Índice. Introdução. Histórico SNMP. Componentes do Protocolo. Os Padrões do Protocolo SNMP. SNMPv2. As Vantagens do Protocolo

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1 SNMP Índice Introdução Histórico SNMP Componentes do Protocolo Os Padrões do Protocolo SNMP SNMPv2 As Vantagens do Protocolo As Desvantagens do Protocolo Implementação Conclusões Links

2 Introdução O conceito de administração de rede pode ser definido formalmente como: o processo de controlar uma rede complexa de dados para maximizar sua eficiência e produtividade. A ISO (International Organization for Standards) definiu cinco áreas chaves de administração de rede. Estas são: administração de falhas, administração de configuração, administração de segurança, administração de desempenho, e administração de contas. O melhor modo no qual uma rede pode ser administrada é atingir cada uma das cinco áreas de administração de rede o mais eficazmente. Para ajudar nesta tarefa, protocolos de rede são usados de forma que o processo de administração de rede seja automatizado, ou seja, seja feito por computadores o máximo possível. Há muitos protocolos disponíveis para se efetuar um bom gerenciamento de rede. Os dois protocolos principais são SNMP (Simple Network Management Protocol) e CMIP (Common Management Information Protocol). SNMP define um conjunto simples de especificações de administração de rede, que cobre todos os fundamentos de administração de rede impondo algumas modificações em uma rede existente. Por ser simples, é de implementação relativamente fácil. É específico para sistemas que usam o protocolo TCP/IP. CMIP é um muito bem projetado sistema de administração de rede que melhora muitas fraquezas do SNMP. O problema principal do CMIP é que este protocolo é muito complexo e extenso, sendo utilizável apenas em máquinas de grande porte. Mas é o protocolo mais geral, cobrindo totalmente o modelo OSI. O foco deste trabalho é o protocolo SNMP, pois é o mais utilizado.

3 Histórico No início dos anos 70, as redes de computador tinham crescido de uma organização simples de redes pequenas e separadas, para uma outra organização, com redes maiores e interconectadas. Estas redes maiores foram chamadas internets e o seu tamanho cresceu a uma taxa exponencial. Quanto maior estas redes se tornavam, mais difícil elas ficavam para administrar, e logo ficou evidente que um protocolo de administração de rede precisava ser desenvolvido. O primeiro protocolo usado foi o Simple Network Management Protocol (SNMP), proposto em Inicialmente era considerado uma solução temporária, projetada para contornar dificuldades de administração de internetworking, enquanto outros, maiores e melhores protocolos estavam sendo projetados. Destes projetos de protocolos dos anos 80 emergiram dois protocolos de administração de rede diferentes. O primeiro era SNMPv2, que incorporou muitas das características do SNMP original (que ainda hoje é o mais utilizado) como também alguns características somadas ao protocolo original, para consertar algumas falhas. O segundo era o Common Management Information Protocol (CMIP) que era melhor organizado e conteve muitos mais características que SNMPv1 ou v2. O protocolo SNMP só começou realmente a ser largamente utilizado com a expansão das redes, na década de 90.

4 SNMP Em resumo, SNMP, o Simple Network Management Protocol, é um protocolo projetado para dar remotamente a um usuário a capacidade de administrar uma rede de computadores apurando e atribuindo valores em terminais e monitorando eventos da rede. Se baseia na arquitetura clássica de cliente/servidor, onde o programa cliente (chamado de gerente) faz conexões ao programa servidor (chamado de agente), presente nos nós da rede, trazendo informações ou modificando o status da base de dados (chamada de MIB) do agente. Isso será mostrado com mais calma adiante. É uma aplicação, e portanto roda na camada 7 do modelo OSI (Aplicações). Por se basear em TCP/IP, é totalmente compatível com a Internet. O protocolo foi definido na RFC O seu funcionamento é muito simples: troca informações da rede através de mensagens, tecnicamente conhecidas como Unidades de Dados de Protocolo (ou PDU). A mensagem (PDU) pode ser encarada como um objeto que contém variáveis que têm nomes e valores. A PDU também contém informações de autenticação do gerente (manager), para que o agente saiba que foi realmente o gerente que solicitou ou modificou dados de sua MIB. Há quatro tipos de PDU que o protocolo SNMP emprega para monitorar uma rede: duas lidam com a leitura de dados dos terminais (get), uma lida com a atribuição de valores aos dados dos terminais (set), e a última, o trap, é usada para monitorar eventos de rede como o ligamento ou o desligamento de um terminal da rede. Veremos as mensagens com mais detalhes adiante. Então, se um usuário precisa saber se um terminal está ligado à rede, ele usaria SNMP para enviar uma PDU de leitura (get) a este terminal. Se o terminal estiver conectado à rede, o usuário receberia de volta a PDU (get-resposnse), com o valor "sim, o terminal está conectado". Se o terminal estivesse desligado, o usuário receberia um pacote enviado pelo terminal que está sendo desligado informando sobre o desligamento. Esta última seria uma PDU de trap.

