网络管理课件第5章
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第5章 简单网络管理协议
5.1 SNMP的基本概念
5.2 SNMP v2 5.3 SNMP v3 5.4 应用实例
简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol) 是1990 年5月问世的，主要是为当时的ARPANET变成了全球范围的Internet，拥有了众 多的主干和众多的用户的网络管理而研制的。RFC1157定义了SNMP的第一个版 本，简称为SNMP v1，SNMP提供了一种监控和管理计算机网络的系统方法。 SNMP是由IAB（Internet Advertising Bureau: Internet广告局）制订，基于 TCP协议的各种互联网络的管理标准。由于它满足了人们长期以来对通用网络 管理标准的需求，而且它本身简单明了，实现起来比较容易，占用的系统资源 较少，所以得到了众多网络产品厂家的支持，目前已成为事实上的网络管理工 业标准，基于它的网络管理产品在市场上占有统治地位。 随着实践的检验，SNMP第1个版本的缺点逐渐暴露出来，于是，人们又提 出了一个SNMP的加强版本SNMP v2，并逐渐成为Internet标准。但是SNMP v2在 安全协议操作方面没有提供有效的解决方案，针对这一问题，又开发出了SNMP 的第3个版本SNMP v3。这个框架和协议被广泛地应用，并成为21世纪网络管理 的标准。 本章将在介绍SNMP协议的基础上，分别对SNMPv1，SNMPv2和SNMPv3进行介 绍。
MIB变量（续）
（2）语法(Syntax)，对象的数据类型，例如整数、 8位字符串、对象标 识符(预先定义的数据类型别名）或NULL。NULL是 留待的后使用的空位。 （3）访问(Access)，对象的访问级别。合法的值有 ：只读、读写、只写和不可存取。 （4）状态(Status)，对象的实现需要：必备的(被 管理节点必须实现该对象);可选的(被管理对象可 能实现该对象):或者已废弃的（被管理设备不需 要再实现该对象）
图5-1 SNMP报文格式
SNMP v1报文格式 SNMP v1是SNMP最初的版本，在SNMP v1管理中，管理者和代理 之间信息的交换都是通过SNMP报文实现的。管理者和代理之间交换 的管理信息构成了SNMP报文，所有SNMPv1操作都嵌入在一个SNMP报 文中。SNMP v1报文由三部分构成，格式如下所示。
MIB变量
每一个对象或变量都有以下四个属性：
对象标识符(Object Identifier) 语法（Syntax） 访问（Access） 状态（Status） (1)对象标识符(Object Identifier)定义了一个特定对象 的名字，例如sysUpTime。MIB对象既可以用对象名字， 也可以用相应的MIB号码来表示。例如： internet OBJECT IDENTIFIER : : = { iso org(3) dod(6) 1 } 可以用internet，也可以用字串 .1.3.6.1来表示这个对象 。
（1）团体名：SNMP网络管理是一种分布式应用。这种应用的特点是管理站和被
管理站之间的关系可以是一对多关系，即一个管理站可以管理多个代理，从而 管理多个被管理设备。另一方面，管理站和代理之间还可能存在多对一的关系。 代理控制自己的管理信息库，也控制多个管理站对管理信息库的访问，例如， 只有授权的管理站才允许访问管理信息库，或者限制不同的管理站可以访问管 理信息库的不同部分。另外，委托代理也可能按照预定的访问策略控制对其代 理的设备的访问。RFC1157为此提供的认证和控制机制就是这种最初等最基本的 团体名验证功能。
第一种PDU格式中共同结构包含的4个字段，如下所示：
PDU类型 请求标识符 差错状态 差错索引 变量绑定表
