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# NetMon – Netzwerk Monitor
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Vollständiges Netzwerk-Monitoring-System mit Live-Paketmitschnitt, Ausfallserkennung, Geräteverfolgung und FritzBox-Integration. Läuft 24/7 als Docker-Container und speichert alle Daten in einer SQLite-Datenbank. Auswertung über ein Web-Dashboard.
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## Inhaltsverzeichnis
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1. [Schnellstart](#1-schnellstart)
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2. [Architektur](#2-architektur)
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3. [Konfiguration (.env)](#3-konfiguration-env)
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4. [Funktionen](#4-funktionen)
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5. [Web-Dashboard](#5-web-dashboard)
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6. [REST-API](#6-rest-api)
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7. [Datenbank-Schema](#7-datenbank-schema)
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8. [Deployment](#8-deployment)
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9. [Troubleshooting](#9-troubleshooting)
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## 1. Schnellstart
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```bash
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cd /root/netmon
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# 1. Konfiguration anlegen
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cp .env.example .env
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nano .env # mindestens FRITZ_PASSWORD setzen
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# 2. Starten
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docker compose up -d --build
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# 3. Dashboard öffnen
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# http://<server-ip>:5000
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```
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## 2. Architektur
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```
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ main.py (Einstiegspunkt) │
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│ .env laden → DB initialisieren → Threads starten │
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│ → Flask-Webserver starten │
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└────────────────────────┬────────────────────────────────┘
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│
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┌───────────────┼───────────────┐
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│ │ │
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┌────▼─────┐ ┌────▼────┐ ┌────▼────┐
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│ monitor │ │ api │ │database │
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│ 7 Threads│ │ Flask │ │ SQLite │
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└────┬─────┘ └────┬────┘ └─────────┘
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│ │
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│ ┌──────────┴──────────┐
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||
│ │ REST-API-Endpunkte │
|
||
│ │ Statische Dateien │
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│ └─────────────────────┘
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||
│
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┌────┴──────────────────────────────────┐
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||
│ Thread 1 │ Traffic-Loop (60s) │
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│ Thread 2 │ Outage-Loop (5s) │
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│ Thread 3 │ Device-Loop (300s) │
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│ Thread 4 │ Port-Loop (3600s) │
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│ Thread 5 │ FritzBox-Loop (60s) │
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│ Thread 6 │ Cleanup-Loop (24h) │
|
||
│ Thread 7 │ Capture-Loop (dauerhaft)│
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||
└───────────────────────────────────────┘
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||
```
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### Komponenten
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| Datei | Aufgabe |
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|---|---|
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| `src/main.py` | Einstiegspunkt, startet alles |
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| `src/monitor.py` | Alle 7 Monitoring-Threads |
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| `src/database.py` | SQLite-Zugriff, alle DB-Funktionen |
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| `src/fritz.py` | FritzBox TR-064 Client |
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| `src/scanner.py` | ARP-Scan, nmap Port-Scan, Vendor-Lookup |
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| `src/api.py` | Flask REST-API + statische Dateien |
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| `src/web/` | HTML/CSS/JS Frontend |
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### Technologie-Stack
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| Bereich | Technologie |
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|---|---|
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| Backend | Python 3.11, Flask 3.0 |
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| Datenbank | SQLite (WAL-Mode, thread-safe) |
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| Paketmitschnitt | scapy |
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| Port-Scan | python-nmap |
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| Traffic-Messung | psutil |
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| Router-Integration | fritzconnection (TR-064) |
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| Frontend | Bootstrap 5.3 (Dark Theme), Chart.js 4 |
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| Container | Docker, host-network, privileged |
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## 3. Konfiguration (.env)
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Alle Einstellungen erfolgen ausschließlich über die `.env`-Datei im Projektordner.