5 A Composição do SNMP O protocolo é composto por 3 elementos: a MIB, o manager (gerente), e o agent (agente). Pelo uso de variáveis privadas na MIB, agentes de SNMP podem ser feitos para uma grande variedade de dispositivos, como pontes, gateways, e roteadores. As definições de variáveis da MIB suportadas por um agente particular são estruturadas seguindo o padrão SMI (Structure of Management Information) e estão incorporadas em arquivos descritores, escritos em formato de Abstract Syntax Notation One (ASN.1). Esses arquivos também são disponibilizados para o gerente da rede, para que ambos agente e gerente conheçam as variáveis da MIB e seu uso. MIB MIB significa Management Information Base (Base para Administração de Informações). Ela contém um conjunto padrão de dados estatísticos e de controle, descrevendo o status do agente. Esse conjunto de dados padrão pode ser estendido a valores específicos, com a construção de uma MIB privada, definida pelo usuário ou pelo vendedor do hardware. A MIB é estruturada como uma árvore. No topo da árvore está disponível a informação mais geral sobre uma rede. Cada ramo da árvore entra com mais detalhes numa área de rede específica, com as folhas da árvore tão específicas quanto a MIB pode ficar. As folhas da árvore são as variáveis propriamente ditas, e são normalmente chamadas de objetos. A árvore MIB começa no seguinte ramo da árvore ASN.1: {iso(1) identified-organization(3) dod(6) internet(1) mgmt(2) mib- 2(1)} Ou alternativamente, { }. Veja a figura abaixo:

6 Figura 1 A versão corrente da MIB TCP/IP é a MIB II (SNMPv2) e está definida na RFC Ela divide as informações que o dispositivo TCP/IP deve conter em dez categorias principais, e cada objeto deve ser incluído em uma dessas classes. São 175 os objetos definidos nesta MIB: Categoria System Interfaces Addr-Translation IP ICMP TCP UDP EGP Informação Nome, localização e descrição do equipamento Interfaces de rede e o tráfego medido Tradução de endereços Estatísticas de pacotes IP Estatísticas de mensagens ICMP recebidas Algoritmos TCP, parâmetros e estatísticas Estatísticas de tráfego UDP Estatísticas de tráfego do protocolo do Gateway exterior

7 Transmission SNMP Reservado para MIBs específicas para mídia Estatísticas de tráfego SNMP Apenas as duas últimas categorias foram especificadas pelo SNMP v2. As oito anteriores já existiam na versão 1, como mostra a figura 1 acima. Há só uma árvore MIB definida pela ISO. Porém, parte desta árvore tem seções para extensões específicas de vendedores. Normalmente cada rede específica de vendedores tem sua própria MIB que contém seus próprios nomes de variáveis (por exemplo, a IBM tem sua própria MIB, como tem a Sun, HP, etc..). Embora os nomes das variáveis possam ser diferentes, as informações contidas em cada árvore MIB geralmente é a mesma. Os objetos de uma árvore MIB podem conter valores do tipo inteiro, string, ou até mesmo uma tabela de valores (versão 2). Agente O agente deve estar presente em cada nó da rede administrada por SNMP. Muitos vendedores de software UNIX incluem o suporte a agente de SNMP em seu software para terminais. Ele coleciona informação da rede e do terminal como especificado no MIB. Muitos agentes de domínio público estão disponíveis. Um trabalho de programação comum é estender um agente para realizar as necessidades específicas de sua rede e esta tarefa é bastante direta dados os recursos certos. Interessante são os chamados agentes proxy. Eles são utilizados quando há componentes não compatíveis com o protocolo SNMP. Os agentes são responsáveis por se comunicar com esses dispositivos usando algum protocolo não padrão, e repassa as informações para os gerentes. O agente proxy é na verdade a representação de Remote Monitoring, ou RMON. É importante ressaltar que um agente não necessariamente é um computador. Muitos roteadores, pontes e periféricos são capazes de rodar um processo de gerência SNMP. Gerente

