Minicurso Monitoramento de redes

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1 Minicurso Monitoramento de redes III Workshop de Tecnologia de Redes do POP-BA Ponto de Presença da RNP na Bahia Italo Valcy 27 e 28 de setembro de 2012

2 Licença de uso e atribuição Todo o material aqui disponível pode, posteriormente, ser utilizado sobre os termos da: Creative Commons License: Atribuição - Uso não comercial - Permanência da Licença 2 / 80

3 Motivação As redes não são imunes a falhas Aumento da expectativa dos usuários Administradores de rede necessitam de ferramentas para exibir o status e histórico da rede Apagar incêndio Planejamento (gestão de capacidade) Detectar anormalidades Exibir resultados de mudanças Como identificar a causa e localização de eventuais problemas de desempenho? 3 / 80

4 Estratégia A estratégia para detecção de problemas ou funcionamento anormal da rede pode ser: Uso de Ferramentas de Diagnóstico para localizar os problemas Ferramentas de monitoramento ativo (ex. latência, largura de banda disponível) Ferramentas de monitoramento passivo (ex. contadores de erros) Monitoramento Regular para identificar o funcionamento normal (baseline) e gerar alertas quando cair as expectativas. Visualização de dados e alarmes 4 / 80

5 Métricas de interesse Atraso de ida e volta (RTT Round Trip Time) Perdas de ida e volta Utilização Atraso em um sentido (One way delay) Variação do atraso em um sentido (jitter) Perdas em um sentido Reordenação de Pacotes Largura de banda alcançável (TCP, UDP) MOS (Mean Opinion Score) Fluxos (volume de pacotes, bytes, tipo de protocolo) Fonte: Monitoramento de Redes, Suruagy, WTR / 80

6 Ferramentas Ping: Atraso em um sentido (One way delay) Variação de atraso em um sentido (jitter) Perdas em um sentido Reordenação de pacotes Atraso de ida e volta (RTT Round Trip Time) Perdas de ida e volta SNMP Utilização Iperf Largura de banda alcançável (TCP, UDP) OWAMP: Netflow/Sflow Fluxos (volume de pacotes, bytes, tipo de protocolo) Fonte: Monitoramento de Redes, Suruagy, WTR / 80

7 Agenda Monitoramento com Cacti SNMP RRDTool Introdução ao Cacti Instalação e Configuração do Cacti Zabbix Fluxos de rede com Nfsen/Nfdump 7 / 80

8 Monitoramento com Cacti Ambiente utilizado: SNMP RRD LAMP (Linux, Apache, MySQL e PHP) 8 / 80

9 SNMP Simple Network Management Protocol (RFC 1157) Padrão de facto para monitoramento de redes Pode-se monitorar CPUs, uso de memória, uso de disco, SO, etc. Suportado por uma série de equipamentos: APs, Routers, Switches (gerenciáveis), Servidores, etc. Deve ser bem configurado 9 / 80

10 SNMP O modelo de gerenciamento de redes usado pelo SNMP inclui: Estação de Gerenciamento (Manager) Agente de Gerenciamento MIB: Management Information Base: Base de Informações Gerenciais Protocolo de Gerenciamento de Redes 10 / 80

11 SNMP MIBs + OIDs + Agentes + SNMP + Gerente(s) Dispositivos gerenciados Estação Gerente MIB Agente Aplicações de gerenciamento acesso Informações de gerenciamento Protocolo SNMP MIB Agente acesso Informações de gerenciamento 11 / 80

12 MIB Para gerenciar recursos na rede, cada recurso é representado como um objeto (OID) A coleção de objetos é conhecida como MIB Management Information Base MIBs padrões (RFC 1213) MIBs específicas de vendors 12 / 80

13 MIB Exemplos: AtPhysAddress ( ) IfInOctets ( ) IfInDiscards ( ) Como descobrir um OID desejado? MIB Browser (http://ireasoning.com/mibbrowser.shtml) 13 / 80

14 Protocolo SNMP Três funcionalidades chaves: Get: Permite ao gerente (estação) recuperar valores de objetos dos agentes Set: permite ao gerente configurar valores de objetos nos agentes Notify: Permite que agentes notifiquem o gerente a ocorrência de eventos significativos. (traps) 14 / 80

