Tổng quan về giao thức quản lý mạng SNMP

Tổng quan về giao thức quản lý mạng SNMP

MỤC LỤC

Contents

MỤC LỤC 1

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC SNMP 4

1.1.SNMP là gì? 4

1.3 Ưu điêm, nhược điểm của SNMP 7

1.4.1 Bộ phận quản lý (manager) 7

1.4.2 Agent 8

1.4.3 Cơ sở thông tin quản lý - MIB 9

1.4.4 Mô hình giao thức SNMP 10

CHƯƠNG II: CÁC ĐẶC TÍNH GIAO SNMPv2 VÀ SNMPv3 13

2.1 SNMPv2 13

2.1.1 Các đặc tính cơ bản của giao thức SNMPV2 13

2.1.2 Cấu trúc bản tin SNMPv2 13

2.1.3 Cơ sở thông tin quản lý MIB trong SNMPv2 16

2.1.4 Nguyên tắc hoạt động của giao thức SNMPV2 18

2.2 SNMPv3 19

3.2.1 Các đặc tính cơ bản của giao thức SNMPv3 19

2.2.2 Khuôn dạng bản tin SNMPv3 21

2.2.3 Nguyên tắc hoạt động của giao thức SNMPv3 22

KẾT LUẬN 24

Tài liệu tham khảo 25

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1.1 Mối quan hệ giữa các thành phần SNMP

Hình 1.2.Mô hình hoạt động giữa MNS và Agent

Hình 1.3.Mô hình giao thức SNMP

Hình 2.1 Cấu trúc bản tin SNMPv2

Bảng 2.1: Câu lệnh và giá trị trong trường PDU

Hình 2.2 Minh họa phương thức của SNMPv2

Hình 2.3 Cấu trúc thực thể của SNMPv3

Hình 2.4 Phân hệ xử lý bản tin

Hình 2.5 Khuôn dạng bản tin SNMPv3

LỜI MỞ ĐẦU

Thế giới ngày nay đã có nhiều tiến bộ mạnh mẽ về công nghệ thông tin(CNTT) từ một tiềm năng thông tin đã trở thành một tài nguyên thực sự, trở thànhsản phẩm hàng hoá trong xã hội tạo ra một sự thay đổi to lớn trong lực lượng sảnxuất, cơ sở hạ tầng, cấu trúc kinh tế, tính chất lao động và cả cách thức quản lý trongcác lĩnh vực của xã hội Với sự phát triển nền công nghệ thông tin như vậy, việc ứngdụng CNTT vào đời sống hằng ngày trở nên quá quen thuộc với mọi người Với sựphát triển như vậy mạng Internet đã phát triển mạnh mẽ, làm thay thay đổi nhữngthói quen trong xã hội, nó mang lại lợi ích to lớn cho cho quá trình phát triển kinh tế

xã hội, thông tin liên lạc của con người

Internet đã phát triển như vũ bão như vậy, với hàng trăm triệu máy tính trênmạng so với chỉ vài trăm máy ban đầu Trong khi việc tạo ra một hệ thống mạng đãkhó mà việc quản lý hệ thống mạng đó lại càng khó khăn hơn Để giải quyết nhữngvấn đề này phải sử dụng phần mềm để quản lý hệ thống mạng một cách hợp lý hơn

Để nhận thấy được và hiểu rõ hơn sự quan trọng trong việc quản lý một hệ thốngmạng một cách hợp lý thì nhóm chúng đã tiến hành tìm hiểu và phân tích các vấn đề

về “Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP”

Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thanh Trà đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ

vầ tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành chuyên đề này

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nôi, tháng 04 năm 2013Nhóm 4

1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC

SNMP

Mục đích của chương này là cung cấp cho chúng ta nhưng khái niệm cơ bản nhất

về giao thức SNMP, các thành phần, chức năng các thành phần của giao thức

1.1.SNMP là gì?