参数含义： • PDU类型字段：上述拥有共同结构的PDU类型的一种。 • 请求标识符(request ID)字段：赋予每个请求报文惟一的整数，用于区分 不同的请求。 • 差错状态(error status)字段：表示代理处理管理者的请求时可能出现的 各种错误。该字段只在GetResponse-PDU中使用，在其他类型的PDU中，这个值必 须是0。 • 差错索引(error index)字段：当差错状态非0时，指向变量绑定表中第一 个导致差错的变量。该字段只在代理进程发送GetResponse-PDU时使用，在其他 类型的PDU中，这个值必须是0。 • 变量绑定列表(variable binding list)字段：变量名和对应值的表，说 明要检索或设置的所有变量及其值。
版本号
参数含义：
团体名
SNMP PDU
l 版本号：指定SNMP的版本号(对于SNMPv1，版本号为0)。 l 团体名：用于身份认证的一个字符串。 l PDU：是协议数据单元（Protocol Data Unit）的缩写。
在SNMP v1中，只有命令(get，get-next，set)和响应 (get-response) 两 种 PDU 格 式 拥 有 共 同 的 结 构 。 由 于 Trap-PDU包含的信息不同，这两种PDU结构上有细微的差 别。
团体的概念：SNMP网络管理是一种分布式应用，这种应用的特点是管理站和被管理站 之间的关系可以是一对多的关系，即一个管理站可以管理多个代理，从而管理多个被管 理设备。只有属于同一团体的管理站和被管理站才能互相作用，发送给不同团体的报文 被忽略。
团体是一个在代理上定义的局部概念。一个代理可以定义若干个团体，每个团体 使用唯一的团体名。而每个SNMP团体是一个在SNMP代理和多个SNMP管理者之间定义的认 证、访问控制和转换代理的关系。 在每条SNMPv1信息中都包括community字段，在该域中填入团体名，团体名起 密码的作用。 SNMPv1假设，如果发送者知道这个密码，就认为该信息通过了认证， 是可靠的。 SNMP支持普通的鉴别，它使用了一种类似于密码的东西，叫做团体名 (community name)。最简单的解释就是使用get(提取信息)或get-next(通过遍历提 取信息)操作来读团体名，从而获取对象；使用set(写信息并控制)操作来写团体名， 从而修改对象。大多数设备都将支持两个团体名：一个读团体名和一个写团体名。 更精确地说，是使用一个团体名来访问该团体内的对象。通常一个网管代理定义两 个团体：一个用于可以读取的管理对象(具有只读或读写权限的对象)，另一个用于 可改的管理对象(具有读写权限的对象)。团体可以是一个设备的MIB内的任何对象 的集合。一个代理支持的最多团体数目取决于它的实现。
MIB树
在ISO(1)目录中比较重要的对象或对象类： （1）iso.org.dod.internet(1.3.6.1)，包含 TCP/IP协议相关的MIB部分。 （2） iso.org.dod.internet.mgmt.mib2(1.3.6.1.2.1), MIB-II是SNMP协议中的基础 MIB,几乎被所有支持SNMP的设备所支持, MIB-II 实现了设备的基础和通用管理。 (3) iso.org.dod.internet.mgmt (1.3.6.1.2) 段中包含了系统/网络界面/各种应用程序/网络协 议/路由协议的基本监控功能。 (4) iso.org.dod.internet.private(1.3.6.1.4)， 企业私有的MIB库,描述了企业私有的设备特性。
5.1 SNMP的基本概念
5.1.1 SNMP的基本概念
1.基本概念
l 被管设备：又被称为网络元素，是指计算机、路由器、转换 器等硬件设备。 l 代理(Agent)：驻留在网络元素中的软件模块，它们收集并 存储管理信息，如网络收到的错误包的数量等。 l 管理对象：管理对象是能被管理的所有实体(网络、设备、 线路、软件)。例如，在特定的主机之间的一系列现有活动的TCP线 路是一个管理对象。管理对象不同于变量，变量只是管理对象的实 例。
sysDescr（1）
sysObject（2）
SNMP 的MIB OID树
sysDescr的对象类是：1.3.6.1.2.1.1.1 Iso(1).org(3).dod(6).i源自文库ternet(1).mgmt(2).mib(1).system(1).sy sDescr(1)
