TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC QUẢN LÝ MẠNG SNMP
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG MẠNG
Sự phát triển và hội tụ mạng gần đây đã ảnh hưởng sâu sắc đến mọi khía cạnh của mạng lưới, đặc biệt trong quản lý mạng, nơi có sự thay đổi và hoàn thiện mạnh mẽ Các tổ chức tiêu chuẩn lớn đang nỗ lực tiêu chuẩn hóa, đồng thời đáp ứng yêu cầu từ người sử dụng dịch vụ Các nhà khai thác mạng và nhà cung cấp thiết bị thường áp dụng những chiến lược khác nhau trong quản lý mạng và thiết bị Mỗi nhà cung cấp thường đưa ra giải pháp quản lý mạng riêng cho sản phẩm của mình Trong bối cảnh hội tụ mạng hiện nay, sự đa dạng và phức tạp của thiết bị và dịch vụ đã tạo ra những thách thức lớn trong quản lý mạng.
Quản lý mạng có nhiệm vụ rõ ràng nhưng đối mặt với nhiều thách thức do sự đa dạng của thiết bị và yêu cầu quản lý khác nhau Các chiến lược quản lý cần phù hợp với kiến trúc mạng và đáp ứng nhu cầu người sử dụng Danh sách thiết bị cần quản lý bao gồm máy tính cá nhân, máy trạm, server, thiết bị đầu cuối, thiết bị đo kiểm, điện thoại, tổng đài, modem, bộ chuyển đổi giao thức, thiết bị tương thích ISDN, card NIC, và nhiều thiết bị mạng khác như router, switch, bridge Sự phức tạp trong quản lý các thiết bị này đòi hỏi một hệ thống quản lý linh hoạt và hiệu quả.
Quản lý toàn diện cần bao gồm việc kiểm soát tài nguyên mạng, dịch vụ, người dùng, ứng dụng hệ thống và cơ sở dữ liệu trong các môi trường ứng dụng khác nhau Về mặt kỹ thuật, thông tin này được thu thập, trao đổi và kết hợp với hoạt động quản lý mạng dưới dạng số liệu quản lý, sử dụng các kỹ thuật tương tự như trong mạng truyền số liệu.
Mặc dù có nhiều quan điểm về mô hình quản lý, nhưng tất cả đều thống nhất ở ba chức năng cơ bản: giám sát, điều khiển và báo cáo cho người điều hành.
Chức năng giám sát đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin liên tục về trạng thái của các tài nguyên được quản lý Nó chuyển đổi các thông tin này thành các sự kiện và phát ra cảnh báo khi các tham số của tài nguyên mạng vượt quá ngưỡng cho phép.
Chức năng quản lý có vai trò quan trọng trong việc thực hiện các yêu cầu từ người quản lý hoặc ứng dụng quản lý, nhằm thay đổi trạng thái hoặc cấu hình của tài nguyên được quản lý.
Chức năng báo cáo giúp chuyển đổi và trình bày thông tin một cách dễ hiểu, cho phép người quản lý đọc, đánh giá và tìm kiếm dữ liệu một cách hiệu quả.
Hiện nay, có hai phương pháp quản lý mạng phổ biến: quản lý mạng tập trung và quản lý mạng phân cấp Quản lý mạng tập trung sử dụng một thiết bị quản lý duy nhất để thu thập thông tin và điều khiển toàn bộ các thực thể mạng, với các chức năng quản lý phụ thuộc vào mức độ thông minh của manager Kiến trúc này cho phép quan sát cảnh báo và sự kiện mạng từ một vị trí, đồng thời bảo mật đơn giản, nhưng nhược điểm là lỗi hệ thống quản lý chính có thể ảnh hưởng đến toàn bộ mạng và tăng độ phức tạp khi thêm các phân tử mới Ngược lại, quản lý mạng phân cấp chia hệ thống thành các vùng quản lý, với trung tâm xử lý tại gốc cây phân cấp và các hệ thống phân tán ở nhánh cây, mang lại khả năng mở rộng hệ thống quản lý nhanh chóng, nhưng yêu cầu danh sách thiết bị quản lý phải được xác định và cấu hình trước.
TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC SNMP
1.2.1 Khái niệm giao thức SNMP
SNMP viết tắt của cụm từ "Simple Network Management Protocol" là giao thức quản lý mạng đơn giản
Giao thức quản lý mạng đơn giản (SNMP) là một tập hợp các quy định mà các bên tham gia cần tuân thủ để giao tiếp hiệu quả Trong lĩnh vực thông tin, giao thức này quy định cấu trúc và định dạng của dữ liệu trao đổi, cũng như trình tự và thủ tục cần thiết để thực hiện việc trao đổi Nếu một bên gửi dữ liệu không đúng định dạng hoặc không theo trình tự quy định, các bên sẽ không thể hiểu hoặc chấp nhận thông tin Do đó, SNMP có những quy định riêng mà các thành phần trong mạng phải tuân theo để đảm bảo sự giao tiếp suôn sẻ.
Một thiết bị hỗ trợ giao thức SNMP được gọi là "có hỗ trợ SNMP" hoặc "tương thích SNMP", cho phép quản lý và giám sát hệ thống một cách hiệu quả SNMP giúp theo dõi, thu thập thông tin, gửi thông báo và điều khiển hoạt động của hệ thống theo ý muốn Một số khả năng nổi bật của phần mềm SNMP bao gồm việc quản lý và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
- Theo dõi tốc độ đường truyền của một router, biết được tổng số byte đã truyền/nhận
- Lấy thông tin máy chủ đang có bao nhiêu ổ cứng, mỗi ổ cứng còn trống bao nhiêu
Tự động nhận cảnh báo khi switch có một port bị down
Điều khiển tắt các port trên switch có thể thực hiện qua giao thức SNMP, một công cụ quản lý mạng được thiết kế để hoạt động trên nền tảng TCP/IP SNMP không chỉ quản lý máy tính mà còn có thể điều khiển các thiết bị mạng khác như switch, router, firewall, ADSL gateway và nhiều phần mềm hỗ trợ quản trị thông qua SNMP.
Giả sử bạn có một cái máy giặt có thể nối mạng IP và nó hỗ trợ SNMP thì bạn có thể quản lý nó từ xa bằng SNMP
SNMP, hay Giao thức Quản lý Mạng Đơn Giản, được thiết kế với cấu trúc bản tin và quy trình hoạt động đơn giản, cùng với cơ chế bảo mật dễ dàng (ngoại trừ phiên bản SNMP 3) Nhờ vào phần mềm SNMP, quản trị viên mạng có thể quản lý và giám sát toàn bộ mạng từ xa một cách hiệu quả Những ưu điểm nổi bật của SNMP bao gồm khả năng quản lý tập trung và giám sát hệ thống dễ dàng.
SNMP được phát triển nhằm tối ưu hóa quản lý các thành phần trong mạng, giúp đơn giản hóa quy trình này Nhờ vào thiết kế hiệu quả của SNMP, các phần mềm liên quan có thể được phát triển nhanh chóng và với chi phí thấp.
SNMP được thiết kế để mở rộng khả năng quản lý và giám sát mà không có giới hạn về các thiết bị có thể quản lý Khi xuất hiện thiết bị mới với các thuộc tính và tính năng độc đáo, người dùng có thể tùy chỉnh SNMP để đáp ứng nhu cầu riêng của mình.
SNMP được thiết kế để hoạt động độc lập với kiến trúc và cơ chế của các thiết bị hỗ trợ, cho phép quản lý và giám sát hiệu quả Dù các thiết bị có cách hoạt động khác nhau, nhưng chúng đều đáp ứng tiêu chuẩn SNMP giống nhau Chẳng hạn, bạn có thể sử dụng một phần mềm để theo dõi dung lượng ổ cứng trống trên các máy chủ chạy hệ điều hành Windows và Linux, trong khi nếu không sử dụng SNMP, bạn sẽ cần thực hiện theo các phương pháp khác nhau cho từng hệ điều hành.
1.2.2 Các phiên bản của SNMP
Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP bao gồm ba phiên bản: SNMPv1, SNMPv2 và SNMPv3, được thiết kế theo mô-đun để đảm bảo sự thống nhất về kiến trúc và khung làm việc Mặc dù các phiên bản này có sự khác biệt nhỏ trong định dạng bản tin và phương thức hoạt động, nhưng chúng vẫn giữ được tính đồng nhất trong cấu trúc.