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### FritzBox
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```env
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FRITZ_HOST=192.168.178.1 # IP der FritzBox (Standard AVM: 192.168.178.1)
|
||
FRITZ_USER= # Benutzername (leer = kein Auth)
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FRITZ_PASSWORD=dein_passwort # Passwort – PFLICHTFELD für FritzBox-Integration
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```
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||
> Ohne `FRITZ_PASSWORD` läuft das System weiter, FritzBox-Daten fehlen aber im Dashboard.
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### Netzwerk
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```env
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MONITOR_INTERFACE=auto # "auto" = primäres Interface, oder z.B. "eth0", "ens18"
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NETWORK_RANGE=auto # "auto" = wird aus Interface berechnet, oder "192.168.1.0/24"
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||
```
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### Monitoring-Intervalle (Sekunden)
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```env
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TRAFFIC_INTERVAL=60 # Bandbreiten-Messung alle 60s
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OUTAGE_CHECK_INTERVAL=5 # Ping-Prüfung alle 5s
|
||
DEVICE_SCAN_INTERVAL=300 # Geräte-Scan alle 5 Minuten
|
||
PORT_SCAN_INTERVAL=3600 # Port-Scan alle 60 Minuten
|
||
FRITZ_POLL_INTERVAL=60 # FritzBox-Abfrage alle 60s
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||
OUTAGE_THRESHOLD=2 # Aufeinanderfolgende Fehlschläge bis Ausfall erkannt wird
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||
```
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||
### Ausfalls-Erkennung
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||
```env
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||
PING_TARGETS=8.8.8.8,1.1.1.1,9.9.9.9 # Kommaseparierte Ping-Ziele
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||
# Gateway wird automatisch hinzugefügt
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```
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||
> Der Default-Gateway wird immer automatisch erkannt und als erstes Ziel hinzugefügt.
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### Paketmitschnitt
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```env
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CAPTURE_ENABLED=true # Mitschnitt ein/aus
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# Protokoll-Filter (true = herausfiltern, false = mitschneiden)
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CAPTURE_FILTER_ICMP=true # Ping/ICMP ausblenden
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CAPTURE_FILTER_ARP=true # ARP ausblenden
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||
CAPTURE_FILTER_ZABBIX=true # Zabbix (Port 10050/10051) ausblenden
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||
CAPTURE_FILTER_RUSTDESK=true # RustDesk (Port 21115-21119) ausblenden
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||
# Eigener BPF-Filter (wird mit AND angehängt)
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||
CAPTURE_FILTER_EXTRA= # z.B.: not port 5353 and not port 1900
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CAPTURE_MAX_ROWS=50000 # Max. Einträge in DB (Rolling Window)
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```
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**BPF-Filter Beispiele für `CAPTURE_FILTER_EXTRA`:**
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```bash
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# mDNS und SSDP rausfiltern
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||
CAPTURE_FILTER_EXTRA=not port 5353 and not port 1900
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||
# Nur lokalen Traffic anzeigen
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||
CAPTURE_FILTER_EXTRA=dst net 192.168.1.0/24
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||
# Bestimmten Host ausblenden
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||
CAPTURE_FILTER_EXTRA=not host 192.168.1.50
|
||
```
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### Datenbank & Web
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||
```env
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||
DB_PATH=/data/netmon.db # Pfad zur SQLite-Datenbank im Container
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WEB_HOST=0.0.0.0 # Bind-Adresse (0.0.0.0 = alle Interfaces)
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||
WEB_PORT=5000 # HTTP-Port
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||
LOG_LEVEL=INFO # DEBUG / INFO / WARNING / ERROR
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```
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## 4. Funktionen
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### Traffic-Messung
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Misst alle 60 Sekunden die Bandbreite auf dem überwachten Interface via `psutil`. Gespeichert werden:
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- Bytes/s (Upload + Download)
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- Paketanzahl
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- Delta-Bytes seit letzter Messung
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Daten werden 35 Tage aufbewahrt und täglich automatisch bereinigt.
