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什么是SNMP

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什么是SNMP?

什么是SNMP?

简介

简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol)用于网络设备的管理。网络设备种类多种多样,不同设备厂商提供的管理接口(如命令行接口)各不相同,这使得网络管理变得愈发复杂。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,提供了统一的接口,从而实现了不同种类和厂商的网络设备之间的统一管理。

SNMP协议分为三个版本:SNMPv1、SNMPv2c和SNMPv3。

  • SNMPv1是SNMP协议的最初版本,提供最小限度的网络管理功能。SNMPv1基于团体名认证,安全性较差,且返回报文的错误码也较少。
  • SNMPv2c也采用团体名认证。在SNMPv1版本的基础上引入了GetBulk和Inform操作,支持更多的标准错误码信息,支持更多的数据类型(Counter64、Counter32)。
  • SNMPv3主要在安全性方面进行了增强,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版本支持的操作和SNMPv2c版本支持的操作一样。

SNMP系统组成

SNMP系统由网络管理系统NMS(Network Management System)、SNMP Agent、被管对象Management object和管理信息库MIB(Management Information Base)四部分组成。NMS作为整个网络的网管中心,对设备进行管理。

每个被管理设备中都包含驻留在设备上的SNMP Agent进程、MIB和多个被管对象。NMS通过与运行在被管理设备上的SNMP Agent交互,由SNMP Agent通过对设备端的MIB进行操作,完成NMS的指令。

图1-1 SNMP系统组成

NMS

NMS是网络中的管理者,是一个采用SNMP协议对网络设备进行管理/监视的系统,运行在NMS服务器上。

  • NMS可以向设备上的SNMP Agent发出请求,查询或修改一个或多个具体的参数值。

  • NMS可以接收设备上的SNMP Agent主动发送的SNMP Traps,以获知被管理设备当前的状态。

SNMP Agent

SNMP Agent是被管理设备中的一个代理进程,用于维护被管理设备的信息数据并响应来自NMS的请求,把管理数据汇报给发送请求的NMS。
  • SNMP Agent接收到NMS的请求信息后,通过MIB表完成相应指令后,并把操作结果响应给NMS。

  • 当设备发生故障或者其它事件时,设备会通过SNMP Agent主动发送SNMP Traps给NMS,向NMS报告设备当前的状态变化。

Managed Object

Managed object指被管理对象。每一个设备可能包含多个被管理对象,被管理对象可以是设备中的某个硬件,也可以是在硬件、软件(如路由选择协议)上配置的参数集合。

MIB

MIB是一个数据库,指明了被管理设备所维护的变量。MIB在数据库中定义了被管理设备的一系列属性:对象的名称、对象的状态、对象的访问权限和对象的数据类型等。MIB也可以看作是NMS和SNMP Agent之间的一个接口,通过这个接口,NMS对被管理设备所维护的变量进行查询/设置操作。

MIB是以树状结构进行存储的,如图1-2所示。树的节点表示被管理对象,它可以用从根开始的一条路径唯一地识别,这条路径就称为OID,如system的OID为1.3.6.1.2.1.1,interfaces的OID为1.3.6.1.2.1.2。

子树可以用该子树根节点的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}。

图1-2 OID树结构

用户可以配置MIB视图来限制NMS能够访问的MIB对象。MIB视图是MIB的子集合,用户可以将MIB视图内的对象配置为exclude或include。exclude表示当前视图不包含该MIB子树的所有节点;include表示当前视图包含该MIB子树的所有节点。

SNMP查询

SNMP查询是指NMS主动向SNMP Agent发送查询请求,如图1-3所示。SNMP Agent接收到查询请求后,通过MIB表完成相应指令,并将结果反馈给NMS。

SNMP查询操作有三种:Get、GetNext和GetBulk。SNMPv1版本不支持GetBulk操作。

  • Get操作:NMS使用该操作从SNMP Agent中获取一个或多个参数值。
  • GetNext操作:NMS使用该操作从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,相当于连续执行多次GetNext操作。在NMS上可以设置被管理设备在一次GetBulk报文交互时,执行GetNext操作的次数。

图1-3 SNMP查询操作

SNMP查询操作的报文

SNMPv1和SNMPv2c查询报文格式如图1-4所示。SNMPv1和SNMPv2c的报文主要由版本、团体名、SNMP PDU组成。各类SNMP操作的报文封装在SNMP PDU中。

图1-4 SNMPv1/SNMPv2c查询操作报文格式

报文中的主要字段如下:

  • 版本:表示SNMP的版本,如果是SNMPv1报文则对应字段值为0,SNMPv2c则为1。
  • 团体名:用于在SNMP Agent与NMS之间完成认证,字符串形式,用户可自行定义。团体名包括“read”和“write”两种,执行SNMP查询操作时,采用“read”团体名进行认证;执行SNMP设置操作时,则采用“write”团体名进行认证。
  • Request ID:用于匹配请求和响应,SNMP给每个请求分配全局唯一的ID。
  • Non repeaters/Max repetitions:GetBulk操作基于GetNext操作实现,相当于多次执行GetNext操作,这两个参数用于设置执行GetNext操作次数。
  • Error status:用于表示在处理请求时出现的状况。
  • Error index:差错索引。当出现异常情况时,提供变量绑定列表(Variable bindings)中导致异常的变量的信息。
  • Variable bindings:变量绑定列表,由变量名和变量值对组成。