8 O gerente fica situado nos computadores servidores da rede. Seu papel principal é requisitar e receber dos agentes informações necessárias para a administração da rede. Novamente, há muitos softwares de gerentes disponíveis. Os Padrões do Protocolo SNMP O protocolo SNMP pode ser encarado como o conjunto de 3 padrões: um padrão para o formato de mensagens, um conjunto padrão de objetos gerenciados e um modo padrão de adicionar objetos usando objetos já existentes e outros novos para resolver casos específicos. Padrão de formato de mensagens : O padrão SNMP define 4 tipos básicos de PDUs. O SNMPv2 incluiu mais dois tipos. Veja a tabela abaixo com os tipos de mensagens e uma breve descrição de cada uma: Mensagem Get Request Get-Next-Request Get-Bulk-Request Set-Request Inform-Request Trap Descrição Lê o valor de uma ou mais variáveis Lê o valor da variável seguinte Busca uma tabela Atualiza uma ou mais variáveis Confirmação do recebimento da PDU de trap Aviso de trap do agente para o gerente A PDU de trap foi atualizada na versão 2, pois na primeira versão, não havia confirmação do recebimento da mensagem por parte do gerente Isso foi reparado na versão 2 com a criação da PDU Inform-Request. Nessa versão, foi criada a PDU Get-Bulk-Request para possibilitar a leitura de uma tabela. Deve-se lembrar que para cada PDU de request mandada pelo gerente, há uma correspondente PDU de response mandada pelo agente.

9 As mensagens são transmitidas usando a sintaxe de transferência ASN.1. Padrão de objetos gerenciados: A lista de valores que um objeto suporta é geralmente relacionada à MIB. A MIB padrão inclui vários objetos para medir e monitorar a rede IP, a atividade TCP, roteadores IP, etc. Padrão de Extensibilidade: Pode ser discernido facilmente que SNMP ficou proeminente principalmente por sua habilidade para aumentar o conjunto padrão de objetos da MIB com valores novos específicos para certas aplicações e dispositivos. Conseqüentemente, podem ser acrescentadas novas funcionalidades continuamente ao SNMP, desde que um método padrão tenha sido definido para incorporar a mesma funcionalidade em dispositivos agentes e gerentes da rede. Isto é realizado por um processo normalmente chamado de "compilar" uma MIB nova que permite ao usuário somar novas definições de MIB ao sistema. Estas definições normalmente são providas através de vendedores de equipamentos de rede em arquivos de texto especialmente formatados usando a sintaxe ASN.1. ASN.1: ASN.1 é uma linguagem para a definição de objetos, com regras para a codificação da informação de modo a minimizar o número de bits necessários para transmiti-la. A sintaxe é bem extensa, e o protocolo SNMP utiliza parte dela. Por exemplo, somente cinco tipos de dados são permitidos: integer, bit string, octet string, null e object identifier. Os tipos boolean e real não são permitidos. A partir dos tipos primitivos citados acima, podem ser construídos objetos mais complexos. A linguagem permite inclusive a criação de macros. A conversão dos valores para uma seqüência de bits é feita seguindo a sintaxe de transferência do ASN.1, e não possibilita ambigüidades. Primeiro, é formado um byte para informar qual a tag; em seguida um byte informa o número de bytes da informação; e por fim vêm os

10 dados propriamente ditos, obedecendo naturalmente ao número de bytes informado anteriormente. SNMPv2 Vários problemas foram consertados na release mais nova de SNMP, SNMPv2, definida na RFC Esta versão permite a especificação de variáveis com mais detalhes, inclusive com o uso de uma tabela de estrutura de dados para recuperação de dados mais facilmente. Também foram incluídas duas novas PDUs, como já foi citado na seção Padrões do SNMP com detalhes. Na realidade, foram somadas tantas características novas que as especificações para SNMP se expandiram de 36 páginas (com v1) para 416 páginas com SNMPv2. Alguns podem discutir que com SNMPv2 o protocolo perdeu sua simplicidade, mas o fato é que essa mudança do SNMP era necessária. Na questão de segurança houve muitos avanços. Um notável foi o emprego do técnicas criptográficas na transmissão das passwords de autenticação do manager, dificultando o acesso de intrusos. A MIB foi melhorada para MIB-II, como será explicado mais adiante, incorporando muito mais objetos padrão, passando ao total de 175. Novas categorias para os objetos também foram criadas. SNMPv2 porém, só está vivo teoricamente. SNMPv2 falhou porque seus criadores (Caso, McCloghrie, Rosa, e Waldbusser) não puderam concordar em vários pontos chave do protocolo e também porque ficou complexo demais, em contra posição ao SNMP original. É difícil encontrar agentes que suportem totalmente o padrão v2. Muitos agentes apóiam as extensões de segurança, contudo oferecendo-as à versão 1. Em 1997 foi lançado o SNMPv3, com mais avanços na questão de segurança. Mas ainda não está sendo utilizado.

