简单网络管理协议(snmp)学习理解

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1、简单网络管理协议学习理解 1SNMP 网络管理协议综述SNMP（Simple Network Management Protocol ）是被广泛接受并投入使用的 工业标准，它是由 SGMP 即简单网关监控协议发展以来的。它的目标是保证管 理信息在任意两点中传送，便于网络管理员在网络上的任何节点检索信息，进 行修改，寻找故障；完成故障诊断，容量规划和报告生成。它采用轮询机制， 提供最基本的功能集。最适合小型、快速、低价格的环境使用。它只要求无证 实的传输层协议 UDP，受到许多产品的广泛支持。 2.1 管理信息经由 SNMP 协议传输的所有管理倍息都表现为非聚集的对象类型。这些对 象类型被收集到

2、一个或多个管理信息库MIB中并且对象类型按照管理信息结构 和标识(SMI)定义。简单网络管理协议策 l 版的 sM 于 1990 年 5 月定义在一篇题 为基于因特网的了 TCPIP 管理信息结构和标识 的 RFC 中。这一 RFC 要 求所有的管理信息库数据和信息必须根据 ISO 8824 标准抽象句法表示法 1 规 范(ASN1)编码。按照 ASN1 表示所有信息和对象的目的在于方便向 OSI 的网络管理协议迁移而无需重新定义现已存在的所有对象和 MIB。SMI 为每一对象类型定义以下成分：名字； 句法； 编码说明。 注意：一个对象类型的名字明确地代表一个对象，称为对象标识符。不得 分配标

3、识符 0 给对象类型作为其名字的一部分。为便于阅读，在标准文档中对 象标识符旁边包含对这一对象的描述。对象标识符是按照在 OSI MIB 树中建立 的严格分层空间构造的，对象标识符总是一个唯一的从树根开始描述 MIB 树的 整数序列。对象标识符和它的文字描述的组合称为标号。 2.1.1 管理树 SMI 明确要求所有被管理的信息和数据都要由管理树来标识。这棵管理树来源 于OSI 的定义，它具有从很开始的严格分层化结构。管理拷的分支和叶子是用数 字和字母两种方式显示的。数字化编码是机器可读的，字母显示则更适合于人 的眼睛并帮助用户寻找穿过错综复杂分支的路径。在树中通向一个节点或叶子 的路径是用对象

4、标识符表示的。树的各个分支是用数值表示的，因此对象标识符就构成了一个整数序列。 管理树纳根下有 3 个直接后继者 IB 际电报电话咨询委员会 ccnT 分支、国际标 准化组织 Iso 分支和 J。intIsoCCITT(上述的联合)分文。下图为因特网子数 （1.3.6.1）中所包含的是与因特网有关的所有管理对象。 2.2 名字和语法 句法定义了对象的数据类型。AsN1 的部分结构用来形式化地描述这种数据类 型。ASN1 编码只使用基本编码规则(BER) 。 SMI 定义了 3 种数据类型：原语类型、结构类型和自定义的类型。 1)原语类型(Primitive types)原语 ASN1 类型有

5、Integer( 整数) 、Octet(字节) 、String(字符串)、object Identifier(对象标识符)和 NuLL( 空)几种类型。再没有其他原语类型。 2)结构类型(Constructor types) 结构类型是一种用于汇集列表和表格的复合类型。出于这种目的，SNMP 使用 sequence 和 sequence of。结构类型 Sequence 允许使用简单类型的列表，在sequence 定义中，SNMP 协议不提供缺省或可选值。Sequence 的句法构造如下：SEQUENCEtypel， ,typeN 表格是对一些元家组成的舶数据结构的显示。用 entry 表示列