15 Protocolo SNMP 15 / 80

16 Versões SNMP SNMPv1 Centralizado (pouca escalabilidade) Não permite transferência de porções maiores de dados SNMPv2 Permite monitoramento descentralizado Permite transferência de maiores porções de dados Maior deficiência é a falta de segurança efetiva SNMPv3 autenticação autorização de usuários para monitorar e ler informações da rede privacidade 16 / 80

17 SNMP Como efetuar consultas manualmente: snmpwalk -v 2c -c public prompt$ snmpwalk v2c c community RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X.X = Hex STRING: 00 1B RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X.X = Hex STRING: AC C5 44 6C RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X.X = Hex STRING: E DF RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X.X = Hex STRING: F5 1D 28 RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X.X = Hex STRING: 1C AF F7 E9 5B BF RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X.X = Hex STRING: 00 1E C9 FF 1F 1B RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X.X = Hex STRING: E RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X = Hex STRING: 00 1D 70 E3 FF B9 RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X = Hex STRING: 00 1D 70 E3 FF B9 RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X = Hex STRING: 00 1D 70 E3 FF B9 RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X = Hex STRING: 00 1D 70 E3 FF B9 RFC1213 MIB::atPhysAddress X.X = Hex STRING: 00 1D 70 E3 FF B / 80

18 SNMP Como efetuar consultas manualmente: snmpget -v 2c -c public IF-MIB::ifHCInOctets.1004 prompt$ snmpget v2c c community IF MIB::ifHCInOctets.1004 IF MIB::ifHCInOctets.1004 = Counter64: prompt$ snmpget v2c c community IF MIB::ifHCOutOctets.1004 IF MIB::ifHCOutOctets.1004 = Counter64: / 80

19 RRD Round Robin Database para armazenar séries de dados temporais, principalmente sobre redes de computadores Armazenamento com tamanho fixo Útil para provimento de tendências históricas, com interface simples GPL, ferramentas de manipulação, CGI, API rrdtool create update graph fetch dump [options] 19 / 80

20 RRDCreate :: Definindo entradas (Data Sources) DS:speed:COUNTER:600:U:U DS:fuel:GAUGE:600:U:U DS = Data Source speed, fuel = nome da variável COUNTER, GAUGE = tipo da variável 600 = heart beat UNKNOWN é retornado se não houver entrada de dados naquele período de tempo U:U = limites mínimo e máximo das variáveis (U significa Unknow, onde qualquer valor é permitido) 20 / 80

21 RRDCreate :: Definindo arquivamento (Data Archives) RRA:CF:xff:steps:rows RRA = Roudin Robin Archives CF = Função de consolidação (AVERAGE, MIN, MAX, LAST) xff = dos dados originais, qual a porcentagem pode ser considerada unknown? (entre 0 e 1) steps: quantos pontos dos dados originais serão usados para os consolidados? rows: define quantas gerações de dados consolidados serão armazenados no RRA 21 / 80

22 RRDCreate rrdtool create./myrouter.rrd --step 300 \ DS:in:COUNTER:600:0: \ DS:out:COUNTER:600:0: \ RRA:AVERAGE:0.5:1:600 \ RRA:AVERAGE:0.5:6:700 \ RRA:AVERAGE:0.5:24:775 \ RRA:AVERAGE:0.5:288:797 \ RRA:MAX:0.5:1:600 \ RRA:MAX:0.5:6:700 \ RRA:MAX:0.5:24:775 \ RRA:MAX:0.5:288:797 \ RRA:LAST:0.5:1:600 \ RRA:LAST:0.5:6:700 \ RRA:LAST:0.5:24:775 \ RRA:LAST:0.5:288:797 \ 22 / 80

23 RRDUpdate Para inserir dados no RRD: #!/bin/bash IN=$(snmpget v2c c community \ IF MIB::ifHCInOctets.1004 awk '{print $NF}') OUT=$(snmpget v2c c community \ IF MIB::ifHCOutOctets.1004 awk '{print $NF}') TIMESTAMP=$(date +%s) /usr/bin/rrdtool update./myrouter.rrd $TIMESTAMP:$IN:$OUT 23 / 80

