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1 Pós Graduação em Projeto e Gerencia de Redes de Computadores Cadeira de Redes II Gerenciamento de Redes Prof.: Frederico Sauer Apresentação do Curso

2 Objetivos do Curso Apresentar ao aluno os desafios da tarefa do gerenciamento de redes; Relembrar e/ou conhecer alguns aspectos teóricos, fundamentais para o entendimento das técnicas apresentadas; Apresentar o conteúdo da ementa de uma forma gradativa e auto-contida em exposições de soluções que usem as tecnologias a discutir; Exercitar tarefas básicas, em laboratório, de Gerência de Redes;

3 Organização do Curso Módulo I Aspectos Básicos: Gerenciando o Caos Problemas por Camada Protocolo de Gerenciamento SNMP Módulo II Noções de SNMP Módulo III Ferramentas Básicas Módulo IV Visão Empresarial de Gerência de Redes

4 Cadeira de Gerenciamento de Redes Módulo I Aspectos Básicos: Gerenciando o Caos

5 Gerência de Redes Objetivo: Monitorar e controlar elementos de redes Assegurar QoS Sistemas de Gerência Coleção de Ferramentas Arquitetura Básica: Elementos Gerenciados Software Agente Estações de Gerência Software Gerente Protocolos de Gerência mais usado é o SNMP Informações de Gerência Dados entre Gerentes e Agentes

6 Gerência de Redes

7 Gerência de Redes Estação de Gerência Taxas de erros Estado de enlaces e equipamentos Taxas de utilização de enlaces Valores limites (Thresholds) anormalidades Ferramentas Básicas Analisadores de protocolos (Sniffers) Comandos de linha (ping, traceroute, netstat) Gerente SNMP (MRTG)

8 Gerência de Redes Papéis gerenciais: Help-desk Usuários mais experientes solução de problemas simples. Única interface com o usuário final Operador de rede Acompanha os alarmes (monitoração) encaminha problemas ao Staff (Suporte Técnico) Suporte técnico Soluciona os problemas não resolvidos pelo help-desk (configuração, manutenção e operação de equipamentos) Equipe de Gerência Avalia desempenho do Staff Compra equipamentos e software Providencia capacitação Entra em cena quando a solução demora (downtime)

9 Gerência de Redes

10 Gerência de Redes Analogia com a Medicina: Medicina Sintomas: o que um paciente sente quando doente Sinais: Observações sobre o paciente através de exames Sinais diferenciais: Confirmatórios da ocorrência de uma doença Testes confirmatórios: Necessários para um diagnóstico diferencial Gerência de Redes Sintomas: O que o usuário da rede sente quando um problema ocorre Sinais: Observações sobre a rede obtidas através de ferramentas Sinais diferenciais: Confirmatórios da ocorrência de um problema Testes confirmatórios: Necessários para um diagnóstico diferencial, negando ou confirmando problemas

11 Gerência de Redes Um Problema de Redes: Descrição: Circunstâncias nas quais o problema surge Sintomas: Percepção das conseqüências de um problema (efeito negativo para os usuários) Sinais: Manifestações adicionais, tipicamente obtidas através de ferramentas de gerência Testes Confirmatórios: Destinados a confirmar ou negar a existência do problema. Busca sinais diferenciais com uso de ferramentas Sugestões de Tratamento: Eficientes e testadas, que não introduzem outros problemas Função do Gerente: Descobrir e solucionar os problemas (fim), e não apenas os sintomas e sinais (meio). Procedimentos: Técnicas para obter e interpretar sinais, com ferramentas

12 Gerência de Redes Detecção, Diagnóstico e Resolução de problemas: Metodologia, acompanhada de uma boa documentação da rede Detecção Notificação de anormalidades para a equipe de gerência: Usuários para help-desk, que não resolvem de imediato; ou Operador detecta alarmes ou tráfego estranho.