6、表名， sequcence of 的句法结构如下： SEQUENCEentry 3)自定义的类型(Defined types) 借助于列表和结构类型，其他类型可以从基本类型(已经定义过的类型) (1nteger、 NULL、object Identifier 和 Octet String)派生。为此，SMI 定义了 6 种复合类型：(1)NetworkAddress(网络地址)NetworkAddress 允许使用各种格式化的网络地址。当前，SMI 只支持因持 网协议(2)IPAddress(因特网地址)定义 32 位 IP 地址的格式。(3)Counter( 计数器)32 位非负值计数器。这

7、个计数器从 o 计到 2 的 32 次幂减 l(十进制的 4294967295)，超出最大值，计数器从零重新计数。(4)Gauge(量规)32 位非负整数计算器，可做增 1 计数和减 1 计数。Gauge 不能超出最大值 (2 的 32 次幂减 l，十进制 4294967295)，如超出，将从零重新启动。(5)TimeTicks(时间标记)非负的 32 位的整数。该整数按 1100s 计算时间(6)Opaque(模糊) 引入这一伪数据类型，以绕过在有限的 SMI 定义中所固有的任何限制。它 允许任意的 ASN 1 结构。在网管站和代理进程间就 Opaque 数据的解释达成 一致是非常必要的。4

8、)被管对象管理信息的结构和标识没有定义各自的被管对象，而定义了它们的形式化 结构和内容。每个对象类型由 5 个字段构成：对象名、句法、定义、访问方式 和状态。(1)对象名 在“object”下，数值化的对象标识符是与对象的正文描述成对出现的 例子：atIndex at Entryl (2)句法 使用 A5N1 句法类型描述上述内容 (3)定义 描述被管对象的正文存储于这个字段中 (4)访问方式 定义对象的访问字段为只读、只写、读写或不可访问 (5)状态 对象状态字段包含着有关它的至要性的信息。状态字段可以有以下值 必备(Mandatory) ，在每一个实现中必须存在； 可选(Ophtional

9、)，这一对象的集成是每个实现可选的； 作废(0bsolete) ，这个对象不再使用。 2.3 抽象句法表示法(ASN1) 1)ASN1 规则 ASN1 定义了一些规则，这些规则对于理解 SNMP 是极其重要的： 标准描述了许多已定义的 ASN1 类型； ASN1 类型名总是用大写字母打头； 一律用大写字母显示某些保留字。这些保留字在标准中是有专门含义的；某些名字用小写保留字开头。这些名字仅为增强 ASN1 表示法的易读而引 入。 2)模版 SMI 把被管对象的所有属性定义为一组数据(模板)。这些模板由 5 个部分 构成：对象描述、句法、定义、访问方式和对象的状态。对象棋板句法定义对 象的 AS

10、NL 编码(Integer 、 Object String 、NULI、NetworkAddress、IP Address、Counter、Gauge 、TimeTicks 、opaque) 。 2.4 编码 SNMP 协议的所有对象类型是根据 Iso 8824 标准，即抽象句法表示法 1 的基本编码规则规范编码的。正如在基本编码规则 BEE 中定义的，AsN 1 数据总是用传入数据网的最有效位即最高位，作为第一个值。如下左图中所示， 位 81 总是按从左到右的顺序传送到下一最低协议层。位 8 是最高位，位 l 是 最低位。相应地，这一协议消息的接收者将按顺序的数据流传输位 81。所有 其他位

11、序，例如，以字节右边为最高位(位 1)是非法的。不同于 TcP四协议，sNMP 消息没有固定格式的头。根据 ASN 1 的 基本编码规则(BER)，SNMP 把每一数据类型划分成 3 个字段：标识字段、长度 字段和数据字段(见下右图)。1)标识字段标识字段定义朋 N1 类型。对于所有的 sNMP 协议类型，标识字段 都划分为元素类字段、格式化位和标识号字段几部分。 (1)类 标识字段中前两个最高佐(位 8 和 7)描述了标识值的类型。 (2)格式化位 标识字段中的位 6 称为格式位(F_bit)。F_bit 用以区分下面的标识数值的原 语和复合编码。对于前者，F_bit 被置成 0；对于后者，

