基于TCP/IP的網絡管理包含3個組成部分:
1) 一個管理信息庫MIB(Management Information Base)。管理信息庫包含所有代理進程的所有可被查詢和修改的參數。RFC 1213[McCloghrie and Rose 1991]定義了第二版的MIB,叫做MIB-II。
2) 關于MIB的一套公用的結構和表示符號。叫做管理信息結構SMI(Structure of Management Information)。這個在RFC 1155 [Rose and McCloghrie 1990] 中定義。例如:SMI定義計數器是一個非負整數,它的計數范圍是 0~4294967295,當達到最大值時,又從0開始計數。
3) 管理進程和代理進程之間的通信協議,叫做簡單網絡管理協議SNMP(Simple Network Management Protocol)。在RFC 1157 [Case et al. 1990]中定義。SNMP包括數據報交換的格式等。盡管可以在傳輸層采用各種各樣的協議,但是在SNMP中,用得最多的協議還是UDP。
一、SNMP協議概述
簡單網絡管理協議(SNMP:Simple Network Management Protocol)是由互聯網工程任務組(IETF:Internet Engineering Task Force )定義的一套網絡管理協議。該協議基于簡單網關監視協議(SGMP:Simple Gateway Monitor Protocol)。利用SNMP,一個管理工作站可以遠程管理所有支持這種協議的網絡設備,包括監視網絡狀態、修改網絡設備配置、接收網絡事件警告等。 雖然SNMP開始是面向基于IP的網絡管理,但作為一個工業標準也被成功用于電話網絡管理。
二、SNMP的發展史
SNMP經過了一個相對較長的發展過程,到目前為止一共經歷了三個版本。當下使用最廣泛是SNMPv2。
1989年發布了第一個版本的SNMP,稱為SNMPv1。
1991年發布SNMP的一個補充---RMON(Remote Network Monitoring,遠程網絡監視)。RMON擴充了SNMP的功能,包括對LAN的管理以及對依附于這些網絡設備的管理。注:RMON沒有修改和增加SNMP協議本身以及SMI,只是增加了SNMP監視子網的能力,把整個子網當成一個個體來監視,提供了新的MIB庫及相關的MIB行為。
1993年SNMPv1的升級版被提出,SNMPv2。
1995年SNMPv2正式發布,v2增加了SNMPv1的功能,并規定了如何在基于OSI的網絡中使用SNMP。同時RMON于本年度擴展為RMONv2
? ?1998年SNMPv3發布,一系列文檔定義了SNMP的安全性,并定義了將來改進的總體結構。SNMPv3可以和v2、v1一起使用。
三、SNMP的工作原理
SNMP采用特殊的客戶機/服務器模式,即代理/管理站模型。對網絡的管理與維護是通過管理工作站與SNMP代理間的交互工作完成的。每個SNMP從代理負責回答SNMP管理工作站(主代理)關于MIB定義信息的各種查詢。
SNMP的應用場景如圖1所示:
管理站和代理端使用MIB進行接口統一,MIB定義了設備中的被管理對象。管理站和代理都實現相應的MIB對象,使得雙方可以識別對方的數據,實現通信。管理站向代理請求MIB中定義的數據,代理端識別后,將管理設備提供的相關狀態或參數等數據轉換成MIB定義的格式,最后將該信息返回給管理站,完成一次管理操作。
四、SNMP的報文類型
SNMP中定義了五種消息類型:Get-Request、Get-Response、Get-Next-Request、Set-Request和Trap 。
(1)Get-Request 、Get-Next-Request與Get-Response
SNMP 管理站用Get-Request消息從擁有SNMP代理的網絡設備中檢索信息,而SNMP代理則用Get-Response消息響應。Get-Next- Request用于和Get-Request組合起來查詢特定的表對象中的列元素。
(2)Set-Request
SNMP管理站用Set-Request 可以對網絡設備進行遠程配置(包括設備名、設備屬性、刪除設備或使某一個設備屬性有效/無效等)。
(3)Trap
SNMP代理使用Trap向SNMP管理站發送非請求消息,一般用于描述某一事件的發生,如接口UP/DOWN,IP地址更改等。
