简介

简略网络管理协定SNMP（Simple Network Management Protocol）用于网络设备的治理。网络设备品种多种多样，不同设施厂商提供的治理接口（如命令行接口）各不相同，这使得网络管理变得愈发简单。为解决这一问题，SNMP应运而生。SNMP作为广泛应用于TCP/IP网络的网络管理标准协议，提供了对立的接口，从而实现了不同品种和厂商的网络设备之间的对立治理。

SNMP协定分为三个版本：SNMPv1、SNMPv2c和SNMPv3。

  • SNMPv1是SNMP协定的最后版本，提供最小限度的网络管理性能。SNMPv1基于个人名认证，安全性较差，且返回报文的错误码也较少。
  • SNMPv2c也采纳个人名认证。在SNMPv1版本的根底上引入了GetBulk和Inform操作，反对更多的规范错误码信息，反对更多的数据类型（Counter64、Counter32）。
  • SNMPv3次要在安全性方面进行了加强，提供了基于USM（User Security Module）的认证加密和基于VACM（View-based Access Control Model）的访问控制。SNMPv3版本反对的操作和SNMPv2c版本反对的操作一样。

SNMP零碎组成

SNMP零碎由网络管理系统NMS（Network Management System）、SNMP Agent、被管对象Management object和治理信息库MIB（Management Information Base）四局部组成。NMS作为整个网络的网管核心，对设施进行治理。

每个被治理设施中都蕴含驻留在设施上的SNMP Agent过程、MIB和多个被管对象。NMS通过与运行在被治理设施上的SNMP Agent交互，由SNMP Agent通过对设施端的MIB进行操作，实现NMS的指令。

NMS

NMS是网络中的管理者，是一个采纳SNMP协定对网络设备进行治理/监督的零碎，运行在NMS服务器上。

  • NMS能够向设施上的SNMP Agent发出请求，查问或批改一个或多个具体的参数值。
  • NMS能够接管设施上的SNMP Agent被动发送的SNMP Traps，以获知被治理设施以后的状态。

SNMP Agent

SNMP Agent是被治理设施中的一个代理过程，用于保护被治理设施的信息数据并响应来自NMS的申请，把治理数据汇报给发送申请的NMS。

  • SNMP Agent接管到NMS的申请信息后，通过MIB表实现相应指令后，并把操作后果响应给NMS。
  • 当设施产生故障或者其它事件时，设施会通过SNMP Agent被动发送SNMP Traps给NMS，向NMS报告设施以后的状态变动。

Managed Object

Managed object指被治理对象。每一个设施可能蕴含多个被治理对象，被治理对象能够是设施中的某个硬件，也能够是在硬件、软件（如路由抉择协定）上配置的参数汇合。

MIB

MIB是一个数据库，指明了被治理设施所保护的变量。MIB在数据库中定义了被治理设施的一系列属性：对象的名称、对象的状态、对象的拜访权限和对象的数据类型等。MIB也能够看作是NMS和SNMP Agent之间的一个接口，通过这个接口，NMS对被治理设施所保护的变量进行查问/设置操作。

MIB是以树状构造进行存储的，如图1-2所示。树的节点示意被治理对象，它能够用从根开始的一条门路惟一地辨认，这条门路就称为OID，如system的OID为1.3.6.1.2.1.1，interfaces的OID为1.3.6.1.2.1.2。

子树能够用该子树根节点的OID来标识。如以private为根节点的子树的OID为private的OID——{1.3.6.1.4}。

用户能够配置MIB视图来限度NMS可能拜访的MIB对象。MIB视图是MIB的子集合，用户能够将MIB视图内的对象配置为exclude或include。exclude示意以后视图不蕴含该MIB子树的所有节点；include示意以后视图蕴含该MIB子树的所有节点。

SNMP查问

SNMP查问是指NMS被动向SNMP Agent发送查问申请，如图1-3所示。SNMP Agent接管到查问申请后，通过MIB表实现相应指令，并将后果反馈给NMS。