Phiên bản đầu tiên của SNMP, bao gồm 5 phương thức tương ứng với 5 loại bản tin: Get Request, Get Next Request, Set Request, Get Response, Trap
Bản tin Get Request là thông điệp mà manager gửi đến agent để yêu cầu thông tin cụ thể, bao gồm ID của đối tượng cần lấy Chẳng hạn, để lấy tên của Device 1, manager sẽ gửi Get Request với ID = 1.3.6.1.2.1.1.5 đến Device 1 Khi nhận được bản tin, tiến trình SNMP trên Agent sẽ xử lý và tạo ra bản tin trả lời Đặc biệt, một Get Request có thể chứa nhiều Object ID, cho phép thu thập nhiều thông tin cùng lúc.
Bản tin GetNextRequest được sử dụng để lấy thông tin về đối tượng tiếp theo trong cấu trúc MIB, bao gồm OID Mặc dù các OID trong MIB được sắp xếp theo thứ tự nhưng không liên tục, việc biết một OID không giúp xác định chính xác OID tiếp theo.
Để lấy giá trị của OID kế tiếp, chúng ta cần sử dụng hàm GetNextRequest Bằng cách thực hiện liên tục GetNextRequest, chúng ta có thể thu thập toàn bộ thông tin từ agent.
Set Request: Bản tin SetRequest được manager gửi cho agent để thiết lập giá trị cho một object nào đó Ví dụ:
Bạn có thể thay đổi tên của máy tính hoặc router thông qua phần mềm SNMP manager bằng cách gửi một bản tin SetRequest Bản tin này cần có OID là 1.3.6.1.2.1.1.5.0 (sysName.0) và giá trị là tên mới mà bạn muốn đặt.
- Có thể shutdown một port trên switch bằng phần mềm SNMP manager, bằng cách gửi bản tin có OID là 1.3.6.1.2.1.2.2.1.7 (ifAdminStatus) và có giá trị là 2 7
Get Response: Mỗi khi SNMP agent nhận được các bản tin GetRequest,
GetNextRequest và SetRequest sẽ gửi lại bản tin GetResponse để phản hồi Bản tin GetResponse bao gồm OID của đối tượng được yêu cầu cùng với giá trị của đối tượng đó.
Trap là bản tin tự động được agent gửi đến manager khi xảy ra các sự kiện đặc biệt bên trong agent, không phải là các hoạt động thường xuyên Các sự kiện này bao gồm tình huống như port down, đăng nhập không thành công của người dùng, hoặc thiết bị khởi động lại Tuy nhiên, không phải tất cả các biến cố đều được agent thông báo qua trap, và không phải mọi agent đều gửi trap cho cùng một biến cố Quyết định về việc gửi trap cho từng biến cố phụ thuộc vào quy định của nhà sản xuất thiết bị hoặc agent.
Hình 1 1: Các loại bản tin trong SNMPv1
SNMPv2 cung cấp khả năng liên điều hành giữa các manager và giới thiệu hai đơn vị dữ liệu giao thức mới Tính năng liên kết giữa các manager cho phép SNMP quản lý mạng phân tán và gửi báo cáo giữa các trạm khác nhau Hai đơn vị dữ liệu PDU, gồm GetbulkRequest và InformRequest, đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý lỗi và khả năng đếm của SNMPv2 Hệ thống đếm của SNMPv2 sử dụng bộ đếm 64 bit (hoặc 32 bit) để duy trì trạng thái của các liên kết và giao diện, nâng cao hiệu quả quản lý mạng.
Cấu trúc bản tin SNMPv2
TỔNG QUAN VỀ CÔNG CỤ QUẢN LÝ MẠNG DỰA TRÊN SNMP –
Giới thiệu
iReasoning MIB browser là công cụ mạnh mẽ và dễ sử dụng từ iReasoning SNMP API, thiết yếu cho các kỹ sư trong việc quản lý thiết bị mạng SNMP Công cụ này cho phép người dùng gửi yêu cầu SNMP để truy xuất dữ liệu từ SNMP Agent hoặc thực hiện các thay đổi thông tin của các Agent.