上面五種消息中Get-Request、Get-Next-Request和Set-Request是由管理站發送到代理側的161端口的;后面兩種Get-Response和Trap 是由代理進程發給管理進程的,其中Trap消息被發送到管理進程的162端口,所有數據都是走UDP封裝。SNMP工作流程如圖2:
五、SNMP的報文格式
SNMP代理和管理站通過SNMP協議中的標準消息進行通信,每個消息都是一個單獨的數據報。SNMP使用UDP(用戶數據報協議)作為第四層協議(傳輸協議),進行無連接操作。SNMP消息報文包含兩個部分:SNMP報頭和協議數據單元PDU。
在實際網絡傳輸環境下,SNMP報文的長度取決于其所采用的編碼方式。SNMP統一采用BER(Basic Encoding Rule)的編碼規則,同時在正式SNMP規范中使用的是ASN.1語法,Abastract Syntax Notation v1,即抽象語法描述語言。這兩個概念在后面實踐環節再做進一步介紹,這里只要稍微了解一下即可,不妨礙我們對協議本身的分析。這里我們簡單解釋一下BER編碼規則:
BER作為ANS.1的基本編碼規則,描述具體的ANS.1對象如何編碼為比特流在網絡上進行傳輸。BER編碼規則由三部分組成:
SNMP中定義了幾種基本的數據類型,其中v1和v2版有些改動,具體參見相應的RFC文檔。這里我們只介紹幾種最常見的類型:
l INTEGER:一個整數
l OCTER STRING: 0或多個8bit字節,每個字節在0~255之間取值
l DisplayString:0或多個8bit字節,每個字節必須是ASCII碼。在MIB-II中,所有該類型變量不能超過255個字符(0個字符可以)
l NULL:代表相關的變量沒有值
l IpAddress:4字節長的OCTER STRING,以網絡字節序表示IP地址
l PhyAddress:6字節長的OCTER STRING,代表物理地址
l Counter:非負整數,可以從0遞增到232-1()。達到最大值后歸0
l TimeTicks:時間計數器,以0.01秒為單位遞增,不同的變量可以有不同的遞增幅度。所以在定義這種類型的變量時需要制定遞增幅度
l SEQUENCE:與C語言中的結構體類似
l SEQUENCE OF:一個向量,參見后面ANS.1語法詳細介紹章節
SNMP報文在傳輸層是封裝在UDP報文中的,而UDP又是基于IP網絡的,因此,我們可以得到完整的報文描述結構,如下圖所示:
PDU類型其實包含兩個字節,第一個字節表示真實的PDU的類型;第二個字節表示后面報文所占的字節總數。針對SNMPv1,這個字段取值如下:
表1 PDU類型
PDU類型 名稱代理進程對自己初始化
1warmStart一個接口已從工作狀態變為故障狀態(報文中的第一個變量標識此接口)
3linkUp從SNMP管理進程收到無效共同體的報文
5egpNeighborLoss地址)
6enterpriseSpecific《span times=“” new=“” roman“;=”“ mso-hansi-font-family:”times=“” roman“;mso-bidi-font-family:”times=“” mso-font-kerning:0pt“=”“ style=”word-wrap: break-word; font-size: 9pt; font-family: 宋體;“》在這個特定的代碼段中查找trap信息
通過wireshark抓包工具,捕獲一條如下的SNMP報文,接下來對其進行仔細分析。
其余部分都為SNMP報文,接下來我們對照前面的報文結構體來逐個分析一下。
SNMPv2 Trap報文
SNMPv2的Trap報文格式如圖8所示:
同樣的,這里除了trap類型和報文長度是標準網絡字節序之外,其余協議字段也均為BER編碼方式。可以看到v2版的trap報文正在向統一的報文格式發展,已經非常類似普通的SNMP請求、響應報文了。
SNMPv2原始報文內容:
余下部分全為SNMP報文內容,這里我們做一下簡單的約定:
xx 標注類型;xx 標注長度;xx 標注真正的數據。
這樣一來上面這串原始數據就好分析多了J
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