12、F_bit 置成 l。(3)标识号字段标识号字段(位 51)按二进制数显示标识数值 Tag Numbers。该字段 总是从左到右编码，从最有效位 5 开始往下到最低有效位 1(位 1)。由于用这 5 个位只能表示 0 一 3l 的数值而且保留二进制值 11111 为较大的标识值所用，故 实际上只能表示 0 一 30 的值。所有更大标识号值用接下来的数据字节代替(如 图)。在这种情况下，最有效的位(位 8)总是置为 0 值。2)长度字段在 ASN1 中，信息按两种不同类型的长度字段传输，分别称为“确定的 形式”和“不确定的形式” 。简单网络管理协议只提供确定形式，即用一个或多 个字节定义在随后的

13、信息字段中数据字节数。长度字段的第一个字节的高位作 用在于区别长度字段中有一个字节还是多个字节。(1)单字节长度字段如果在倍息字段(位 17)中的信息长度为 0 一 127 个字节之间，则数据字 节的个数可以用 1 个字节的长度字段定义。长度字段首字节中高位置为 0 以指 明是一个短格式。(2)多字节长度宁段 如果在信息字段中的数据字节数超过 127，需要用若干字节表示长度。多 字节数据字段也称为长格式。此时，长度字段的第一个字节的高位总是置成 1 以表明长格式。在第一个字节中所有其他位(位 l 一 7)按二进制形式定义为后随 字节长度的个数。因为 IP 协议最多只能处理 6E535 个字节的

14、数据报，所以 SNMP 协议多字节长度字段限制为最大 3 个字节。 3)数据字段ASN1 的独立功能在数据字段中进行编码。SNMP 协议只提供以下 原语类型：Integer 、Null 、Object Identifier、Octet string 、Sequence 和 Sequence of。 2.5 管理信息库 被管对象的总和称为管理信息库(MIB)。当若干年前定义 sNMP 时，sNMP 协议 作者的意图是最大程度地实现简单性和可移植性。这一概念促使 sNMP 协议成为网络管理的市场标准。在 SNMP 协议早期，管理信息库(MIB) 就已经是一个 基本部件，在 RFCl066 中，公布

15、了第一组被管对象，为基于 TCPIP 的因特 网的网络管理的管理信息库的文档。这个管理信息库被认为是 MIBI 。MIBI 包含了 8 个对象组，约 100 个对象。在 1990 年 5 月，MIB H(RFCll58)取代了 MIBI。MIB II 引入了 3 个新的对象组并引入很多新的对象从而扩展了 MIBI 已 有的对象组。MIBII 划分为以下子组：系统(Sys) 、接口(if) 、地址转换(AT)、因待网 协议(IP) 、因持网控制报文协议ICMP 、传输控制协议(TCP)、用户数据报协 议(uDP)、外部网关协议(EGP)、在 TcPIP 上实现的公共管理信息协议(CMOT) 、

16、传输(Trans)和简单网络管理协议(SNMP) 。下图为 MIB 的分层结构 2.6 SNMP 报文 SNMP PD 结构如下：（编码之前）V1 中有 5 中报文；V2 增加了 Get BulkRequest 和 InformRequest PDU。下图为 SNMP V1 的 GetRequst PDU 形式： 2.7. SNMP 的运行过程驻留在被管设备上的 AGENT 从 UDP 端口 161 接受来自网管站的串行化报 文，经解码、团体名验证、分析得到管理变量在 MIB 树中对应的节点，从相应 的模块中得到管理变量的值，再形成响应报文，编码发送回网管站。网管站得 到响应报文后，再经同样的处理，最终显示结果。下面根据 RFC1157 详细介绍 Agent 接受到报文后采取的动作：首先解码生成用内部数据结构表示的报文，解码依据 ASN.1 的基本编码 规则，如果在此过程中出现错误导致解码失败则丢弃该报文，不做进一步处理。第二步：将报文