SNMP (Simple Network Management Protocol): là giao thức được sử dụng rấtphổ biến để giám sát và điều khiển thiết bị mạng như switch, router, bridge Vớinhững văn phòng nhỏ chỉ có vài thiết bị mạng và đặt tập trung một nơi thì có lẽ bạnkhông thấy được lợi ích của SNMP Nhưng với các hệ thống mạng lớn, thiết bị phântán nhiều nơi và bạn cần phải ngồi một chỗ mà có thể quản tất cả thiết bị, bạn mớithấy được lợi ích của SNMP.Microsoft Windows Server 2003 cung cấp phần mềmSNMP agent để có thể làm việc với phần mềm quản lý SNMP từ nhà cung cấp thứ 3nhằm giám sát các trạng thái của thiết bị quản lý và các ứng dụng

SNMP là giao thức quản lý phổ biến được những người dung Internet với giao thứcTCP/IP định nghĩa SNMP là một giao thức truyền thông để thu thập thông tin từnhững thiết bị trên mạng Mỗi thiết bị chạy một chương trình con thu thập thông tin vàcung cấp thông tin đó cho bộ phận quản lý Các đối tượng được quản lý sẽ định nghiãtừng phần thông tin về một thiết bị như số gói tin mà thiết bị này nhận được

SNMP dùng để quản lý mạng, có nghĩa là có thể theo dõi, lấy thông tin và có thểtác động để hệ thống hoạt động như ý muốn Ví dụ:

 Theo dõi tốc độ đường truyền của một router, biết được tổng số byte truyên/nhận

 Lấy thông tin máy chủ đang có bao nhiêu ổ cứng, mỗi ổ cứng còn trống baonhiêu

 Tự động nhận cảnh báo khi switch có một port bị down

 Điều khiển tắt các port trên switch

quản lý để đọc hoặc cập nhật giá trị.

Định nghĩa bản tin TRAP được gửi đi từ hệ thống

 Đảm bảo tính mở rộng

Định nghĩa khuôn dạng bản tin và chi tiết giao thức truyền thông Các nhóm làm

 Đảm bảo tính mở rộng

việc khác cũng phát triển và mở rộng các giao thức hỗ trợ MIB cho các kiểu thiết

bị mạng ( Cầu nối, chuyển mạch, bộ định tuyến, các giao diệnWAN,DS1,DS3 ) và các giao thức quản lý riêng của nhà cu ng cấp thiết bị

Tháng 4 năm 1993, SNMPv2 trở thành tiêu chuẩn quản lý mạng đơn giảnthay thế SNMP v1 SNMPv2 bổ sung một số vấn đề mà SNMPv1 còn thiếu nhưnhận thực và bảo mật Tuy nhiên, SNMPv2 khá phức tạp và khó tương thích vớiSNMPv1

Năm 1997, SNMPv3 ra đời nhằm tương thích với các giao thức đaphương tiện trong quản lý mạng, phát triển trên nền java và đưa ra kiến trúc và giaothức mới như giao thức quản lý đa phương tiện HMMP (Hypermedia ManagementProtocol)

Tháng 4 năm 1999 và tháng 12 năm 2002, những cải tiến, bổ sung nhằm làmhoàn thiện hơn SNMPv3 được trình bày trong các tài liệu RFC2570 -RFC2576 (năm1999)và RFC3410-RFC3418 (năm 2002) Các tài liệu từ RFC3410 đến RFC3418trình bày một cách chi tiết và đầy đủ nhất về SNMPv3, cơ sở thông tin quả n trịSNMPv3, cấutrúc thông tin quản trị SNMPv3, sự tương thích giữa SNMPv1,SNMPv2, SNMPv2cvà SNMPv3

Mục đích chính của SNMPv3 là hỗ trợ kiến trúc theo kiểu module để cóthể dễd àng mở rộng Theo cách này, nếu các giao thức bảo mật mới được mở rộng

c húng có thể được hỗ trợ bởi SNMPv3 bằng các định nghĩa như là các

module riêng Cơ sở thông tin quản trị và các dạng bản tin sử dụng trong SNMPv3cũng hoàn toàn tương tự trong SNMPv2.

1.3 Ưu điêm, nhược điểm của SNMP

Ưu điểm

 Có thể giảm được chi phí cho việc triển khai phương thức đại lý dùng giaothức SNMP

 Việc cài đặt SNMP vào thiết bị trong cấu hình mạng đơn giản

 Có thể bổ xung thêm một cách không hạn chế thiết bị và các nhà cung cấp vàđối tượng quản lý

 SNMP là một phương pháp hiệu quả cho việc quản lý thiết bị nhiều nhà cungcấp

Nhược điểm:

 SNMP làm tăng lưu lương đáng kể

 SNMP không cho phép phân bổ tác động trực tiếp cho các đại lý

 Không có sự điều khiển tổng hợp của nhiều nơi quản lý

1.4 Các thành phần trong SNMP

Hệ thống quản lý mạng dựa trên SNMP gồm ba thành phần: bộ phận quảnlýmanager), đại lý (agent) và cơ sở dữ liệu gọi là Cơ sở thông tin quản lý (MIB).Mặc dù SNMP là một giao thức quản lý việc chuyển giao thông tin giữa ba thực thểtrên, song nó cũng định nghĩa mối quan hệ client-server (chủ tớ) Ở đây,những chương trình client là bộ phận quản lý, trong khi client thực hiện ởcác thiết bị từ xa có thểđược coi là server Khi đó, cơ sở dữ liệu do agent SNMPquản lý là đại diện cho MIPcủa SNMP

1.4.1 Bộ phận quản lý (manager)

Bộ phận quản lý là một chương trình vận hành trên một hoặc nhiều máy tínhtrạm.Tùy thuộc vào cấu hình, mỗi bộ phận quản lý có thể được dùng để quản lý mộtmạng con, hoặc nhiều bộ phận quản lý có thể được dùng để quản lý cùng một mạngcon hay một mạng chung Tương tác thực sự giữa một người sử dụng cuối(end-user) và bộ phận quản lý được duy trì qua việc sử dụng một hoặc nhiềuchương trình ứng dụng mà, cùng với bộ phận quản lý, biến mặt bằng phần

cứng thành Trạm quản lý mạng(NMS) Ngày nay, trong thời kỳ các chươngtrình giao diện người sử dụng đồ họa(GUI), hầu hết những chương trình ứngdụng cung cấp môi trường cửa sổ chỉ và click chuột, thực hiện liên vận hành với bộphận quản lý để tạo ra những bản đồ họa và biểu đồ cung cấp những tổng kết hoạtđộng của mạng dưới dạng thấy được Qua bộ phận quản lý, những yêu cầu đượcchuyển tới một hoặc nhiều thiết bị chịu sự quản lý Ban đầu SNMP được pháttriển để sử dụng trên mạng TCP/IP và những mạng này tiếp tục làm mạng vậnchuyển cho phần lớn các sản phẩm quản lý mạng dựa trên SNMP Tuy nhiên SNMPcũng có thể được chuyển qua NetWare IPX và những cơ cấu vận chuyển khác.

Hình 1.1 Mối quan hệ giữa các thành phần SNMP

Mỗi thiết bị chịu sự quản lý bao gồm phần mềm hoặc phần sụn(firmware) dướ idạng mã phiên dịch những yêu cầu SNMP và đáp ứng củanhững yêu cầu đó Phần mềm hoặc phần sụn này được coi là một agent Mặc dùmỗi thiết bị bắt buộc bao gồm một agent chịu quản lý trực tiếp, những thiết bị tươngthích không theo SNMP cũng có thể quản lý được nếu như chúng hỗ trợ một giaothức quản lý độc quyền Để thực hiện được điều này, bạn phải giành được mộtagent ủy nhiệm (proxy agent) Proxy agent này có thể được xét như một bộchuyển đổi giao thức vì nó phiên dịch những yêu cầuSNMP thành giao thức quản lýđộc quyền của thiết bị không hoạt động theo giao thức SNMP.Mặc dù SNMP chủyếu là giao thức đáp ứng thăm dò (poll -respond) với những yêu cầu do bộ phậnquản lý tạo ra dẫn đến những đáp ứng trong agent, agent cũng có khả năng đề xướng

ra một “đáp ứng tự nguyện” Đáp ứng tự nguyện này là điều kiện cảnh báo từ việcgiám sát agent với hoạt động đã được định nghĩa trước và chỉ ra rằng đã tới ngưỡngđịnh trước Dưới sự điều khiển SNMP, việc truyền cảnh báo này được coi là cái bẫy(trap)

Hình 1.2.Mô hình hoạt động giữa MNS và Agent

1.4.3 Cơ sở thông tin quản lý - MIB

Mỗi thiết bị chịu sự quản lý có thể có cấu hình, trạng thái và thông tin thống kêrất đa dạng, định nghĩa chức năng và khả năng vận hành của thiết bị Thông tin này

có thể bao gồm việc thiết lập chuyển mạch phần cứng, những giá trị khác nhau lưutrữ trong các bảng ghi nhớ dữ liệu, bộ hồ sơ ho ặc các trường thông tin trong hồ sơlưu trữ ở các file và những biến hoặc thành phần dữ liệu tương tự Nhìn chung,những thành phần dữ liệu này được coi là Cơ sở thông tin quản lý của thiết bị chịu

sự quản lý Xét riêng, mỗi thành phần dữ liệu biến đổi được coi là một đối tượng bịquản lý và bao gồm tên, một hoặc nhiều thuộc tính, và một tập các họat động(operation) thực hiện trên đối tượng đó Vì vậy MIB định nghĩa loại thông tin cóthể khôi phục từ một thiết bị chịu sự quản lý và những bố trí (settings) thiết bị màbạn có thể điều khiển từ hệ thống quản lý