SNMP查问操作有三种：Get、GetNext和GetBulk。SNMPv1版本不反对GetBulk操作。

  • Get操作：NMS应用该操作从SNMP Agent中获取一个或多个参数值。
  • GetNext操作：NMS应用该操作从SNMP Agent中获取一个或多个参数的下一个参数值。
  • GetBulk操作：基于GetNext实现，相当于间断执行屡次GetNext操作。在NMS上能够设置被治理设施在一次GetBulk报文交互时，执行GetNext操作的次数。

SNMP查问操作的报文

SNMPv1和SNMPv2c查问报文格式如图1-4所示。SNMPv1和SNMPv2c的报文次要由版本、个人名、SNMP PDU组成。各类SNMP操作的报文封装在SNMP PDU中。

报文中的次要字段如下：

  • 版本：示意SNMP的版本，如果是SNMPv1报文则对应字段值为0，SNMPv2c则为1。
  • 个人名：用于在SNMP Agent与NMS之间实现认证，字符串模式，用户可自行定义。个人名包含“read”和“write”两种，执行SNMP查问操作时，采纳“read”个人名进行认证；执行SNMP设置操作时，则采纳“write”个人名进行认证。
  • Request ID：用于匹配申请和响应，SNMP给每个申请调配全局惟一的ID。
  • Non repeaters/Max repetitions：GetBulk操作基于GetNext操作实现，相当于屡次执行GetNext操作，这两个参数用于设置执行GetNext操作次数。
  • Error status：用于示意在解决申请时呈现的情况。
  • Error index：过错索引。当出现异常状况时，提供变量绑定列表（Variable bindings）中导致异样的变量的信息。
  • Variable bindings：变量绑定列表，由变量名和变量值对组成。

通过捕捉报文工具获取设施发送的SNMPv2c版本Get申请报文如图1-5所示，SNMPv2c版本GetNext申请报文如图1-6所示。SNMPv2c版本GetBulk申请报文如图1-7所示。

SNMPv3查问报文格式如图1-8所示，SNMPv3报文次要由版本、MsgID、MaxSize、Flags、Security Model、Security Parameters、Context EngineID、Context Name和SNMP PDU组成。SNMPv3报文的SNMP PDU的格局与SNMPv2c的统一。SNMPv3版本的报文能够应用鉴权机制，会对Context EngineID、Context Name和SNMP PDU进行加密。

报文中的次要字段定义如下：

  • 版本：示意SNMP的版本，如果是SNMPv3报文则对应字段值为3。
  • MsgID：申请报文的序列号。
  • MaxSize：音讯发送者所可能包容的音讯最大字节，同时也表明了发送者可能接管到的最大字节数。
  • Flags：音讯标识位，占一个字节，有三个特色位：reportableFlag，privFlag和authFlag。
  • reportableFlag=1，在可能导致Report PDU生成的状况下，SNMPv3报文接管方必须向发送方发送Report PDU；reportableFlag=0，SNMPv3报文接管方不发送Report PDU。只有在SNMP PDU局部不能被解密时（比方因为密钥谬误导致解密失败等）才会用到Report。
  • privFlag=1，对SNMPv3报文进行加密；privFlag=0，不对SNMPv3报文进行加密。
  • authFlag=1，对SNMPv3报文进行鉴权；authFlag=0，不对SNMPv3报文进行鉴权。

    除了privFlag=1，authFlag=0的状况外，其余任意组合都能够，所以在配置SNMPv3的安全级别的时候须要留神：如果用户组是privacy级别，用户和告警主机就必须是privacy级别；用户组是authentication级别，用户和告警主机能够是privacy或者authentication级别。