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### Ausfalls-Erkennung
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Alle 5 Sekunden werden alle Ping-Ziele **gleichzeitig** (parallel) angepingt:
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- Timeout: 1 Sekunde pro Ping
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- Erst wenn **alle** Ziele nicht antworten, wird ein Ausfall registriert
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||
- Nach `OUTAGE_THRESHOLD` aufeinanderfolgenden Fehlschlägen → Ausfall-Eintrag in DB
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||
- Jeder einzelne Ping-Versuch wird geloggt (auch kurze Blips unter der Ausfall-Schwelle sichtbar)
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||
- Der Default-Gateway wird automatisch zu den Zielen hinzugefügt
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||
**Warum 2-fache Schwelle?** Verhindert Fehlalarme durch einzelne Paketverluste im Netz.
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### Geräte-Erkennung
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Alle 5 Minuten:
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1. **ARP-Scan** des gesamten Netzwerks via scapy → erkennt alle aktiven Geräte
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2. **Fallback auf nmap** wenn scapy nicht verfügbar/keine Rechte
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3. **FritzBox-Abgleich** → Gerätenamen und Verbindungstyp (LAN/WLAN/Gast)
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4. **Reverse-DNS** → Hostname-Auflösung
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5. **MAC-Vendor-Lookup** → Hersteller aus MAC-Präfix (Apple, Samsung, Raspberry Pi, etc.)
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Geräte die nicht mehr gesehen werden, bekommen `is_active=0`.
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### Port-Scan
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Jede Stunde wird für alle aktiven Geräte ein **nmap-Quick-Scan** durchgeführt:
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Gescannte Ports: `21-23, 25, 53, 80, 110, 111, 135, 139, 143, 443, 445, 548, 993, 995, 1080, 1194, 1433, 1883, 2049, 3306, 3389, 4000, 5000, 5432, 5900, 6379, 8080, 8443, 8883, 9100, 27017`
|
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||
Ergebnisse werden pro Gerät gespeichert und im Dashboard angezeigt.
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### FritzBox-Integration
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Alle 60 Sekunden werden via TR-064 API abgefragt:
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- Verbindungsstatus (online/offline)
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- Verbindungszeit (Uptime seit letztem Reconnect)
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- Maximale Up-/Downloadrate (vom Provider)
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- Gesamte übertragene Datenmenge
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- Aktuelle externe IP-Adresse
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- Liste aller bekannten Geräte (Name, IP, MAC, Interface-Typ)
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||
Bei Verbindungsverlust zur FritzBox wird automatisch alle 10 Minuten ein Reconnect versucht.
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### Live-Paketmitschnitt
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Dauerhafter Mitschnitt via scapy auf dem konfigurierten Interface. Gespeichert wird nur **Metadaten** (kein Payload):
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| Feld | Inhalt |
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|---|---|
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| Zeitstempel | Millisekunden-Präzision |
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| Quelle | IP:Port |
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| Ziel | IP:Port |
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| Protokoll | TCP/UDP/DNS/HTTP/HTTPS/SSH/SMB/... |
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| Länge | Bytes |
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| Flags | TCP-Flags (SYN/ACK/FIN/RST/PSH) |
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| Info | Lesbare Zusammenfassung |
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Erkannte Protokolle: `TCP, UDP, HTTP, HTTPS, SSH, FTP, SMTP, DNS, DHCP, NTP, mDNS, SSDP, SMB, RDP, VNC, MySQL, PostgreSQL, Redis, MongoDB, MQTT, AFP`
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||
Rolling Window: Älteste Einträge werden gelöscht wenn `CAPTURE_MAX_ROWS` erreicht.
