深入浅出Zabbix 3.0 -- 第十三章 监控网络设备

第十三章 监控网络设备

13.1 SNMP简介

13.1.1 SNMP 概述

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SNMP发展至今以成为应用最广的网络管理协议，目前应用的版本主要有SNMP v1、SNMP v2c和SNMP v3。各版本之间主要的差异表现在信息的定义、通信协议的操作和安全机制上，同时也出现了SNMP应用的两个扩展远程网络监控RMON（Remote Network Monitoring）和RMON2。

从物理层的角度看，使用SNMP对网络进行管理应该包含：网络管理站（NMS）、代理（Agent）、代理服务器（proxy）。NMS能够发生命令，接收通知信息，在网络管理中至少要有一个NMS。Agent能够响应管理节点的请求，也能够主动产生通知信息，在网络管理中可以有一个或多个。Proxy在不同网络间或不同版本间转发SNMP请求和通知信息。

从协议层的角度看，SNMP包含：SMI（Structure of Management Information，管理信息结构）和MIB（Management InformationBase，管理信息库）。SMI是ASN.1（Abstract SyntaxNotation one，抽象语法标记）的一个子集，SMI规定了SNMP中可使用ASN.1中的元素、自定义的数据类型和宏等，由这些元素、数据类型、宏及其他相关的语法可定义SNMP中的MIB。MIB是Agent中可被管理对象的抽象描述。在SNMP中，MIB是以树形结构组织进行查看的，树中的每个节点称为OID（Object identifier，对象标识），以类似于网址域名的方式组织，以证书表示各个节点，如 1.3.6.4。

SNMP是属于TCP/IP协议栈的应用层协议，类似于HTTP、FTP协议。只是SNMP传输层使用的是UDP协议。

在SNMP v1中，提供了一种从NMS到Agent的简单的认证模式----Community，NMS向Agent发送请求时需要提供Community字符串，Agent收到字符串后需检查是否和本地的一致。因使用明文传递Community，具有明显的安全隐患。

在1996年IETF发布了SNMP v2c（Community-BasedSNMP v2），该版本在v1的基础上定义了管理站之间的通信，所有支持分布式网络管理，但是在安全机制方面还是和v1的一样。

在1998年IETF发布了SNMP v3，在SNMP v2的基础上扩展了安全性（基于用户的安全模型及视图的访问控制模型）和管理机制。在安全性上，v3版本在协议报文中加入了安全性参数，允许对报文进行加密传输和强制性验证，是一种安全的协议。SNMP v3中使用模块化的思想定义了协议中的各个组成模块，完善了协议的体系结构，最重要的是和SNMP v1和SNMP v2保持兼容。

 

13.2.2 SNMP的功能

SNMP中agent主要负责信息的上传，NMS除了具有SNMP协议的级别功能外，还具有对已发送和接收的信息进行日志记录、通知信息的记录和管理及配置功能，并能提供图形化的配置和管理界面。

为了实现这些功能，SNMP中包含一系列的操作命令，主要有：

• 读取命令：Get系列命令，NMS像Agent发出请求收集管理信息。

• 设置命令：Set命令，NMs将报文中携带的数据写入Agent中。

• 告警功能：Trap系列，Agent主动向NMS发送告警/事件报文的信息。

 

图 13-1

1、  Get 操作

Get操作是NMS主动发起的操作。在发出的报文中除了携带Get请求标志外，还包括了待请求的OID名称和值对，并以这种名称和值对的绑定形式实现管理对象信息的传递。当然，Get操作中OID对应的值为NILL。

2、  Get-Next操作

Get-Next操作和Get功能类似，不同的是查询的信息并不是报文中绑定的OID信息而是该对象的下一个OID的信息（如果下一个OID信息是可读的）。比如说NMS想要收集Agent端的sysName的下一个节点sysLocation的信息，在请求报文中是sysName.0，而返回的报文中绑定的是sysLocation.0和值。

3、  Get-Bulk操作

实际上是多个Get-Next操作的集合，这是在SNMP v2中新加入的操作方法。

4、Set操作

Set操作是对具有可写权限的OID进行参数的设置操作，实现对设备的参数管理、配置和控制等。与Get操作绑定变量不同的是Set中需要绑定对应OID设置的值。

5、Get-Response

Get-Response是对NMS的Get和Set两类命令的响应，根据命令的不同和命令中的参数不同，相应的返回变量绑定的信息及错误状态信息（表明命令执行成功或失败）等。

6、Trap系列

Trap是Agent向NMS主动报告重要事件的机制，对于这种报告，NMS无须对Agent进行响应。Trap信息中的内容表明了什么时间在什么地点发生了什么事情。

 

13.1.3 SMI和MIB

1、SMI

SMI是SNMP中以ASN.1语法定义的信息模块，是ASN.1中的一个子集。这些模块中定义了很多SNMP中特有的宏、自定义数据类型和规则等。定义这些宏、数据类型、规则的主要目的有3个：一是表示和定义SNMP应用中特有的数据类型；二是简化管理对象的定义方法；三是分配SNMP中的对象标识符空间及管理对象编码的方法。SNMP正是基于这些定义在RFC文档中的信息模块，实现了协议的标准化，使得各个组织、企业和个人在定义管理对象时保持一致性。