11 As Vantagens de SNMP A vantagem maior é sua popularidade. Agentes SNMP estão disponíveis para dispositivos de rede que variam de computadores, pontes, modems, até impressoras. O fato que SNMP existe com tal apoio dá crença considerável à razão para sua existência; SNMP se tornou interoperável. E o protocolo só pode ser utilizado em tantos tipos diferentes de dispositivos porque é simples. E concentra a maior parte do processamento na máquina do manager, permitindo que os nós da rede utilizem o protocolo mesmo não tendo grande poder de processamento. Além disso, para se usar SNMP não é difícil, haja visto que seu projeto é simples. Conseqüentemente é fácil de implementar em uma rede grande, já que ele não leva muito tempo para configurar e não exige muito processamento nos nós da rede. Também, seu projeto simples torna factível (embora não imediato) para um usuário programar variáveis que ele gostaria de estar monitorando, pois cada variável contém apenas as seguintes informações: - o nome da variável - os tipos de dados da variável (inteiro, string, etc.) - se a variável é somente de leitura ou de leitura e escrita - o valor da variável O resultado líquido desta simplicidade é um gerente de rede que é fácil de implementar e que também não impõe muito overhead em uma rede existente. Expansibilidade é outro benefício de SNMP. Por causa de seu projeto simples, é fácil para o protocolo ser atualizado de forma que ele possa ser adequado às necessidades de usuários no futuro. E como os agentes de SNMP podem ser estendidos para cobrir dados de dispositivos específicos, SNMP pode assumir numerosos trabalhos específicos para classes de dispositivos como impressoras, roteadores, e pontes, provendo um mecanismo padrão de controle e monitoramento de rede. Existe um mecanismo claro para atualizar o programa cliente de administração de rede para interfacear com

12 agentes de capacidades especiais. Esse mecanismo é o uso de arquivos usando Anotação de Sintaxe Abstrata (ASN.1), como já foi mencionado. Outro ponto importante, é que com a implementação do protocolo SNMP, componentes de redes, locais ou não, podem ser monitorados e gerenciados, em princípio, igualmente. As Desvantagens do SNMP SNMP não é de maneira nenhuma um protocolo de gerência de rede perfeito, tem suas falhas. Contudo, por causa de seu projeto flexível, a maioria destas deficiências podem ser contornadas. A primeira deficiência do protocolo SNMP é que tem algumas grandes falhas de segurança, que podem dar acesso a intrusos da rede à informações que transitam pela mesma. Intrusos também poderiam desligar alguns terminais. A solução para este problema é simples. Por causa da expansibilidade do SNMP, a mais recente versão de SNMP, SNMPv2, somou alguns mecanismos de segurança que ajudam a combater os 3 principais problemas de segurança: privacidade de dados (prevenir os intrusos de ganhar acesso a informação levadas pela rede), autenticação (impedir os intrusos de enviar falsos dados pela rede), e controle de acesso (que restringe acesso de variáveis particulares a certos usuários, removendo assim a possibilidade de um usuário derrubar a rede acidentalmente). Na verdade, SNMP provê pouco suporte para esquemas de autenticação. Ele suporta apenas um esquema de duas passwords. Uma password pública permite ao manager pedir o valor de variáveis (get), e outra password privada permite ao manager fixar valores de variáveis (set). Essas passwords são chamadas communities, e todo dispositivo conectado numa rede gerenciada por SNMP deve ter essas duas communities configuradas. Sempre ao menos uma das communities está presentes em cada mensagem do manager para o agente, mas é descrita sem nunhuma proteção, como texto simples, propiciando falhas de segurança. Não é difícil um intruso descobrir as passwords e influir no funcionamento da rede. Além da questão da segurança, SNMP é tão simples que a informação com a qual ele lida não é detalhada ou bem-organizada o bastante