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## 5. Web-Dashboard
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Erreichbar unter `http://<server-ip>:5000`
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### Tab: Dashboard
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- **Status-Badge** (Navbar): Internet Online/Offline + aktuelle Geschwindigkeit
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- **Stat-Karten**: Internet-Status · Aktive Geräte · Ausfälle heute · Ausfallzeit heute
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||
- **Traffic-Chart**: Zeitreihe Upload/Download in kbps (Zeitbereiche: 1h / 6h / 24h / 7d / 30d)
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||
- **Letzte Ausfälle**: Tabelle der 10 letzten Ausfälle mit Dauer
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### Tab: Geräte
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||
- Vollständige Geräteliste mit Status, IP, MAC, Hersteller, Verbindungstyp
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- Suchfeld (filtert nach Name, IP, MAC, Hersteller)
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||
- Toggle für inaktive Geräte
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||
- **Port-Modal**: Klick auf Port-Anzahl → alle offenen Ports mit Service-Name
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||
### Tab: Ausfälle
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||
- **Ping-Statistik** pro Ziel: Checks · Erfolgsrate · Ausfallrate · Latenz (Ø/Min/Max)
|
||
- Zeitbereich wählbar (1h / 6h / 24h / 7d)
|
||
- **Ausfall-Protokoll**: Komplette History mit Start, Ende, Dauer, Status
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||
### Tab: FritzBox
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||
|
||
- Verbindungsstatus · Externe IP · Max. Download/Upload · Verbindungszeit
|
||
- Gesamter Datenverbrauch (seit letztem Router-Reset)
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||
- **Verbindungsverlauf** (letzte 24h) als Chart
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||
### Tab: Mitschnitt
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||
|
||
- **Live-Paketliste** (aktualisiert alle 2 Sekunden)
|
||
- Protokoll-Farben (wie Wireshark):
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- Blau = TCP · Grün = HTTP/HTTPS/SSH · Lila = UDP · Orange = DNS/DHCP · Rot = SMB/RDP
|
||
- Filterfeld: Echtzeit-Filter nach IP, Port, Protokoll
|
||
- Anzeige-Limit wählbar (100 / 200 / 500 / 1000 Pakete)
|
||
- Live/Pause-Toggle
|
||
- Auto-Scroll (optional)
|
||
|
||
---
|
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||
## 6. REST-API
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||
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||
Basis-URL: `http://<server-ip>:5000/api`
|
||
|
||
### GET /api/status
|
||
|
||
Aktueller Gesamtstatus.
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"internet_up": true,
|
||
"bps_up": 125000,
|
||
"bps_down": 890000,
|
||
"active_devices": 12,
|
||
"total_devices": 18,
|
||
"outages_today": 2,
|
||
"total_outage_seconds_today": 37,
|
||
"current_outage_since": null,
|
||
"fritz": {
|
||
"available": true,
|
||
"is_connected": 1,
|
||
"external_ip": "93.x.x.x",
|
||
"uptime_s": 86400,
|
||
"max_up_bps": 10000000,
|
||
"max_down_bps": 50000000
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### GET /api/traffic?range=1h
|
||
|
||
Traffic-Zeitreihe. `range`: `1h` | `6h` | `24h` | `7d` | `30d`
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"labels": ["12:00", "12:01", "12:02"],
|
||
"upload": [12.5, 8.3, 45.1],
|
||
"download": [89.2, 102.4, 78.9]
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### GET /api/outages?limit=100&since=1700000000
|
||
|
||
Ausfall-History.
|
||
|
||
```json
|
||
[
|
||
{
|
||
"id": 42,
|
||
"start_ts": 1700012345,
|
||
"end_ts": 1700012382,
|
||
"duration_s": 37,
|
||
"duration_human": "37s",
|
||
"start_human": "15.11.2024 09:12:25",
|
||
"end_human": "15.11.2024 09:13:02"
|
||
}
|
||
]
|
||
```
|
||
|
||
### GET /api/devices
|
||
|
||
Alle Geräte.
|
||
|
||
```json
|
||
[
|
||
{
|
||
"id": 1,
|
||
"mac": "aa:bb:cc:dd:ee:ff",
|
||
"ip": "192.168.1.42",
|
||
"name": "Mein Laptop",
|
||
"hostname": "laptop.local",
|
||
"fritz_name": "Mein Laptop",
|
||
"vendor": "Apple",
|
||
"iface_type": "802.11 ax",
|
||
"is_active": true,
|
||
"first_seen": 1700000000,
|
||
"last_seen": 1700012345,
|
||
"last_seen_human": "15.11.2024 09:12:25",
|
||
"port_count": 3
|
||
}
|
||
]
|
||
```
|
||
|
||
### GET /api/devices/\<id\>/ports
|
||
|
||
Offene Ports eines Geräts.