24 RRDGraph Gerar gráfico com média de 5minutos rrdtool graph - --imgformat=png \ --start='-1d' \ --title='daily - 5 min avg' \ --vertical-label='bits per second' \ --lower-limit=0 \ --width=500 --height=120 \ DEF:a=./myrouter.rrd:in:AVERAGE:step=300 \ DEF:b=./myrouter.rrd:out:AVERAGE:step=300 \ CDEF:cdefa=a,8,* \ CDEF:cdefb=b,8,* \ AREA:cdefa#00CF00FF:"Inbound" \ GPRINT:cdefa:LAST:" Current\:%6.2lf %s" \ GPRINT:cdefa:AVERAGE:"Average\:%6.2lf %s" \ GPRINT:cdefa:MAX:"Maximum\:%6.2lf %s\n" \ LINE1:cdefb#002A97FF:"Outbound" \ GPRINT:cdefb:LAST:"Current\:%6.2lf %s" \ GPRINT:cdefb:AVERAGE:"Average\:%6.2lf %s" \ GPRINT:cdefb:MAX:"Maximum\:%6.2lf %s" Tipos comuns: - Daily 5 min avg - Weekly 30 min avg - Monthly 2 hour avg - Yearly 1 day avg 24 / 80

25 Cacti MRTG ==> RRDTool Cacti: uma interface de administração e infraestrutura para o RRDTool Pode obter informações via SNMP ou scripts Criado por Ian Berry, desenvolvido em PHP e MySQL, distribuído sob GPL. Mais informações: 25 / 80

26 Arquitetura Data Retrieval: poller + (SNMP scripts) Data Storage: RRDTool Data Presentation: RRDTool + web server 26 / 80

27 Instalação do Cacti Instalação / Configuração bastante simples Leitura recomendada: on.html Gráficos elegantes com o cacti (Linux Magazine) No Debian GNU/Linux aptitude install cacti /usr/share/doc/cacti/readme.debian 27 / 80

28 Adicionar recursos ao monitoramento Passos necessários (via SNMP): Configurar o SNMPD no servidor remoto Adicionar servidor como Device Criar gráficos para o servidor em questão Adicionar os gráficos à Graph Tree Configurar permissões de visualização 28 / 80

29 Criando um Device Console > Devices > Add new device Description Hostname Host template SNMP Version SNMP Community Outros.. 29 / 80

30 Criando um Device 30 / 80

31 Adicionando gráficos ao Device Console > New Graphs > SEU_DEVICE Marcar gráficos disponíveis ao host template escolhido. Exemplo (ucd/net SNMP host template) CPU Usage Load Avarage Memory Usage / 80

32 Adicionando gráficos ao Device 32 / 80

33 Plugins para o Cacti É possível estender as funcionalidades básicas com plugins: Weathermap Syslog Thold Discovery Mais: 33 / 80

34 Exemplo: PoP-BA 34 / 80

35 Exemplo: Panorama ReMeSSA 35 / 80

36 Exemplo: Panorama RNP 36 / 80

37 Cacti Prática 01: Configurar o Cacti para monitorar a própria máquina 37 / 80

38 Zabbix Programa de código aberto, criado em 1998 por Alexei Vladishev Backend em C++ e Frontend em PHP Suporta diversos SGBD (PostgreSQL, MySQL, SQLite, Oracle ou IBM DB2) Agentes (AIX, HP-UX, FreeBSD, GNU/Linux, Windows) Monitoramento sem agentes Suporta IPv6 e Ipv4 Escalável com utilização de proxies ou monitoramento distribuído 38 / 80

39 Como funciona Alerta Interface SMS Comando Script ZABBIX MONITORING SYSTEM memory-usage check-mysql 36.6 Agente snmpget 1 Agente XYZ Ativo 39 / 80

40 Servidor Zabbix Template Item Trigger Ação Host 40 / 80

41 Servidor Zabbix Host Configuração do ativo a ser monitorado Contém os seguintes parâmetros Nome do host Endereço IP (ou nome DNS) Template associado Grupo associado Outros / 80

42 Servidor Zabbix Item É o objeto que será monitorado para determinado host Ex: monitorar interface se0/1 do router1 Contém os seguintes parâmetros Tipo (Mon Simples, Agente Zabbix, SNMP, Mon Externo, etc.) Chave de monitoramento Frequência de monitoramento Tipo de retorno (string, integer ou float) Método de armazenamento (Normal, Delta, Delta/s) Outros / 80

