snmp原理与实战详解

　　一、什么是SNMP

　　简单网络管理协议（SNMP），由一组网络管理的标准组成，包含一个应用层协议（application layer protocol）、数据库模型（database schema）和一组资源对象。该协议能够支持网络管理系统，用以监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理上关注的情况。

　　该协议是互联网工程工作小组（IETF，Internet Engineering Task Force）定义的internet协议簇的一部分。SNMP的目标是管理互联网Internet上众多厂家生产的软硬件平台，因此SNMP受Internet标准网络管理框架的影响也很大。SNMP已经出到第三个版本的协议，其功能较以前已经大大地加强和改进了。

　　

　　SNMP的作用

　　SNMP是1990年之后最常用的网络管理协议。SNMP被设计成与协议无关，所以它可以在IP，IPX，AppleTalk，OSI以及其他用到的传输协议上被使用。SNMP是一系列协议组和规范（见下表），它们提供了一种从网络上的设备中收集网络管理信息的方法。SNMP也为设备向网络管理工作站报告问题和错误提供了一种方法。

　　现在，几乎所有的网络设备生产厂家都实现了对SNMP的支持。领导潮流的SNMP是一个从网络上的设备收集管理信息的公用通信协议。设备的管理者收集这些信息并记录在管理信息库（MIB）中。这些信息报告设备的特性、数据吞吐量、通信超载和错误等。MIB有公共的格式，所以来自多个厂商的SNMP管理工具可以收集MIB信息，在管理控制台上呈现给系统管理员。

　　通过将SNMP嵌入数据通信设备，如路由器、交换机或集线器中，就可以从一个中心站管理这些设备，并以图形方式查看信息。现在可获取的很多管理应用程序通常可在大多数当前使用的操作系统下运行，如Windows95、Windows98、WindowsNT和不同版本UNIX的等。

　　一个被管理的设备有一个管理代理，它负责向管理站请求信息和动作，代理还可以借助于陷阱为管理站主动提供信息，因此，一些关键的网络设备（如集线器、路由器、交换机等）提供这一管理代理，又称SNMP代理，以便通过SNMP管理站进行管理。

　　二、SNMP背景

　　SNMP的基本思想：为不同种类的设备、不同厂家生产的设备、不同型号的设备，定义为一个统一的接口和协议，使得管理员可以是使用统一的外观面对这些需要管理的网络设备进行管理。通过网络，管理员可以管理位于不同物理空间的设备，从而大大提高网络管理的效率，简化网络管理员的工作。

　　三、SNMP结构概述

　　SNMP被设计为工作在TCP/IP协议族上。SNMP基于TCP/IP协议工作，对网络中支持SNMP协议的设备进行管理。所有支持SNMP协议的设备都提供SNMP这个统一界面，使得管理员可以使用统一的操作进行管理，而不必理会设备是什么类型、是哪个厂家生产的。如下图，

　　

　　四、SNMP支持的网管操作

　　对于网络管理，我们面对的数据是设备的配置、参数、状态等信息，面对的操作是读取和设置；同时，因为网络设备众多，为了能及时得到设备的重要状态，还要求设备能主动地汇报重要状态，这就是报警功能。如下图，

　　

　　1）Get：读取网络设备的状态信息。

　　2）Set：远程配置设备参数。

　　3）Trap：管理站及时获取设备的重要信息。

　　五、SNMP的实现结构

　　在具体实现上，SNMP为管理员提供了一个网管平台（NMS），又称为管理站，负责网管命令的发出、数据存储、及数据分析。被监管的设备上运行一个SNMP代理（Agent）），代理实现设备与管理站的SNMP通信。如下图，

　　

　　管理站与代理端通过MIB进行接口统一，MIB定义了设备中的被管理对象。管理站和代理都实现了相应的MIB对象，使得双方可以识别对方的数据，实现通信。管理站向代理申请MIB中定义的数据，代理识别后，将管理设备提供的相关状态或参数等数据转换为MIB定义的格式，应答给管理站，完成一次管理操作。

　　已有的设备，只要新加一个SNMP模块就可以实现网络支持。旧的带扩展槽的设备，只要插入SNMP模块插卡即可支持网络管理。网络上的许多设备，路由器、交换机等，都可以通过添加一个SNMP网管模块而增加网管功能。服务器可以通过运行一个网管进程实现。其他服务级的产品也可以通过网管模块实现网络管理，如Oracle、WebLogic都有SNMP进程，运行后就可以通过管理站对这些系统级服务进行管理。

　　根据管理者和被管理的设备在网络管理操作中的不同职责，SNMP定义了3种角色。如下图，

　　

　　网络管理系统：又称管理站、NMS。是系统的控制台，向管理员提供界面以获取与改变设备的配置、信息、状态、操作等信息。管理站与Agent进行通信，执行相应的Set和Get操作，并接收代理发过来的警报（Trap）。

　　代理：Agent是网络管理的代理人，负责管理站和设备SNMP操作的传递。介于管理站和设备之间，与管理站通信并相应管理站的请求，从设备获取相应的数据，或对设备进行相应的设置，来响应管理站的请求。代理也需要具有根据设备的相应状态使用MIB中定义的Trap向管理站发送报告的能力。

　　代理服务器：Proxy是一种特殊的代理，在不能直接使用SNMP协议的地方，如：异种网络、不同版本的SNMP代理等情况，Proxy代替相关设备向管理站提供一种外观，为设备代理SNMP协议的实现。Proxy做了异种网络或不同版本代理和相应SNMP数据请求的转换工作。如下图，