SNMP管理信息库
表5-1 10个对象种类 组别 对象 描述
l 管理信息库(MIB)：把网络资源看成对象，每一个对象实际 上就是一个代表被管理的一个特征的变量，这些变量构成的集合就 是MIB。MIB存放报告对象的管理参数；MIB函数提供了从管理工作 站到代理的访问点，管理工作站通过查询MIB中多值对来实现监测 功能，通过改变MIB对象的值来实现控制功能。每个MIB应包括系统 与设备的状态信息，运行的数据统计和配置参数等。 l 语法：一个语法可使用一种独立于机器的格式来描述MIB管 理对象的语言。Internet管理系统利用ISO的OSI ASN.1（抽象语 言表示记法）来定义管理协议间相互交换的包和被管理的对象。 l 管理信息结构（SMI）：SMI定义了描述管理信息的规则， SMI由ASN.1定义报告对象及在MIB中的表示，这样就使得这些信息 与所存放设备的数据存储表示形式无关。
l 网络管理工作站(NMS)：又称为控制台，这些设施运行管理应 用来监视和控制网络元素，在物理上NMS通常是具有高速CPU、大 内存、大硬盘等工作站，作为网络管理工作站管理网络的界面，在 管理环境中至少需要一台NMS。 l 网络管理系统：真正的网络管理功能的实现，它驻留在网络管 理工作站中，通过对被管对象中的MIB信息变量的操作实现各种网 络管理功能。 l 管理协议：管理协议是用来在代理和NMS之间转换管理信息， 提供在网络管理站和被管设备间交互信息的方法。
管理信息库（MIB）
管理信息库是被管理对象或变量的集合。
1.MIB描述了可以通过网络管理协议获得和修改 的信息。MIB中的每个条目都称为一个MIB变量 。 2.MIB采用层次化结构，与DNS相似的树形结构。 3.MIB中的每个节点都有一个对象标识符（OIDObject Identifier），每个对象标识符采用 数字编码形式，而不采用文本名称。 4.MIB中的根不被命名，有3个直接子节点（ISO 、CCITT、JOINT）
管理信息结构（SMI）
SMI规范定义了一组规则，规则内容包括：
管理对象（或者MIB变量）如何被描述和编码， 以供网络协议使用。 网络管理协议如何访问这些对象或变量，以及对 象如何添加到MIB中。
在SNMP中，采用ASN.1（抽象语法表示法NO.1）来 定义管理对象或MIB变量。
• 注：ASN.1是一种数据类型描述语言，具有类似于面向 对象程序设计语言所提供的类型机制它可以定义任意结 构的数据类型，而不同数据类型之间还可以有继承关系 。
（2）变量绑定 变量绑定用于指定要收集或修改的管理对象。更精确地说， 变量绑定是一个OBJECT IDENTIFIER值对应的列表。对于get或 get-next请求，将忽略该值部分。RFC1157建议在get和getnext协议数据单元中发送实体把变量置为ASN.1的NULL值，接 收实体处理时忽略它，在返回的应答协议数据单元中设置为变 量的实际值。 由于get-next操作用变量绑定中提供的管理对象执行一次 MIB树遍历，所以可以指定MIB 树中的任何对象。
System系统
Interface接口 AT
7
23 3
名字、位置和设备描述
网络接口及其标称通信量 地址转换
IP
IP分组统计ICMP TCP
42
26 19
IP分组统计
已收到ICMP消息的统计 TCP算法、参数和统计
UDP
EGP Transmission(传输)
6
20 0
通信量统计
外部网关协议通信量统计 保留为与介质有关的MIB
SNMP
29
通信量统计
5.1.1 SNMPv1 SNMPv1的相关概念
RFC1157给出了SNMPv1协议的定义，这个定义是用ASN.1表示的，在SNMP 管理中，管理站和代理之间交换的管理信息构成了SNMP报文。报文由3部分组 成，即版本号、团体名和协议数据单元（PDU）。报文头中的版本号是指SNMP 的版本，RFC1157为第一版。团体名用于身份认证。SNMP共有5种管理操作： 但只有4种PDU格式。管理站发出的3种请求报文GetRequest、 GetNextRequest和 SetRequest采用的格式是一样的，代理的应答报文格式只有一种：tResponsePDU， 从而减少了PDU的种类。