43 Servidor Zabbix Item Chave de monitoramento é a solicitação da informação ao agente (ou direta) Formato: Permite: 0-9a-zA-Z_-. Exemplos: cbgppeerstate.sh[ ] IfOutDiscards.3 vfs.fs.size[/var,pfree] (Mon Externo) (SNMP) (Agente Zabbix) 43 / 80

44 Servidor Zabbix Trigger São expressões lógicas que avaliam os dados obtidos dos itens e representam o estado atual do sistema Threshold aceitável para item coletado Disparo de gatilhos (ações) Pode ser OK, PROBLEM, UNKNOWN Expressões lógicas: valor_retorno.último = 0 valor_retorno.média(120s) > 5 Retorno verdadeiro = Problema Sem retorno = Unknown 44 / 80

45 Servidor Zabbix Trigger Modelo de expressão: {<host>:<key>.<function>(<parameter>)}<op><cons> Alguns exemplos: avg(time) last(0), last(#num) sum(time), sum(#num) max(time) Exemplo: {vmserver1:vfs.fs.size[/var,pfree].last(0)}<10 45 / 80

46 Servidor Zabbix Trigger É possível definir dependência entre as triggers Caso a trigger que possui dependentes for disparada, a dependente não será monitorada até retorno da primeira ZABBIX MONITORING SYSTEM X Trigger Stop dependência Trigger 46 / 80

47 Servidor Zabbix Ação Ações (ou eventos) são gerados por 3 origens: Triggers: caso a trigger mude seu status Descoberta: na detecção de hosts ou serviços Eventos gerados pelos agente 47 / 80

48 Servidor Zabbix Ação Principais ações: Envio de para grupo responsável Envio de SMS Chat no Jabber Intervenção no ativo (ex: restart no processo X) As ações são baseadas no horário e dia da semana 48 / 80

49 Servidor Zabbix Template Configuração padrão de itens, triggers, ações, gráficos, etc. Configuração automática ao associar o host a um template Agilidade na adição de hosts Facilidade de alteração/correção SEMPRE use templates 49 / 80

50 Servidor Zabbix Template 50 / 80

51 Diversidade no monitoramento Qualquer objeto cujo valor possa ser obtido via console/scripts ou afins é possível monitorar no zabbix No agente, é possível configurar qualquer checagem UserParameter=key, command Exemplos (via zabbix-agent: UserParameter=mysql.ping,mysqladmin -uroot ping grep alive wc -l UserParameter=net.ipv4_forward,cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward UserParameter=verify.aide,/usr/local/bin/verify-aide.sh 51 / 80

52 Prática Prática 2: Acompanhar demonstração sobre o zabbix do PoP-BA e da UFBA Prática 3: Configurar monitoramento na máquina virtual 52 / 80

53 NfSen / NfDump Fonte: Tracking Incidents with NfSen, Peter Haag (SWITCH-CERT) 53 / 80

54 NfSen / NfDump Algumas questões relacionadas ao tratamento de anormalidades em uma rede: O que causou este pico em seu gráfico de rede? Quais hosts/subnets consumem a maioria de nossa largura de banda? Quais são os top talkers em sua rede? Sobre aquele (D)DoS ocorrido, você poderia nos passar maiores informações? Quais são os principais destinos que acessamos? 54 / 80

55 Motivação Monitoramento tradicional usa estatísticas de tráfego dos links (MRTG, RRD, etc.) Algumas questões: Cenário muito complexo e gráficos simples Precisamos de mais detalhes O monitoramento tradicional não é mais satisfatório! 55 / 80

56 Motivação Precisamos de mais informações em nível de conexão: Endereços IP Portas (TCP/UDP) Flags TCP Contadores de Byte/Pacote Número de interfaces Número de Ases / 80

57 Netflow / Sflow O que é Netflow Netflow é uma tecnologia de monitoramento de tráfego desenvolvida pela Cisco Networks. Fluxos são unidirecionais e contém dados relacionados à conexão, como: Endereços Ethernet de origem e destino Endereços IP de origem e destino Portas de origem e destino AS de origem e destino Protocolo (TCP, UDP, ICMP, etc.), flags TCP Interface lógica de entrada e saída Contadores de pacote e bytes Outra tecnologia usada é o sflow, especificado pelo consorcio sflow.org Funciona por amostragem Exemplo: :47: TCP : > :80.A..SF Registros Netflow nunca contém qualquer dado do usuário 57 / 80