  • SecurityModel：音讯采纳的平安模型，发送方和接管方必须采纳雷同的平安模型。
  • SecurityParameters：平安参数，蕴含SNMP实体引擎的相干信息、用户名、鉴权参数、加密参数等平安信息。
  • Context EngineID：SNMP惟一标识符，和PDU类型一起决定应该发往哪个应用程序。
  • Context Name：用于确定Context EngineID对被治理设施的MIB视图。

SNMPv3提供了鉴权机制，举荐用户应用SNMPv3版本。通过捕捉报文工具获取设施发送的SNMPv3版本加密的Get申请报文如图1-9所示，SNMPv3版本不加密的Get申请报文如图1-10所示。

SNMP查问操作的工作原理

不同版本的SNMP查问操作的工作原理基本一致，惟一的区别是SNMPv3版本减少了身份验证和加密解决。上面以SNMPv2c版本的Get操作为例介绍SNMP查问操作的工作原理。

假设NMS想要获取被治理设施MIB节点sysContact的值，应用可读个人名为public，过程如下所示：

  1. NMS：向SNMP Agent发送Get申请报文。报文中各字段的设置如下：版本号为所应用的SNMP版本；个人名为public；PDU中PDU类型为Get类型，绑定变量填入MIB节点名sysContact。
  2. SNMP Agent：首先对报文中携带版本号和个人名进行认证，认证胜利后，SNMP Agent依据申请查问MIB中的sysContact节点，失去sysContact的值并将其封装到Response报文中的PDU，向NMS发送响应；如果查问不胜利，SNMP Agent会向NMS发送出错响应。

SNMP设置

SNMP设置是指NMS被动向SNMP Agent发送对设施进行Set操作的申请，如图1-11所示。SNMP Agent接管到Set申请后，通过MIB表实现相应指令，并将后果反馈给NMS。

SNMP设置操作只有一种Set，NMS应用该操作可设置SNMP Agent中的一个或多个参数值。

SNMP Set操作的报文

SNMPv1和SNMPv2c的Set操作报文格式如图1-12所示。个别状况下，SNMPv3的Set操作信息是通过加密封装在SNMP PDU中，其格局与SNMPv2c的Set操作报文格式统一。

报文中次要字段的含意如下：

  • Request ID：用于匹配申请和响应，SNMP给每个申请调配全局惟一的ID。
  • Error status：用于示意在解决申请时呈现的情况。
  • Error index：过错索引。当出现异常状况时，提供变量绑定列表（Variable bindings）中导致异样的变量的信息。
  • Variable bindings：变量绑定列表，由变量名和变量值对组成。

通过捕捉报文工具获取设施发送的SNMPv2c版本Set申请报文如图1-13所示。

SNMP Set操作的工作原理

不同版本的SNMP Set操作的工作原理基本一致，惟一的区别是SNMPv3版本减少了身份验证和加密解决。上面以SNMPv3版本的Set操作为例介绍SNMP Set操作的工作原理。

假设NMS想要设置被治理设施MIB节点sysName的值为HUAWEI，过程如下所示：

  1. NMS：向Agent发送不带平安参数的Set申请报文，向SNMP Agent获取Context EngineID、Context Name和平安参数（SNMP实体引擎的相干信息）。
  2. SNMP Agent：响应NMS的申请，并向NMS反馈申请的参数。
  3. NMS：再次向SNMP Agent发送Set申请，报文中各字段的设置如下：
  • 版本：SNMPv3
  • 报文头数据：指明采纳鉴权、加密形式。
  • 平安参数：NMS通过配置的算法计算出鉴权参数和加密参数。将这些参数和获取的平安参数填入相应字段。
  • PDU：将获取的Context EngineID和Context Name填入相应字段，PDU类型设置为Set，绑定变量填入MIB节点名sysName和须要设置的值HUAWEI，并应用已配置的加密算法对PDU进行加密。
  1. SNMP Agent：首先对报文中携带版本号和个人名进行认证，认证胜利后，SNMP Agent依据申请设置治理变量在治理信息库MIB中对应的节点，设置胜利后向NMS发送响应；如果设置不胜利，Agent会向NMS发送出错响应。