5.1 SNMP的基本概念
5.2 SNMP v2 5.3 SNMP v3 5.4 应用实例
简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol) 是1990 年5月问世的，主要是为当时的ARPANET变成了全球范围的Internet，拥有了众 多的主干和众多的用户的网络管理而研制的。RFC1157定义了SNMP的第一个版 本，简称为SNMP v1，SNMP提供了一种监控和管理计算机网络的系统方法。 SNMP是由IAB（Internet Advertising Bureau: Internet广告局）制订，基于 TCP协议的各种互联网络的管理标准。由于它满足了人们长期以来对通用网络 管理标准的需求，而且它本身简单明了，实现起来比较容易，占用的系统资源 较少，所以得到了众多网络产品厂家的支持，目前已成为事实上的网络管理工 业标准，基于它的网络管理产品在市场上占有统治地位。 随着实践的检验，SNMP第1个版本的缺点逐渐暴露出来，于是，人们又提 出了一个SNMP的加强版本SNMP v2，并逐渐成为Internet标准。但是SNMP v2在 安全协议操作方面没有提供有效的解决方案，针对这一问题，又开发出了SNMP 的第3个版本SNMP v3。这个框架和协议被广泛地应用，并成为21世纪网络管理 的标准。 本章将在介绍SNMP协议的基础上，分别对SNMPv1，SNMPv2和SNMPv3进行介 绍。
MIB变量（续）
（2）语法(Syntax)，对象的数据类型，例如整数、 8位字符串、对象标 识符(预先定义的数据类型别名）或NULL。NULL是 留待的后使用的空位。 （3）访问(Access)，对象的访问级别。合法的值有 ：只读、读写、只写和不可存取。 （4）状态(Status)，对象的实现需要：必备的(被 管理节点必须实现该对象);可选的(被管理对象可 能实现该对象):或者已废弃的（被管理设备不需 要再实现该对象）
图5-1 SNMP报文格式
SNMP v1报文格式 SNMP v1是SNMP最初的版本，在SNMP v1管理中，管理者和代理 之间信息的交换都是通过SNMP报文实现的。管理者和代理之间交换 的管理信息构成了SNMP报文，所有SNMPv1操作都嵌入在一个SNMP报 文中。SNMP v1报文由三部分构成，格式如下所示。
MIB变量
每一个对象或变量都有以下四个属性：
对象标识符(Object Identifier) 语法（Syntax） 访问（Access） 状态（Status） (1)对象标识符(Object Identifier)定义了一个特定对象 的名字，例如sysUpTime。MIB对象既可以用对象名字， 也可以用相应的MIB号码来表示。例如： internet OBJECT IDENTIFIER : : = { iso org(3) dod(6) 1 } 可以用internet，也可以用字串 .1.3.6.1来表示这个对象 。
（1）团体名：SNMP网络管理是一种分布式应用。这种应用的特点是管理站和被
管理站之间的关系可以是一对多关系，即一个管理站可以管理多个代理，从而 管理多个被管理设备。另一方面，管理站和代理之间还可能存在多对一的关系。 代理控制自己的管理信息库，也控制多个管理站对管理信息库的访问，例如， 只有授权的管理站才允许访问管理信息库，或者限制不同的管理站可以访问管 理信息库的不同部分。另外，委托代理也可能按照预定的访问策略控制对其代 理的设备的访问。RFC1157为此提供的认证和控制机制就是这种最初等最基本的 团体名验证功能。
第一种PDU格式中共同结构包含的4个字段，如下所示：
PDU类型 请求标识符 差错状态 差错索引 变量绑定表