58 Netflow / Sflow Exemplo: 58 / 80

59 Netflow / Sflow NfSen Frontend web Exibe os fluxos Framework para automatizar tarefas NfDump Coleta e armazena os fluxos Processa os fluxos na linha de comando 59 / 80

60 Arquitetura do Nfdump 60 / 80

61 Exemplos Respondendo às nossas perguntas... Mostra o top 15 endereços IP consumindo a maioria da banda 61 / 80

62 Exemplos Respondendo às nossas perguntas... Mostra o top 15 /24 com maior troca de tráfego 62 / 80

63 Nfdump O nfdump pode ser extremamente útil para responder diversas questões Pode-se filtrar pelos campos dos flows Pode-se agregar o resultado Qualquer filtro vai necessitar uma adaptação ao perfil da sua rede Tudo depende de definir um bom filtro 63 / 80

64 Nfdump Nfdump é: Robusto, flexível, fácil de usar e rápido, mas... Tratar incidentes de rede não é algo tão simples além disso, todos nós gostamos de imagens, não? => Nfsen 64 / 80

65 NfSen Funcionalidades do NfSen para análise de incidentes de rede: Uso do nfdump como ferramenta de backend Imagens Partimos da visão geral, para detalhes de um fluxo Gráfico da situação atual da rede Gráficos de perfis específicos da rede Analisar uma janela de tempo específica 65 / 80

66 NfSen 66 / 80

67 67 / 80

68 68 / 80

69 Análise de incidentes de rede com Nfsen 69 / 80

70 Análise de incidentes de rede com Nfsen 70 / 80

71 71 / 80

72 Análise de incidentes de rede com Nfsen Nem todos os incidentes são óbvios de detectar Eventos visualmente perceptíveis Alto tráfego: muitos pacotes, muitos bytes E sobre os incidentes que ficam ocultos no tráfego geral? Sem pico óbvio 72 / 80

73 Perfis da Rede É uma visão específica dos dados dos fluxos, com filtros aplicados Aplicados aos gráficos assim como para a visão detalhada Pode ser criado a partir de dados antigos Pode ser criado para dados de entrada Pode contar um ou mais canais 73 / 80

74 Perfis da Rede Mesmos dados visão diferente Evento óbvio 74 / 80

75 Perfis da Rede Análise do incidente uma olhada de perto 75 / 80

76 Perfis da Rede Análise do incidente uma olhada de perto Não parece de fato com um SYN FLOOD Vejamos os fluxos 76 / 80

77 Perfis da Rede Análise do incidente uma olhada de perto Como o host foi infectado? Checar mais fluxos 77 / 80

78 Nfsen / Nfdump Detectando outros tráfegos suspeitos: Alertas Extensões Alertas Monitoram os fluxos periodicamente Muitas condições Automaticamente dispara uma alarme, quando uma condição é satisfeita Envia uma notificação, ou executa uma ação 78 / 80

79 Referências Barbosa, M. (2010). Gráficos elegantes com o cacti. Linux Magazine. Berry, I., Roman, T., Adams, L., Pasnak, J., Conner, J., and Scheck, R. (2010). The Cacti Manual. The Cacti Group. Acessado em 08 de setembro de Cacti (2010). Cacti: the complete rddtool-based graphing solution. Disponível em Último acesso em 08 de setembro de Case, J., Fedor, M., Schoffstall, M., and Davin, J. (1990). Simple Network Management Protocol (SNMP). RFC Menezes, E. and Leite Silva, P. (1998). Gerenciamento de Redes: Estudos de Protocolos. Workshop de Administração e Integração de Sistemas, UFPE. Zabbix (2012). Zabbix documentation for version 1.8. Disponpivel em Último acesso em 08/Setembro/2012. Peter Haag (2008). Tracking Incidents with NfSen. SWITCH-CERT. Disponível em Último acesso 08/Setembro/ / 80

80 Dúvidas? 80 / 80

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