　　

　　附：管理信息库MIB：定义了设备上可以使用的管理信息。代理和管理站使用MIB作为统一的数据接口通信。

　　六、SNMP的技术内容

　　如下图，

　　

　　七、SNMP的发展历史

　　1989年------ SNMPv1

　　1991年------ RMON（Remote Network Monitoring 远程网络监视），它扩充了SNMP的功能，包括对LAN的管理及对依附于这些网络的设备的管理。RMON 没有修改和增加SNMPv1，只是增加了SNMP监视子网的能力。

　　1993年------ SNMPv2（SNMPv1的升级版）

　　1995年------ SNMPv2正式版，其中规定了如何在基于OSI的网络中使用SNMP

　　1995年------ RMON扩展为RMON2

　　1998年------ SNMPv3，一系列文档定义了SNMP的安全性，并定义了将来改进的总体结构，SNMPv3可以和SNMPv2、SNMPv1一起使用。

　　八、SNMP的技术术语

　　SNMP：Simple Network Management Protocol（简单网络管理协议），是一个标准的用于管理基于IP网络上设备的协议。

　　MIB：Management Information Base（管理信息库），定义代理进程中所有可被查询和修改的参数。

　　SMI：Structure of Management Information（管理信息结构），SMI定义了SNMP中使用到的ASN.1类型、语法，并定义了SNMP中使用到的类型、宏、符号等。SMI用于后续协议的描述和MIB的定义。每个版本的SNMP都可能定义自己的SMI。

　　ASN.1：Abstract Syntax Notation One（抽象语法定义）。用于定义语法的正式语言，在SNMP中定义SNMP的协议数据单元PDU和管理对象MIB的格式。SNMP只使用了ASN.1中的一部分，而且使用ASN.1的语言特性定义了一些自定义类型和类型宏 ，这些组成了SMI。

　　PDU： Protocol Data Unit（协议数据单元），它是网络中传送的数据包。每一种SNMP操作，物理上都对应一个PDU。

　　NMS： Network Management System，网络管理系统，又名网络管理站，简称“管理站”。它是SNMP的总控机，提供统一的用户界面访问支持SNMP的设备，一般提供UI界面，并有统计、分析等功能，是网管系统的总控制台。NMS是网络管理操作的发起者。

　　Agent： 是SNMP的访问代理，简称“代理”，为设备提供SNMP能力，负责设备与NMS的通信。

　　Proxy： 代理服务器，对实现不同协议的设备进行协议转换，使非IP协议的设备也能被管理。

　　Trap： 是由设备主动发出的报警数据，用于提示重要的状态的改变。

　　BER： Basic Encoding Rule，基本编码规格。描述如何将ASN.1类型的值编码为字符串的方法。它是ASN.1标准的一部分。BER编码将数据分成TLV三部分，T为Tag的缩写，是类型标识；L为Length的缩写，标识类型的长度；V为Value的缩写，标识数据内容。按照TLV的顺序对数据进行编码，生成字节流。SNMP使用BER将SNMP的操作请求和应答编码后进行传输，并用于接收端进行解码。

　　九、综合上述（总结）

　　1、SNMP现有几个版本

　　SNMP共有v1，v2，v3这三个版本：

　　v1和v2都具有基本的读、写MIB功能。

　　v2增加了警报、批量数据获取、管理站和管理站通信能力。

　　v3在v2的基础上增加了USM，使用加密的数据和用户验证技术，提高了安全性。

　　另外，RMON是SNMP的一个重要扩展，为SNMP增加了子网流量、统计、分析能力。现有两个版本： Rmon：提供了OSI七层网络结构中网络层和数据链路层监视能力。Rmon2：提供了OSI七层网络结构中网络层之上各层的监视能力。

　　2、ASN.1、BER、SMI、MIB、PDU的关系

　　

　　ASN.1：高级的数据描述语言。描述数据的类型、结构、组织、及编码方法。包括符号和语法两部分。SNMP使用ASN.1描述PDU和管理学对象信息库MIB。

　　BER：ASN.1的基本编码规则。描述具体的ASN.1对象如何编码为比特流在网络上传输。SNMP使用BER作为编码方案，数据首先先经过BER编码，再经由传输层协议（一边是UDP）发往接收方。接收方在SNMP端口上收到PDU后，经过BER解码后，得到具体的SNMP操作数据。

　　SMI：是SNMP的描述方法。规定了使用ASN.1子类型、符号。ASN.1功能强大，但SNMP只用到了其中很小一部分，对于这一部分内容的描述，限定了范围，即为SMI。SMI规定了使用到的ASN.1类型、宏、符号等。SMI是ASN.1的一个子集和超集。

　　MIB：是SNMP中使用到的管理信息库。定义了数据格式、类型、顺序、意义等，使用SMI中定义的类型和ASN.1中的基本类型对对象进行描述，是一个使用SMI描述的管理信息库。每一类关心的事件都有一组MIB，比如网络接口有一颗MIB树，TCP有一颗MIB树，UDP也有一颗MIB树。

　　PDU：是SNMP的协议数据单元。PDU是基本的通信格式，使用ASN.1描述，使用BER编码，通过传输层协议传送。

　　3、比较规范的SNMP背景

　　SNMP作为一种过渡技术以其简单易用的特性被广泛使用，使用的网络产品提供对SNMP的支持。SNMP还扩展了具有远程管理功能的RMON，使得管理人员可以对整个子网进行管理，而不是对整个子网内的设备进行管理。