参数含义： • PDU类型字段：上述拥有共同结构的PDU类型的一种。 • 请求标识符(request ID)字段：赋予每个请求报文惟一的整数，用于区分 不同的请求。 • 差错状态(error status)字段：表示代理处理管理者的请求时可能出现的 各种错误。该字段只在GetResponse-PDU中使用，在其他类型的PDU中，这个值必 须是0。 • 差错索引(error index)字段：当差错状态非0时，指向变量绑定表中第一 个导致差错的变量。该字段只在代理进程发送GetResponse-PDU时使用，在其他 类型的PDU中，这个值必须是0。 • 变量绑定列表(variable binding list)字段：变量名和对应值的表，说 明要检索或设置的所有变量及其值。
版本号
参数含义：
团体名
SNMP PDU
l 版本号：指定SNMP的版本号(对于SNMPv1，版本号为0)。 l 团体名：用于身份认证的一个字符串。 l PDU：是协议数据单元（Protocol Data Unit）的缩写。
在SNMP v1中，只有命令(get，get-next，set)和响应 (get-response) 两 种 PDU 格 式 拥 有 共 同 的 结 构 。 由 于 Trap-PDU包含的信息不同，这两种PDU结构上有细微的差 别。
团体的概念：SNMP网络管理是一种分布式应用，这种应用的特点是管理站和被管理站 之间的关系可以是一对多的关系，即一个管理站可以管理多个代理，从而管理多个被管 理设备。只有属于同一团体的管理站和被管理站才能互相作用，发送给不同团体的报文 被忽略。
团体是一个在代理上定义的局部概念。一个代理可以定义若干个团体，每个团体 使用唯一的团体名。而每个SNMP团体是一个在SNMP代理和多个SNMP管理者之间定义的认 证、访问控制和转换代理的关系。 在每条SNMPv1信息中都包括community字段，在该域中填入团体名，团体名起 密码的作用。 SNMPv1假设，如果发送者知道这个密码，就认为该信息通过了认证， 是可靠的。 SNMP支持普通的鉴别，它使用了一种类似于密码的东西，叫做团体名 (community name)。最简单的解释就是使用get(提取信息)或get-next(通过遍历提 取信息)操作来读团体名，从而获取对象；使用set(写信息并控制)操作来写团体名， 从而修改对象。大多数设备都将支持两个团体名：一个读团体名和一个写团体名。 更精确地说，是使用一个团体名来访问该团体内的对象。通常一个网管代理定义两 个团体：一个用于可以读取的管理对象(具有只读或读写权限的对象)，另一个用于 可改的管理对象(具有读写权限的对象)。团体可以是一个设备的MIB内的任何对象 的集合。一个代理支持的最多团体数目取决于它的实现。
MIB树
在ISO(1)目录中比较重要的对象或对象类： （1）iso.org.dod.internet(1.3.6.1)，包含 TCP/IP协议相关的MIB部分。 （2） iso.org.dod.internet.mgmt.mib2(1.3.6.1.2.1), MIB-II是SNMP协议中的基础 MIB,几乎被所有支持SNMP的设备所支持, MIB-II 实现了设备的基础和通用管理。 (3) iso.org.dod.internet.mgmt (1.3.6.1.2) 段中包含了系统/网络界面/各种应用程序/网络协 议/路由协议的基本监控功能。 (4) iso.org.dod.internet.private(1.3.6.1.4)， 企业私有的MIB库,描述了企业私有的设备特性。
5.1 SNMP的基本概念
5.1.1 SNMP的基本概念
1.基本概念
l 被管设备：又被称为网络元素，是指计算机、路由器、转换 器等硬件设备。 l 代理(Agent)：驻留在网络元素中的软件模块，它们收集并 存储管理信息，如网络收到的错误包的数量等。 l 管理对象：管理对象是能被管理的所有实体(网络、设备、 线路、软件)。例如，在特定的主机之间的一系列现有活动的TCP线 路是一个管理对象。管理对象不同于变量，变量只是管理对象的实 例。
sysDescr（1）
sysObject（2）
SNMP 的MIB OID树
sysDescr的对象类是：1.3.6.1.2.1.1.1 Iso(1).org(3).dod(6).i源自文库ternet(1).mgmt(2).mib(1).system(1).sy sDescr(1)
SNMP管理信息库
表5-1 10个对象种类 组别 对象 描述