- Hỗ trợ đầy đủ SNMPv1, v2c và v3 (USM và VACM); hỗ trợ đầy đủ SNMPv3 USM, bao gồm cả các thuật toán HMAC-MD5, HMAC-SHA, CBC-DES, CFB128-AES-
128, CFB128-AES-192, CFB128-AES-256; hỗ trợ Ipv6
- Bộ phân tích SMIv1/SMIv2 MIB mạnh mẽ
Trap Receiver là nơi nhận các tín hiệu trap, sử dụng công cụ với quy tắc để xử lý và kích hoạt các hoạt động khi các điều kiện nhất định được thỏa mãn, trong khi Trap Sender là nơi gửi các tín hiệu trap này.
- Log window để hiển thị ứng dụng đăng nhập và các gói tin SNMP được trao đổi giữa browser và agents
- Hiển thị dạng bảng cho MIB tables; hiển thị port cho thẻ giao diện mạng
- Quản lý người dùng SNMPv3 USM
- Công cụ biểu đồ hiệu suất để theo dõi các giá trị số OID; công cụ ping và traceroute; công cụ phát hiện mạng
- Thiết bị chụp; thiết bị chụp Cisco
- So sánh các SNMP Agents; đánh dấu
- Chạy trên Windows, Mac OS X, Linux và các nền tảng UNIX khác
Giao diện
Sau khi cài đặt và khởi động, giao diện của phần mềm như sau:
Hình 2 1: Giao diện MIB Browser
- Load MIB: khởi động một hoặc nhiều file dạng MIB Bạn cần phải giữ phím CTRL nếu muốn chọn nhiều file
- MIB Modules: danh sách các thuộc tính của tất cả các module MIB đã tải
- Open Session: mở một tập tin giao dịch đã lưu trước đó
Lưu phiên làm việc giúp bạn bảo tồn các thiết lập hiện tại của các thẻ chứa tập tin đang giao dịch, cho phép mở lại sau này để khôi phục các thẻ một cách dễ dàng.
- Find in MIB Tree: Tìm một nút trong cây MIB
- Find in Result Table: Tìm một chuỗi trong bảng kết quả
- Get: thực hiện phương thức GetRequest của SNMP (Manager gửi GetRequest cho agent để yêu cầu agent cung cấp thông tin nào đó dựa vào ObjectID)
- GetNext: thực hiện phương thức GetNextRequest của SNMP (Manager gửi
GetNextRequest có chứa một ObjectID cho agent để yêu cầu cung cấp thông tin nằm kế tiếp ObjectID đó trong MIB)
GetBulk là một phương thức trong SNMPv2, cho phép lấy thông tin từ nhiều đối tượng cùng lúc chỉ với một bản tin Thay vì gửi 10 yêu cầu GetRequest, bạn chỉ cần thực hiện một yêu cầu GetBulk để nhận dữ liệu hiệu quả hơn.
Để thực hiện phương thức SetRequest của SNMP, quản lý (Manager) gửi yêu cầu SetRequest đến đại lý (agent) nhằm đặt giá trị cho các đối tượng của agent dựa trên ObjectID Khi lựa chọn Set, một hộp thoại sẽ xuất hiện để người dùng thực hiện các thao tác cần thiết.
Trong hộp thoại [SNMP SET], bạn cần nhập giá trị muốn thay đổi vào ô [Value] và nhấn [OK] Nếu write community được xác nhận đúng, thao tác Set sẽ được thực hiện thành công.
Get Subtree là một phương thức giúp lấy tất cả các đối tượng (object) nằm dưới một nút (node) nhất định trong cây dữ liệu Chẳng hạn, khi bạn ở nút mib-2.system và sử dụng GetSubTree, phần mềm sẽ thu thập tất cả các OID nằm dưới một cấp của nút đó Quá trình thực hiện GetSubTree thực chất là việc gửi các yêu cầu GetNextRequest liên tục cho đến khi nhận được đối tượng ở cùng cấp với đối tượng ban đầu.