|
||
|
||
```json
|
||
[
|
||
{"port": 22, "protocol": "tcp", "service": "ssh", "state": "open"},
|
||
{"port": 80, "protocol": "tcp", "service": "http", "state": "open"},
|
||
{"port": 443, "protocol": "tcp", "service": "https", "state": "open"}
|
||
]
|
||
```
|
||
|
||
### GET /api/packets?since=\<unix_ts\>&limit=200&filter=\<text\>
|
||
|
||
Live-Paketmitschnitt. `since` = UNIX-Timestamp (float), nur neuere Pakete werden zurückgegeben.
|
||
|
||
```json
|
||
[
|
||
{
|
||
"ts": 1700012345.123,
|
||
"iface": "ens18",
|
||
"src_ip": "192.168.1.42",
|
||
"dst_ip": "1.1.1.1",
|
||
"src_port": 54321,
|
||
"dst_port": 443,
|
||
"protocol": "HTTPS",
|
||
"length": 128,
|
||
"flags": "SYN",
|
||
"info": "54321→443 [SYN] Seq=0"
|
||
}
|
||
]
|
||
```
|
||
|
||
### GET /api/ping_log?minutes=60
|
||
|
||
Ping-Log der letzten N Minuten + Statistik pro Ziel.
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"log": [
|
||
{"ts": 1700012345, "target": "8.8.8.8", "success": 1, "latency_ms": 12.4}
|
||
],
|
||
"stats": [
|
||
{
|
||
"target": "8.8.8.8",
|
||
"total": 720,
|
||
"ok": 718,
|
||
"avg_ms": 14.2,
|
||
"min_ms": 9.1,
|
||
"max_ms": 89.3
|
||
}
|
||
]
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### GET /api/fritz?hours=24
|
||
|
||
FritzBox-Status und Verbindungsverlauf.
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
"latest": {
|
||
"ts": 1700012345,
|
||
"is_connected": 1,
|
||
"uptime_s": 86400,
|
||
"max_up_bps": 10000000,
|
||
"max_down_bps": 50000000,
|
||
"total_bytes_sent": 15000000000,
|
||
"total_bytes_recv": 120000000000,
|
||
"external_ip": "93.x.x.x"
|
||
},
|
||
"history": [
|
||
{"bucket": 1700010000, "connected": 1.0}
|
||
]
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 7. Datenbank-Schema
|
||
|
||
SQLite-Datenbank unter `./data/netmon.db` (im Container: `/data/netmon.db`).
|
||
|
||
```sql
|
||
-- Bandbreiten-Messungen (alle 60s)
|
||
traffic (id, ts, iface, bytes_sent, bytes_recv, pkts_sent, pkts_recv, bps_sent, bps_recv)
|
||
|
||
-- Internetausfälle
|
||
outages (id, start_ts, end_ts, duration_s)
|
||
|
||
-- Jeder einzelne Ping-Versuch
|
||
ping_log (id, ts, target, success, latency_ms)
|
||
|
||
-- Paketmitschnitt-Metadaten (Rolling Window)
|
||
packets (id, ts, iface, src_ip, dst_ip, src_port, dst_port, protocol, length, flags, info)
|
||
|
||
-- Erkannte Geräte
|
||
devices (id, mac, ip, hostname, vendor, fritz_name, iface_type, first_seen, last_seen, is_active)
|
||
|
||
-- Offene Ports pro Gerät
|
||
ports (id, device_id→devices, port, protocol, service, state, ts)
|
||
|
||
-- FritzBox-Verbindungsdaten (alle 60s)
|
||
fritz_stats (id, ts, is_connected, uptime_s, max_up_bps, max_down_bps, total_bytes_sent, total_bytes_recv, external_ip)
|
||
```
|
||
|
||
Alle Zeitstempel sind UNIX-Timestamps (Integer). Die `packets`-Tabelle verwendet `REAL` für Millisekunden-Präzision.