l 管理信息库(MIB)：把网络资源看成对象，每一个对象实际 上就是一个代表被管理的一个特征的变量，这些变量构成的集合就 是MIB。MIB存放报告对象的管理参数；MIB函数提供了从管理工作 站到代理的访问点，管理工作站通过查询MIB中多值对来实现监测 功能，通过改变MIB对象的值来实现控制功能。每个MIB应包括系统 与设备的状态信息，运行的数据统计和配置参数等。 l 语法：一个语法可使用一种独立于机器的格式来描述MIB管 理对象的语言。Internet管理系统利用ISO的OSI ASN.1（抽象语 言表示记法）来定义管理协议间相互交换的包和被管理的对象。 l 管理信息结构（SMI）：SMI定义了描述管理信息的规则， SMI由ASN.1定义报告对象及在MIB中的表示，这样就使得这些信息 与所存放设备的数据存储表示形式无关。
l 网络管理工作站(NMS)：又称为控制台，这些设施运行管理应 用来监视和控制网络元素，在物理上NMS通常是具有高速CPU、大 内存、大硬盘等工作站，作为网络管理工作站管理网络的界面，在 管理环境中至少需要一台NMS。 l 网络管理系统：真正的网络管理功能的实现，它驻留在网络管 理工作站中，通过对被管对象中的MIB信息变量的操作实现各种网 络管理功能。 l 管理协议：管理协议是用来在代理和NMS之间转换管理信息， 提供在网络管理站和被管设备间交互信息的方法。
管理信息库（MIB）
管理信息库是被管理对象或变量的集合。
1.MIB描述了可以通过网络管理协议获得和修改 的信息。MIB中的每个条目都称为一个MIB变量 。 2.MIB采用层次化结构，与DNS相似的树形结构。 3.MIB中的每个节点都有一个对象标识符（OIDObject Identifier），每个对象标识符采用 数字编码形式，而不采用文本名称。 4.MIB中的根不被命名，有3个直接子节点（ISO 、CCITT、JOINT）
管理信息结构（SMI）
SMI规范定义了一组规则，规则内容包括：
管理对象（或者MIB变量）如何被描述和编码， 以供网络协议使用。 网络管理协议如何访问这些对象或变量，以及对 象如何添加到MIB中。
在SNMP中，采用ASN.1（抽象语法表示法NO.1）来 定义管理对象或MIB变量。
• 注：ASN.1是一种数据类型描述语言，具有类似于面向 对象程序设计语言所提供的类型机制它可以定义任意结 构的数据类型，而不同数据类型之间还可以有继承关系 。
（2）变量绑定 变量绑定用于指定要收集或修改的管理对象。更精确地说， 变量绑定是一个OBJECT IDENTIFIER值对应的列表。对于get或 get-next请求，将忽略该值部分。RFC1157建议在get和getnext协议数据单元中发送实体把变量置为ASN.1的NULL值，接 收实体处理时忽略它，在返回的应答协议数据单元中设置为变 量的实际值。 由于get-next操作用变量绑定中提供的管理对象执行一次 MIB树遍历，所以可以指定MIB 树中的任何对象。
System系统
Interface接口 AT
7
23 3
名字、位置和设备描述
网络接口及其标称通信量 地址转换
IP
IP分组统计ICMP TCP
42
26 19
IP分组统计
已收到ICMP消息的统计 TCP算法、参数和统计
UDP
EGP Transmission(传输)
6
20 0
通信量统计
外部网关协议通信量统计 保留为与介质有关的MIB
SNMP
29
通信量统计
5.1.1 SNMPv1 SNMPv1的相关概念
RFC1157给出了SNMPv1协议的定义，这个定义是用ASN.1表示的，在SNMP 管理中，管理站和代理之间交换的管理信息构成了SNMP报文。报文由3部分组 成，即版本号、团体名和协议数据单元（PDU）。报文头中的版本号是指SNMP 的版本，RFC1157为第一版。团体名用于身份认证。SNMP共有5种管理操作： 但只有4种PDU格式。管理站发出的3种请求报文GetRequest、 GetNextRequest和 SetRequest采用的格式是一样的，代理的应答报文格式只有一种：tResponsePDU， 从而减少了PDU的种类。