- Walk: thực hiện GetNextRequest liên tục đến khi hết bảng mib Chỉ cần một lần
Walk bạn có thể lấy toàn bộ các object nhưng sẽ tốn nhiều thời gian Walk cũng không phải là phương thức chuẩn của SNMP
TableView: MIB Browser cho phép người dùng lấy thông tin dưới dạng bảng, giúp hiển thị trực quan hơn về SNMP Agent Ví dụ, để xem bảng định tuyến của Router, bạn chỉ cần truy cập mục ipRoute Table trong thư mục ip, sau đó nhấp chuột phải vào ipRoute Table và chọn Table View Kết quả sẽ được hiển thị trong Tab Kết quả.
Hình 2 2: Table View trong ipRoute Table
Trên thanh công cụ của bảng, có các nút chức năng quan trọng như: "Rotate" để xoay bảng 90 độ, "Refresh" giúp làm mới bảng ngay lập tức, "Export" cho phép xuất dữ liệu bảng sang tập tin CSV, "Poll" để làm mới bảng theo định kỳ, "SNMP SET" thực hiện thao tác SET cho cột được chọn, "Create Row" tự động tạo một hàng mới, và "Delete Row" tự động xóa một hàng.
Cửa sổ trap sender cho phép người dùng gửi trap SNMPv1/v2c hoặc thông báo một cách dễ dàng Các cài đặt trap có thể được lưu lại, giúp người dùng không phải nhập lại thông tin trong lần sử dụng tiếp theo Để gửi trap từ nút trong cây MIB, người dùng chỉ cần nhấp chuột phải và chọn “Send Trap”, khi đó thông tin từ nút sẽ tự động được điền vào các giá trị mặc định.
Watches và Add Watch là tính năng trong MIB Browser cho phép người dùng thiết lập lịch cho các hoạt động Để hẹn giờ thực hiện lệnh cho một đối tượng, trước tiên, bạn cần chọn đối tượng đó trong MIB Tree.
- Port View: Tính năng này cho phép hiển thị băng thông Input/ Output và xác suất lỗi của tất cả các cổng thuộc SNMP Agent
Switch Port Mapper là công cụ giúp hiển thị bản đồ các thiết bị kết nối với switch quản lý, đồng thời cung cấp thông tin về lượng băng thông sử dụng tại từng cổng.
Bản chụp thiết bị (Device Snapshot) cung cấp cái nhìn tổng quan về dữ liệu thiết bị hiện có, bao gồm thông tin hệ thống, giao diện người dùng, các ổ đĩa, quy trình đang chạy và phần mềm đã được cài đặt.
- Cisco Device Snapshot: hiển thị ảnh chụp của các thiết bị Cisco
Mở cửa sổ log để hiển thị thông tin đăng nhập của ứng dụng Để xóa nội dung trong cửa sổ này, bạn chỉ cần nhấp chuột phải và chọn “Clear text” từ menu.
- Ping: mở cửa sổ Ping bằng cách vào Menu Tool -> Ping Sau đó điền địa chỉ IP vào ô Host , click Ping, kết quả sẽ hiển thị
- Trace Route: mở cửa sổTrace Route bằng cách vào Menu Tool -> Trace Route, điền địa chỉ IP đích vào ô Host, click Trace Route và xem kết quả
Network Discovery là tính năng giúp xác định các host đang hoạt động trong mạng LAN Nếu host đó là một SNMP Agent, thông tin hệ thống của nó sẽ được hiển thị trên bảng kết quả.
Quản lý người dùng SNMPv3 USM: Cửa sổ này hiển thị danh sách người dùng SNMPv3 hiện tại, cho phép bạn chỉnh sửa các thuộc tính của người dùng hoặc xóa người dùng không cần thiết.
- Compare Devices: Công cụ này cho phép so sánh hai SNMP Agent với nhau
- Options: Vào Tools, chọn Options
Address: Điền địa chỉIP của SNMP Agent
Advanced button: Bổ sung các tham số như Port, SNMP version
OID field: Object identifier , được sử dụng để xác định đối tượng truy vấn, mỗi đối tượng truy vấn sẽ có một OID khác nhau
Operations: Xác định lệnh mà MIB sẽ thực hiện
Go button: Thực hiện lệnh
MIB Tree Pane được chia ra làm 2 phần là phần hình cây ở trên và phần định nghĩa bên dưới
Cây MIB được hiển thị trong Tree Pane, cho phép người dùng tương tác bằng cách nhấp chuột phải vào các nút Khi nhấp chuột phải vào nút gốc, một menu pop up sẽ xuất hiện với các tùy chọn “Find”, “Expand” và “Unload MIB” Đối với các nút khác, menu chỉ cung cấp các tùy chọn “Find” và “Expand”.