Một agent có thể thực hiện nhiều MIB nhưng tất cả các agent đều thực hiện MIBđặc biệt là MIB-II (RFC 1213) Mục đính chính của MIB-II là cung cấp thông tinquản lý chung của TCP/IP Nó không bao gồm tất cả các thông tin đặc biệt mà nhàsản xuất thiết bị muốn quản lý Người ta cần quản lý rất nhiều thiết bị và mỗi thiết bịđược sản xuất có các tính năng riêng Đó là lý do tại sao cho phép nhà sản xuất và cánhân được phép định nghĩa MIB của riêng họ Ví dụ nhà sản xuất bán router mới.Agent tích hợp bên trong router sẽ hồi đáp các yêu cầu từ NMS mà được định nghĩachung trong MIB-II Thêm vào đó router sẽ có thêm các chức năng mới nhưngkhông được định nghĩa trong bất kỳ chuẩn MIB nào Chính vì thế nhà sản xuất phảiđịnh nghĩa MIB của riêng họ.

1.4.4 Mô hình giao thức SNMP

SNMP sử dụng các dịch vụ chuyển tải dữ liệu được cung cấp bởi cácgiao thức UDP/IP Một ứng dụng của Manager phải nhận dạng được Agent cầnthông tin với nó Một ứng dụng của Agent được nhận dạng bởi địa chỉ IP của nó vàmột cổng UDP Một ứng dụng Manager đóng gói yêu cầu SNMP trong một UDP/IP,UDP/IP chứa mã nhận dạng cổng nguồn, địa chỉ IP đích và mã nhận dạng cổng UDPcủa nó Khung UDP sẽ được gửi đi thông qua thực thể IP tới hệ thống đượcquản lý, tại đó khung UDP sẽ được phân phối bởi thực thể UDP tới Agent.Tương tự các bản tin TRAP phải được nhận dạng bởi các Manager Các bảntin sử dụng địa chỉ IP và mã nhận dạng cổng UDP của Manager SNMP.SNMP sử dụng 3 lệnh cơ bản là Read, Write, Trap và một số lệnh tùy biến để quản

lý thiết bị

 Lệnh Read: Được SNMP dùng để đọc thông tin từ thiết bị Các thông tin nàyđược cung cấp qua các biến SNMP lưu trữ trên thiết bị và được cập nhậtbởithiết bị

 Lệnh Write: Được SNMP dùng để ghi các thông tin điều khiển lên thiết bịbằngcách thay đổi giá trị các biến SNMP

 Lệnh Trap: Dùng để nhận các sự kiện gửi từ thiết bị đến SNMP Mỗikhi cómột sự kiện xảy ra trên thiết bị một lệnh Trap sẽ được gửi tới NMS

Hình 1.3.Mô hình giao thức SNMP

SNMP điều khiển, theo dõi thiết bị bằng cách thay đổi hoặc thu thập thông tinqua các biến giá trị lưu trên thiết bị Các Agent cài đặt trên thiết bị tươngtác với những chip điều khiển hỗ trợ SNMP để lấy nội dung hoặc viết lại nội dung

Quản lý liên lạc giữa Manager với các Agent

Nhìn trên phương diện truyền thông, Manager và các Agent cũng là những người

sử dụng, sử dụng một giao thức ứng dụng, Giao thức quản lý yêu cầu các cơ chế vậnchuyển để hỗ trợ tương tác giữa các Agent và Manager

Manager trước hết phải xác định được các Agent muốn nó liên lạc Có thể xácđịnh được ứng dụng Agent bằng địa chỉ IP của nó vào cổng UPD được gán cho nó.Cổng UDP 161 được dành riêng chi các Agent SNMP Manager gói lệnh SNMP vàomột tiêu đề UDP/ IP Tiêu đề này chứa cổng nguồn, địa chỉ IP đích và cổng 161.Một thực thể tại chỗ sẽ chuyển giao gói UDP tới hệ thống bị quản lý Tiếp đó, mộtthực thể UDP tại chỗ sẽ chuyển phát nó tới các Agent Tương tự như vậy, lệnh