SNMP Traps

SNMP Traps是指SNMP Agent被动将设施产生的告警或事件上报给NMS，以便网络管理员及时理解设施以后运行的状态。

SNMP Agent上报SNMP Traps有两种形式：Trap和Inform。SNMPv1版本不反对Inform。Trap和Inform的区别在于，SNMP Agent通过Inform向NMS发送告警或事件后，NMS须要回复InformResponse进行确认，如图1-14所示。

SNMP Traps报文格式

SNMPv1的Trap操作报文格式如图1-15所示，Trap PDU由PDU type、enterprise、Agent addr、Generic trap、Specific trap、Time stamp和Variable bindings组成。

报文中的次要字段定义如下：

  • enterprise：Trap源（生成Trap的设施）的类型。
  • Agent addr：Trap源的地址。
  • Generic trap：通用Trap类型，包含coldStart、warmStart、linkDown、linkUp、authenticationFailure、egpNeighborLoss、enterpriseSpecific。
  • Specific trap：企业公有Trap信息。
  • Time stamp：上次从新初始化网络实体和产生Trap之间所继续的工夫。
  • Variable bindings：变量绑定列表，由变量名和变量值对组成。

通过捕捉报文工具获取设施发送的SNMPv1版本Trap报文如图1-16所示。

SNMPv2c的Trap操作的报文格式和Inform操作的报文格式如图1-17所示。个别状况下，SNMPv3的Trap操作或inform操作是通过加密封装在SNMP PDU中，其格局与SNMPv2c的Trap操作或inform操作的报文格式统一。

报文中的次要字段定义如下：

  • Request ID：用于匹配申请和响应，SNMP给每个申请调配全局惟一的ID。
  • Variable bindings：变量绑定列表，由变量名和变量值对组成。

通过捕捉报文工具获取设施发送的SNMPv2版本Trap报文如图1-18所示，SNMPv2版本Inform报文如图1-19所示。

SNMP Traps工作原理

Trap操作工作原理

Trap不属于NMS对被治理设施的基本操作，它是被治理设施的自发行为。当被治理设施达到告警的触发条件时，会通过SNMP Agent向NMS发送Trap音讯，告知设施侧呈现的异常情况，便于网络管理人员及时处理。例如被治理设施热启动后，SNMP Agent会向NMS发送warmStart的Trap。

这种Trap信息是受限制的。只有在设施端的模块达到模块预约义的告警触发条件时，SNMP Agent才会向治理过程报告。这种办法的益处是仅在重大事件产生时才发送Trap信息，缩小报文交互产生的流量。

Inform操作工作原理

Inform操作也是被治理设施向NMS被动发送告警。与Trap告警不同的是，被治理设施发送Inform告警后，须要NMS进行接管确认。如果被治理设施没有收到确认信息则：

  1. 将告警或事件临时保留在Inform缓存中。
  2. 反复发送该告警或事件，直到NMS确认收到该告警或者发送次数达到最大重传次数。
  3. 被管设施上会生成相应的告警或事件日志。

由此可知，应用Inform操作会占用较多的系统资源。

SNMP端口号

SNMP报文是一般的UDP报文，协定中规定有两个默认端口号：

  • 端口号161：NMS发送Get、GetNext、GetBulk和Set操作申请以及SNMP Agent响应这些申请操作时，应用该端口号。

    该端口号反对用户配置，然而须要保障NMS发送申请报文应用的端口号与SNMP Agent响应申请报文应用的端口号要统一。

  • 端口号162：SNMP Agent向NMS发送Trap或Inform时，应用该端口号。

    该端口号反对用户配置，然而须要保障SNMP Agent发送Trap或Inform的端口号与NMS监听Trap或Inform的端口号要统一。

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