- Node Properties Pane: Các định nghĩa về object bao gồm Name, OID, MIB, Syntax, Access, Status
Kết quả của các truy vấn SNMP sẽ được hiển thị trong bảng
Command Line Options
Command line tools được đặt tại đường dẫn $INSTALL_DIR\bin
Lệnh graph.bat cho phép ghi lại giá trị của SNMP agent vào một tập tin, giúp người dùng dễ dàng mở và xem dữ liệu này trong MIB Browser thông qua menu "File/Open Graph Data".
The Command Line SNMP Tools include several scripts for managing SNMP requests: the snmpget.bat script is used for executing SNMP GET requests, while snmpgetnext.bat facilitates SNMP GET-NEXT requests For SNMP SET requests, the snmpset.bat script is utilized, and the trap.bat script is designed for sending SNMP traps.
Phím tắt
CTRL-L: Tải thư mục MIB
CTRL-F: Tìm một nút MIB
CTRL-G: Thực hiện thao tác SNMP GET
CTRL-N: Thực hiện thao tác SNMP GET-NEXT
CTRL-E: Thực hiện thao tác Get-Subtree
CTRL-S: Thực hiện thao tác SNMP SET
CTRL-W: Thực hiện thao tác walk
CTRL-P: Dừng thao tác hiện tại
Enter: Nếu nút Operations hoặc Go đang có trọng tâm, nhấn phím "Enter" sẽ lặp lại hoạt động cuối cùng
CTRL-T: Thực hiện Table view
CTRL-R: Thực hiện Plot graph
CTRL-D: Thực hiện Add to watches
CTRL-I : Mở trap receiver panel
MINH HỌA QUẢN LÝ MẠNG
Yêu cầu
Minh họa quản lý mạng như hình vẽ
Mạng sử dụng địa chỉ 192.168.xy.z, trong đó x-y đại diện cho đường dẫn giữa hai thiết bị và z là chỉ số của thiết bị Hệ thống định tuyến được áp dụng là OSPF, và địa chỉ MAC của các giao diện cũng được xác định trong cấu trúc mạng này.
E0/2 df:cb:eb:1f:e2:21 E1/0 ac:41:33:ae:dd:a2
E0/0 db:42:ed:60:62:e8 E0/3 09:af:d0:bb:dd:7f
E0/1 2c:ca:10:fa:df:fb S1/0 6a:dc:cb:72:6c:f9
LO 86:27:49:aa:4d:10Phân biệt bản tin GET và GETNEXT dựa trên việc lấy thông tin về thuộc tính ifDescr trên giao diện bôi vàng tại Router Ri (với i là số cuối của số thứ tự sinh viên trong danh sách lớp, sinh viên có mã số cuối là 0 thì lấy Router R10).
Thực hiện yêu cầu
Số cuối của số thứ tự trong danh sách là 2 → i = 2 ⇨ R2
Sử dụng định tuyến OSPF để tìm tuyến đường nên đường đi ngắn nhất từ Cloud 2 đến R2 là: Cloud 2 → R7 → R1 → R2
MAC IP UDP SNMP PDU
MAC IP UDP SNMP PDU
Scr: 2c:ca:10:fa:df:fb
MAC IP UDP SNMP PDU
MAC IP UDP SNMP PDU
Scr: 2c:ca:10:fa:df:fb
- Giống: cả 2 bản tin GET và GETNEXT đều giống nhau ở MAC - nguồn, dích; IP - nguồn, đích; Port UDP – nguồn, đích ở trong dạng bản tin Resquest và Respone
+ Chỉ số PDU type của bản tin get request (0) và get-next request (1)
+ OID của 2 bản tin respone của GET và GET-NEXT khác nhau chỉ số cuối
+ Giá trị trả về tại 2 bản tin respone khác nhau ở tên cổng
Sự khác nhau này là do bản tin GET truy xuất đúng giá trị OID còn bản tin GET-NEXT truy xuất giá trị tiếp theo trong cây