在SNMP中，实际上定义了两个版本的SMI，分别是RFC 1151中定义的SMI v1和RFC 2578中定义的SMI v2。SMI v1中只是简单的定义了几种数据类型、规则说明、OBJECT-TYPE宏等，在SMI v2中则以模块化的定义方式，将所有的相关内容都完整的组织起来了。

SMI v1中定义的基础数据类型有：

• INTEGER：实际上是32位的整数。

• OCTET STRING：0个或多个8位字符（单字节），即可以表示文本字符，也可以表示物理地址。取值范围0 到65535。

• OBJECT IDENTIFIER：以点分十进制表示的OID。

• NULL：只在SMI v1中有定义，在SMI v2中已经不再使用。

• SEQUENCE：定义列表。

• SEQUENCE OF：定义表格。

在SMI v2中对以上的数据类型进一步明确了范围上的限制和更新，另外还引入了BITS类型。

SMI v1中自定义数据类型包括：

• NetworkAddress（网络地址），可以是除Internet外的网络地址族，

NetworkAddress ：：= CHOICE {Internet IPAddress }

• 32位的IP地址，用网络字节顺序表示

IPAddress ：：= [APPLICATION 0 ] IMPLICIT OCTET STRING （SIZE （4））

• Counter类型值单向增长，达到最大后，回归到0重新开始计数（Agent重启后也会重置为0），主要用于统计接口发送和接收的字节数

Counter ：：= [APPLICATION 1 ] IMPLICIT INTEGER（0 .. 4294967295）

• Gauge类型值可增可减，达到最大值时保持在最大值，如路由器中接口的速率可以用该类型表示

Gauge ：：= [ APPLICATION 2 ]IMPLICIT INTEGER（0 .. 4294967295）

• TimeTicks以百分之一秒（0.01）为单位计时，表示两个时间点之间的计时。要求在描述信息中说明其计时基准。

TimeTicks ：：= [ APPLICATION 3 ] IMPLICIT INTEGER（0 .. 4294967295）

• Opaque将其他ASN.1类型编码后的值两次封装。为了向后兼容，SMIv2中也定义了该类型，不建议使用。

Opaque ：：= [APPLICATION 4 ] IMPLICIT OCTET STRING 

SMI v2中相对SMI v1有变化的自定义数据类型有：

• Gauge32 和Gauge实际上是一致的。另外Gauge32与Unsigned32共用一个应用类型标签号，所以他们的编码实际上是一致的。

Gauge32 ：：= [APPLICATION 2 ] IMPLICIT INTEGER（0 .. 4294967295）

Unsigned32 ：：= [APPLICATION 2 ] IMPLICIT INTEGER（0 .. 4294967295）

• Counter64是更大范围的Counter，有64为：2^64-1（0 ..18446744073709551615）。在标准MIB模块中，只有在使用Counter32时计数器不到1小时就归0的情况下使用。

Counter64 ：：= [ APPLICATION6 ] IMPLICIT INTEGER（0 ..18446744073709551615）

SMI v2中依然保留了IPAddress类型，且含有没有变化。不过不适用于IPv6的128为地址。对Counter32更进一步的说明：计数的值只有在有初始值和有记录变化时，当前的计数值才有明确的含义。

从MIB的视角来看，SMI是直接指导MIB定义的章程，定义了MIB的数据类型和语法，为MIB中的管理对象分配OID空间。

2、MIB

MIB是管理信息的集合，是根据业务的需求或网络管理标准的要求，按照约定的组织规则、定义语法编写的结构化的文本文件。

每个MIB中的管理对象都应该清晰的描述该对象所有的属性，包括名称、描述、数据类型等。这些属性的内容能够通过对象的唯一标示OID，被通信双方所识别。也就是说，MIB是NMS和Agent相互沟通的桥梁，只有Agent实现了该MIB，且NMS认识该MIB，两者才能正确配合实现相应的管理功能。将MIB导入NMS后，NMS才能知道待管理对象所有的细节。在Agent中实现了MIB中定义的管理对象后说明该Agent支持该MIB。

一个Agent可以实现多个MIB，每个MIB包含的管理对象可多可少，没有明确的要求。MIB主要由两部分组成，一部分是国际标准化组织定义的标准的管理对象，包括MIB-I（RFC1156）和MIB-II（RFC1213）。标准的MIB中定义了一些常规和基础的管理对象，所有入网设备都支持。另一部分是各大厂商、组织或私人自定义的私有MIB，这些私有MIB是厂商根据设备管理的需求，将标准MIB中没有的需要管理的对象进行自定义。私有MIB定义在节点enterprises（1.3.6.1.4.1）下。

标准MIB中将管理对象分为10个组，也就是MIB树中的10个分支，它们是：System、Interfaces、AT（Address Translation，状态为deprecated，表示下一版本不再使用）、IP、ICMP、TCP、UDP、EGP、Transmission、SNMP，它们的父节点是1.3.6.1.2.1（mib-2）。这10个组中的管理对象时网络管理中最重要的部分之一。

• System组：主要用来描述Agent系统层面信息。包括sysName、sysLocation、sysDescr、sysServices、sysUpTime、sysC