TRAP cũng cần xác định những Manager mà nó cần liên lạc Chúng sử dụng địa chỉ

IP cũng như cổng UDP dành cho SNMP Manager đó là 162

Bảo vệ truyền thông liên lạc giữa Manager và các Agent khỏi sự cố

 SNMP sử dụng User Datagram Protocol (UDP) để truyền tải dữ liệu giữamanagers và agents làm cho giao thức SNMP không đáng tin cậy vì không cókhả năng phát hiện khi dữ liệu bị mất Do đó SNMP phải có cách để pháthiện dữ liệu truyền có bị mất không:

 Khi NMS gửi yêu cầu đến agent và chờ hồi báo

 Nếu đã hết thời gian chờ và NMS không nhận được thông tin phản hồi từagent nó sẽ gửi lại yêu cầu

 Nhưng lại gặp khó khăn khi agent gửi trap cho NMS, vì không có cách nào

để NMS biết chuyện gì xảy ra khi agent gửi TRAP mà TRAP lại không đếnđược NMS và agent cũng không biết có cần phải gửi lại TRAP không, doNMS không gửi lại hồi báo cho agent khi nhận được TRAP

Vậy yêu cầu đặt ra là làm sao để không mất bản tin ?

 Cho các Agent gửi lại bản tin TRAP Biến số MIB có thể đọc số lần lặp lạitheo yêu cầu lệnh Lệnh SET có thể đặt lại cấu hình cho biến số này số lầnlặp lại có thể không đủ để đảm bảo liên lạc một cách tin cậy

 Agent có thể lặp lại lệnh TRAP cho đến khi manager đặt lại biến số MIB đểchấm dứt sự cố Nếu có một sự cố thì hàng loạt bản tin TRAP bị mất tùythuộc vào tốc độ mà các Agent tạo ra chúng

Trong cả 2 trường hợp nếu ta cần chuyển những bản tin TRAP tới nhiều Managerthì có thể xảy ra tình trạng không nhất quán giữa các Manager hoặc xảy ra hiệntượng thất lạc thông tin rất phúc tạp

2 CHƯƠNG II: CÁC ĐẶC TÍNH GIAO SNMPv2

VÀ SNMPv3

2.1 SNMPv2

2.1.1 Các đặc tính cơ bản của giao thức SNMPV2

SNMPv2 tích hợp khả năng liên điều hành từ manager tới manager và hai đơn vị

dữ liệu giao thức mới Khả năng liên kết điều h ành manager-manager cho phépSNMP hỗ trợ quản lý mạng phân tán trong một trạm và gửi báo cáo tới một trạmkhác Để hỗ trợ tương tác tốt nhất, SNMPv2 thêm các nhóm cảnh báo và sự kiện vàotrong cơ sở thông tin quản lý MIB Nhóm cảnh báo cho phép đặt ngưỡng thiết lậpcho các bản tin cảnh báo Nhóm sự kiện được đưa ra khi thông tin Trap xác định cácgiá trị phần tử MIB Hai đơn vị dữ liệu giao thức PDU (Protocol Data Unit) làGetbulkRequest và InformRequest Các PDU này liên quan tới xử lý lỗi và khảnăng đếm của SNMPv2 Xử lý lỗi trong SNMPv2 đi kèm với các đối tượng yêu cầucho phép trạm quản lý lập trình đặt các phương pháp khôi phục hoặc dừng truyềnbản tin Khả năng đếm trong SNMPv2 sử dụng bộ đếm 64 bit (hoặc 32) để duy trìtrạng thái của các liên kết và giao diện

2.1.2 Cấu trúc bản tin SNMPv2

Các bản tin trao đổi trong SNMPv2 chứa các đơn vị dữ l iệu giao thức PDU Cấutrúc chung các bản tin này gồm các trường như hình vẽ 2.1

Trường phiên bản thể hiện phiên bản của giao thức SNMPv2

Trường Community là một chuỗi xác nhận pasword cho cả tiến trình lấy

và thay đổi dữ liệu

SNMP PDU chứa điều hành gồm: kiểu điều hành (get, set), yêu cầu đáp ứng(cùng số thứ tự với bản tin gửi đi) nó cho phép người điều hành gửi nhiều bản tinđồng thời Biến ghép gồm các thiết bị được đặc tả trong RFC 2358 và chứa cả giá trịđặt tới đối tượng

Trường đơn vị dữ liệu giao thức gồm có các trường con: Kiểu đơn vị dữ liệu giaothức, nhận dạng các yêu cầu, trạng thái lỗi, chỉ số lỗi, các giá trị và đối tượng