13 para suportar redes muito grandes. Isto é principalmente devido à rápida criação do SNMP, pois ele nunca foi pretendido para conduzir administração de rede no ano Mesmo assim, é o protocolo mais utilizado atualmente. Outros problemas podem ser citados: o protocolo não é muito eficiente, pois há a transmissão de muitos dados desnecessários; a organização das variáveis na árvore MIB também não é muito eficiente. Além, por usar endereçamento IP, se há um problema de roteamento na rede e um dispositivo não pode ser alcançado, é impossível monitorá-lo ou reconfigurá-lo. Implementação Como implementar o protocolo SNMP é uma questão encontrada por muitos administradores de rede atualmente. O primeiro passo é implementar comunicação por TCP/IP, geralmente dando a cada nó da rede um endereço IP diferente. O passo seguinte é adquirir (ou programar) softwares para o agente e o gerente, onde ambos geralmente já devem vir com interface gráfica para facilitar a configuração e a visualização dos dados. Os agentes devem ser instalados em cada nó da rede, enquanto o gerente deve ser instalado em máquinas das quais se deseja monitorar a rede. Daí geralmente é só seguir as instruções dos programas para configurar a rede SNMP, especificando as MIBs. Softwares Para Linux, um dos mais populares é o CMU-SNMP, que provê toda a estrutura para montar um sistema SNMP. Uma ferramenta interessante também é o MRTG que representa graficamente os dados mandados pelos agentes aos gerentes. Um similar é o Router-Stats. Ferramentas mais completas são oferecidas para manter e monitorar configurações distintas de grandes redes. Por exemplo, a HP oferece o pacote Open-View e a Sun oferece o Sun-Net Manager. Ambas são pagas. De domínio público, uma solução é o programa Scotty.

14 Existem muitos outros pacotes interessantes, como o HNMS, SNMX, NOCOL, XSNMP, Snmpman. Existem também muitos utilitários para MIB. Compiladores, como o SMIC, o SMICNG e o SNACC; browsers como o Tk/Tcl Mib Browser; MIBs específicas como as da Cisco, IBM, etc. Há também linguagens de programação específicas para SNMP, como o SNMPPerl. Agentes e gerentes podem ser programados com diversas linguagens, como C ou até mesmo Java, usando pacotes específicos como JMGMT, JMAPI, JDMK. Mas a maneira mais fácil de se fazer um agente é customizar um agente extensível. Conclusões SNMP é um protocolo útil, embora seja possível fazer muitas tarefas que ele faz usando ferramentas como netstat, ping, telnet e rlogin. A grande chave de seu sucesso é seu uso disseminado, dificultando que outros protocolos estabeleçam uma base instalada que possa fazer frente ao SNMP. É muito rápido, pois o gerente não precisa fazer um login no agente e estabelecer uma conexão TP/IP para receber seus dados. Por estabelecer uma espécie de API de redes, programas de propósito geral podem ser escritos, independente do dispositivo em que ele vai rodar. Isso também foi vital para o sucesso do SNMP. Pode ser bastante aprimorado ainda, pois há muita pesquisa e trabalhos sobre o protocolo. Mas pode haver muita resistência para essas mudanças serem implementadas. Vide SNMP v2. Uma rede a ser gerenciada com SNMP deve preferencialmente ter agentes em todos os nós ou agentes proxy. Numa rede grande, ou mesmo numa muito pequena, isso pode não acontecer, dificultando a gerência e a solução de problemas. O protocolo ASN.1 para transferência e sintaxe permite que máquinas de diversos vendedores comuniquem-se livremente. Mas o protocolo é

15 complicado e não permite a programadores de nível médio uma criação rápida de variáveis. Questões 1 - Quais são os 3 elementos da rede SNMP e onde se localizam? O agente, nos nós da rede monitorada. O gerente, nos terminais de onde se deseja monitorar a rede. A MIB, em todas as máquinas da rede. 2 - Quais são os quatro tipos de mensagens e para que eles servem? Se o gerente quer buscar dados do agente, ele manda uma mensagem de get ou get-next. Se o gerente quer mudar os dados do agente, a mensagem é de set. Se o agente precisa informar a ocorrência de um evento, ele manda uma mensagem de trap. 3 - Qual a principal deficiência do protocolo SNMP v1? A principal falha é no quesito segurança, pois é muito vulnerável a invasões. 4 - Cite 3 vantagens do protocolo SNMP. Simplicidade, popularidade, expansibilidade. Podem ser citadas também velocidade e interoperabilidade entre máquinas de diversos fabricantes. 5 - O que são agentes proxy? São agentes responsáveis por elementos da rede que não são capazes de usar o protocolo SNMP. Links SNMP Research International, Inc - SNMPWorld.com -

16 SNMP & CMIP: An Introduction - SNMP at Twente University - The Simple Times - Net Management: what it is and what it isn't - Network Management & Monitoring with Linuxhttp:// SNMP Overview - FAQ - ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/comp.protocols.snmp/ Tanenbaum, Andrew. Computers Networks. New Jersey: Prentice Hall, 1996.