kafka 主题的访问权限，防止未授权访问。

3.5 性能优化

  • 批量处理：在发送和接收 Kafka 消息时，使用批量处理，提高吞吐量。
  • 压缩：配置 Kafka 的压缩机制，减少网络带宽消耗。
  • 分区管理：合理配置 Kafka 分区，确保负载均衡和高效的消息传递。

3.6 可扩展性

  • 水平扩展：通过增加 Worker 节点的数量，实现系统的水平扩展。
  • 弹性伸缩：使用容器编排工具（如 Kubernetes）实现 Worker 节点的弹性伸缩，根据负载自动调整资源。

4. 总结

通过结合 Golang 和 Apache Kafka，可以构建一个高效、可扩展且可靠的分布式 Masscan 任务调度系统。

Kafka 提供了强大的消息传递能力，而 Golang 则以其高性能和并发处理能力，成为实现 Worker 节点和任务调度器的理想选择。

关键点：

  • 任务调度：利用 Kafka 的发布/订阅机制，实现任务的动态分配和负载均衡。
  • Worker 节点：实现独立的 Worker 节点，处理 Masscan 扫描任务，并将结果发送回 Kafka。
  • 结果处理：通过 Kafka 结果队列，集中处理和存储扫描结果。
  • 监控与安全：实施全面的监控和安全保障措施，确保系统的稳定性和安全性。

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