|
||
|
||
**Datenhaltung:**
|
||
- Traffic, Ping-Log, FritzBox-Stats: automatisch nach **35 Tagen** gelöscht
|
||
- Pakete: Rolling Window, maximal `CAPTURE_MAX_ROWS` Einträge
|
||
|
||
---
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## 8. Deployment
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### Voraussetzungen
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- Docker + Docker Compose
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- Linux-Host (für raw sockets / packet capture)
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- Root-Rechte (für ARP-Scan, nmap, scapy)
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### Docker Compose (empfohlen)
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```yaml
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# docker-compose.yml
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services:
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netmon:
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build: .
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container_name: netmon
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restart: unless-stopped
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network_mode: host # Pflicht für echte Interface-Daten
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privileged: true # Pflicht für scapy/nmap raw sockets
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env_file: .env
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volumes:
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- ./data:/data # DB persistent auf dem Host
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```
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```bash
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# Starten
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docker compose up -d --build
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# Logs anschauen
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docker logs netmon -f
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# Neu deployen nach .env-Änderung
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docker compose restart
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# Neu bauen nach Code-Änderung
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docker compose up -d --build
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# Stoppen
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docker compose down
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```
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### Ohne Docker (direkt auf dem Host)
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```bash
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cd /root/netmon
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cp .env.example .env && nano .env
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sudo ./start.sh # sudo wegen raw sockets
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```
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### Daten sichern
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```bash
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# Datenbank sichern
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cp ./data/netmon.db ./data/netmon_backup_$(date +%Y%m%d).db
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```
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### Auf anderem System deployen
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```bash
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# Projekt kopieren
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scp -r /root/netmon user@neuer-server:/opt/netmon
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# Auf neuem Server
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cd /opt/netmon
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cp .env.example .env
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nano .env # IP/Passwort anpassen
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docker compose up -d --build
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```
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## 9. Troubleshooting
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### Dashboard zeigt keine Daten
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```bash
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docker logs netmon --tail=50
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```
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Häufige Ursachen:
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- **FritzBox nicht erreichbar**: `FRITZ_HOST` prüfen, Passwort prüfen
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- **Falsches Interface**: `MONITOR_INTERFACE=auto` oder manuell setzen (z.B. `eth0`)
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### Paketmitschnitt leer
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```bash
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# Interface prüfen
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docker exec netmon python3 -c "import scapy.all as s; print(s.get_if_list())"
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# Privileged-Mode aktiv?
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docker inspect netmon | grep Privileged
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```
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Muss `true` sein. Falls nicht: `docker compose down && docker compose up -d`.
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### Geräte werden nicht gefunden
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- `NETWORK_RANGE` manuell auf das lokale Subnetz setzen: z.B. `192.168.1.0/24`
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- Container muss mit `network_mode: host` laufen
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### Kurze Ausfälle werden nicht erkannt
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- `OUTAGE_CHECK_INTERVAL` verringern (z.B. auf `5`)
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- `OUTAGE_THRESHOLD=1` setzen (sofort beim ersten Fehlschlag)
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- Ping-Log unter **Ausfälle → Ping-Statistik** zeigt jeden einzelnen Check
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### DB wächst zu schnell
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```bash
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# Aktuelle Größe
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du -sh ./data/netmon.db
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# Weniger Pakete cachen
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# In .env: CAPTURE_MAX_ROWS=10000
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# Daten-Retention verkürzen (in database.py cleanup_old_data aufrufen mit weniger Tagen)
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```
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### Port 5000 bereits belegt
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```env
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# In .env
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WEB_PORT=8080
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```
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*NetMon – gebaut für 24/7-Betrieb auf Linux mit Docker.*
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