通过捕获报文工具获取设备发送的SNMPv2c版本Get请求报文如图1-5所示,SNMPv2c版本GetNext请求报文如图1-6所示。SNMPv2c版本GetBulk请求报文如图1-7所示。

图1-5 SNMPv2c版本Get请求报文
图1-6 SNMPv2c版本GetNext请求报文
图1-7 SNMPv2c版本GetBulk请求报文

SNMPv3查询报文格式如图1-8所示,SNMPv3报文主要由版本、MsgID、MaxSize、Flags、Security Model、Security Parameters、Context EngineID、Context Name和SNMP PDU组成。SNMPv3报文的SNMP PDU的格式与SNMPv2c的一致。SNMPv3版本的报文可以使用鉴权机制,会对Context EngineID、Context Name和SNMP PDU进行加密。

图1-8 SNMPv3报文格式

报文中的主要字段定义如下:

  • 版本:表示SNMP的版本,如果是SNMPv3报文则对应字段值为3。
  • MsgID:请求报文的序列号。
  • MaxSize:消息发送者所能够容纳的消息最大字节,同时也表明了发送者能够接收到的最大字节数。
  • Flags:消息标识位,占一个字节,有三个特征位:reportableFlag,privFlag和authFlag。
    • reportableFlag=1,在能够导致Report PDU生成的情况下,SNMPv3报文接收方必须向发送方发送Report PDU;reportableFlag=0,SNMPv3报文接收方不发送Report PDU。只有在SNMP PDU部分不能被解密时(比如由于密钥错误导致解密失败等)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的情况外,其他任意组合都可以,所以在配置SNMPv3的安全级别的时候需要注意: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,用户和告警主机可以是privacy或者authentication级别。

  • SecurityModel:消息采用的安全模型,发送方和接收方必须采用相同的安全模型。
  • SecurityParameters:安全参数,包含SNMP实体引擎的相关信息、用户名、鉴权参数、加密参数等安全信息。
  • Context EngineID:SNMP唯一标识符,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对被管理设备的MIB视图。

SNMPv3提供了鉴权机制,推荐用户使用SNMPv3版本。通过捕获报文工具获取设备发送的SNMPv3版本加密的Get请求报文如图1-9所示,SNMPv3版本不加密的Get请求报文如图1-10所示。

图1-9 SNMPv3版本加密的Get请求报文
图1-10 SNMPv3版本不加密Get请求报文

SNMP查询操作的工作原理

不同版本的SNMP查询操作的工作原理基本一致,唯一的区别是SNMPv3版本增加了身份验证和加密处理。下面以SNMPv2c版本的Get操作为例介绍SNMP查询操作的工作原理。

假定NMS想要获取被管理设备MIB节点sysContact的值,使用可读团体名为public,过程如下所示:

  1. NMS:向SNMP Agent发送Get请求报文。报文中各字段的设置如下:版本号为所使用的SNMP版本;团体名为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团体名进行认证,认证成功后,SNMP Agent根据请求查询MIB中的sysContact节点,得到sysContact的值并将其封装到Response报文中的PDU,向NMS发送响应;如果查询不成功,SNMP Agent会向NMS发送出错响应。

SNMP设置

SNMP设置是指NMS主动向SNMP Agent发送对设备进行Set操作的请求,如图1-11所示。SNMP Agent接收到Set请求后,通过MIB表完成相应指令,并将结果反馈给NMS。

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

图1-11 SNMP Set操作

SNMP Set操作的报文

SNMPv1和SNMPv2c的Set操作报文格式如图1-12所示。一般情况下,SNMPv3的Set操作信息是经过加密封装在SNMP PDU中,其格式与SNMPv2c的Set操作报文格式一致。

图1-12 SNMPv1/SNMPv2c Set操作报文格式

报文中主要字段的含义如下:

  • Request ID:用于匹配请求和响应,SNMP给每个请求分配全局唯一的ID。
  • Error status:用于表示在处理请求时出现的状况。
  • Error index:差错索引。当出现异常情况时,提供变量绑定列表(Variable bindings)中导致异常的变量的信息。
  • Variable bindings:变量绑定列表,由变量名和变量值对组成。

通过捕获报文工具获取设备发送的SNMPv2c版本Set请求报文如图1-13所示。

图1-13 SNMPv2c版本Set请求报文

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,唯一的区别是SNMPv3版本增加了身份验证和加密处理。下面以SNMPv3版本的Set操作为例介绍SNMP Set操作的工作原理。

假定NMS想要设置被管理设备MIB节点sysName的值为HUAWEI,过程如下所示:

  1. NMS:向Agent发送不带安全参数的Set请求报文,向SNMP Agent获取Context EngineID、Context Name和安全参数(SNMP实体引擎的相关信息)。
  2. SNMP Agent:响应NMS的请求,并向NMS反馈请求的参数。
  3. NMS:再次向SNMP Agent发送Set请求,报文中各字段的设置如下:
    • 版本:SNMPv3
    • 报文头数据:指明采用鉴权、加密方式。
    • 安全参数: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安全参数填入相应字段。
    • 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和需要设置的值HUAWEI,并使用已配置的加密算法对PDU进行加密。
  4. SNMP Agent:首先对报文中携带版本号和团体名进行认证,认证成功后,SNMP Agent根据请求设置管理变量在管理信息库MIB中对应的节点,设置成功后向NMS发送响应;如果设置不成功,Agent会向NMS发送出错响应。

SNMP Traps

SNMP Traps是指SNMP Agent主动将设备产生的告警或事件上报给NMS,以便网络管理员及时了解设备当前运行的状态。

SNMP Agent上报SNMP Traps有两种方式:Trap和Inform。SNMPv1版本不支持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需要回复InformResponse进行确认,如图1-14所示。

图1-14 SNMP Traps操作

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。

图1-15 SNMPv1版本Trap操作报文格式

报文中的主要字段定义如下:

  • enterprise:Trap源(生成Trap的设备)的类型。
  • Agent addr:Trap源的地址。
  • Generic trap:通用Trap类型,包括coldStart、warmStart、linkDown、linkUp、authenticationFailure、egpNeighborLoss、enterpriseSpecific。
  • Specific trap:企业私有Trap信息。
  • Time stamp:上次重新初始化网络实体和产生Trap之间所持续的时间。
  • Variable bindings:变量绑定列表,由变量名和变量值对组成。

通过捕获报文工具获取设备发送的SNMPv1版本Trap报文如图1-16所示。

图1-16 SNMPv1版本Trap报文

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。一般情况下,SNMPv3的Trap操作或inform操作是经过加密封装在SNMP PDU中,其格式与SNMPv2c的Trap操作或inform操作的报文格式一致。

图1-17 SNMPv2版本Trap/Inform操作报文格式

报文中的主要字段定义如下:

  • Request ID:用于匹配请求和响应,SNMP给每个请求分配全局唯一的ID。
  • Variable bindings:变量绑定列表,由变量名和变量值对组成。

通过捕获报文工具获取设备发送的SNMPv2版本Trap报文如图1-18所示,SNMPv2版本Inform报文如图1-19所示。

图1-18 SNMPv2版本Trap报文
图1-19 SNMPv2版本Inform报文

SNMP Traps工作原理

Trap操作工作原理

Trap不属于NMS对被管理设备的基本操作,它是被管理设备的自发行为。当被管理设备达到告警的触发条件时,会通过SNMP Agent向NMS发送Trap消息,告知设备侧出现的异常情况,便于网络管理人员及时处理。例如被管理设备热启动后,SNMP Agent会向NMS发送warmStart的Trap。

这种Trap信息是受限制的。只有在设备端的模块达到模块预定义的告警触发条件时,SNMP Agent才会向管理进程报告。这种方法的好处是仅在严重事件发生时才发送Trap信息,减少报文交互产生的流量。

Inform操作工作原理

Inform操作也是被管理设备向NMS主动发送告警。与Trap告警不同的是,被管理设备发送Inform告警后,需要NMS进行接收确认。如果被管理设备没有收到确认信息则:

  1. 将告警或事件暂时保存在Inform缓存中。
  2. 重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. 被管设备上会生成相应的告警或事件日志。

由此可知,使用Inform操作会占用较多的系统资源。

SNMP端口号

SNMP报文是普通的UDP报文,协议中规定有两个默认端口号:

  • 端口号161:NMS发送Get、GetNext、GetBulk和Set操作请求以及SNMP Agent响应这些请求操作时,使用该端口号。

    该端口号支持用户配置,但是需要保证NMS发送请求报文使用的端口号与SNMP Agent响应请求报文使用的端口号要一致。

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

    该端口号支持用户配置,但是需要保证SNMP Agent发送Trap或Inform的端口号与NMS监听Trap或Inform的端口号要一致。

使用SNMP的相关信息

如果您想了解如何配置或使用SNMP,可参考以下产品文档:

S12700 V200R013C00 配置指南-网络管理与监控中的SNMP章节

CloudEngine 12800, 12800E V200R005C10 配置指南-网络管理与监控中的SNMP章节

无线接入控制器(AC和FITAP) V200R010C00 配置指南(命令行)-网络管理与监控配置中的SNMP章节

HUAWEI USG6000, USG9500, NGFW Module V500R005C00 产品文档-管理员指南-系统中的SNMP章节

AR100, AR120, AR150, AR160, AR200, AR1200, AR2200, AR3200, AR3600 V200R010 产品文档 配置指南(命令行)-网络管理与监控配置指南中的SNMP章节

NE20E-S V8R10C10SPC500 产品文档-配置-系统管理中的SNMP章节

NE40E V8R10C10SPC500 产品文档-配置-系统管理中的SNMP章节

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更新时间:2019-07-01

文档编号:EDOC1100087025

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