13 Gerência de Redes Notificação de um problema Coleta de Informações Decisões: A - Ocorreu algum problema semelhante recentemente? Houve alguma mudança que possa ter causado os sintomas e sinais observados? B - Alguma das hipóteses foi confirmada? C - A solução é correta? Não A Sim Desenvolver hipóteses genéricas Desenvolver hipóteses específicas Solucionar o problema Organizar as hipóteses Testar as hipóteses Testar a solução Testar as hipóteses Não B Sim C Não Não B Sim Documentar a ocorrência do problema

14 Gerência de Redes Busca de Informações - Após a notificação da existência de um problema: Qual é o escopo do alcance do problema? Época de surgimento dos sintomas? Freqüência histórica do problema? Associação com alguma aplicação ou serviço específico? Mensagem de erro específica? É intermitente ou permanente? Houve alguma mudança de configuração na rede ou estação? Com estas informações Buscar sinais através dos procedimentos para cada caso, com as ferramentas de gerência.

15 Gerência de Redes Desenvolver hipóteses! Seleção de acordo com os sintomas Case-Based Reasoning Conhecimento profundo da rede gerenciada

16 Gerência de Redes Exemplo: Help-Desk acionado por falta de conectividade há 15 minutos. Com as ferramentas (ex: WUG), não se verifica falta de operacionalidade nem threshold excedido. Hipóteses: problema físico (problemas em cabos ou conectores, ou equipamentos defeituosos), ou problemas de aplicação (DHCP ou DNS inoperante) Testar primeiro as hipóteses físicas, depois as de enlace, etc. 90% dos problemas são físicos Testes através de exames confirmatórios de acordo com o problema Caso os exames confirmatórios não indiquem claramente o problema, deve-se buscar mais sinais, novas hipóteses, e executar novos testes, até identificar o problema A solução proposta deve ser definitiva, objetiva e correta. Não deve ser paliativa nem parcial Testar a solução com análise das estatísticas da estação de gerência Documentar tudo, inclusive os testes mal-sucedidos (CBR)

17 Gerência de Redes Problemas Físicos Exemplos de Problemas Físicos: Cabos defeituosos; Conectores defeituosos; Descasamento de modo e/ou modo de operação Equipamento de conectividade defeituoso; Placas ou portas defeituosas; Interferências no cabeamento; Saturação em barramentos compartilhados; Cabos incorretos; e Violação de regras Ethernet.

18 Problemas Físicos Cabos Defeituosos Descrição Cabos óticos são muito sensíveis Microfissuras, curvaturas acentuadas e torções provocam atenuação Cabos de par trançado também sofrem com torções, nós e curvas Sintomas Falta de conectividade cabos rompidos Rede lenta ou intermitente cabos com geometria alterada Sinais Taxa de erros elevada (principalmente CRC) Cobre máximo 1 bit a cada 10 9 Fibra máximo 1 bit a cada Testes Verificação de Leds e troca de cabos e portas Testadores de cabos OTDR e Scanner Tratamento Troca ou reparo do elemento danificado Deve ficar próximo de zero!!!

19 Problemas Físicos Conectores Defeituosos Descrição Crimpagens mal-feitas e pares separados (split pairs) provocam ruídos Sintomas Falta ou intermitência na conectividade ou rede lenta Sinais Conectores mal-crimpados Alto número de erros (especial CRC) e de alinhamento Taxa de colisões elevada (acima de 10%) Efeito NEXT (split pair) e alta atenuação Testes Scanner, verificação de leds, troca de cabos e inspeção visual Tratamento Troca ou reparo do elemento danificado

20 Problemas Físicos Descasamento Modo Operação ou Velocidade Descrição Um lado half-duplex e o outro full-duplex ou um lado 10 Mbps e o outro 100 Mbps Comum quando ambos estão configurados para autonegociação Sintomas Descasamento velocidade falta de conectividade Descasamento modo operação rede lenta Sinais Alto nº erros, colisões acima de 10% e colisões tardias Testes Verificação das configurações (show port, SNMP, software de placa) Tratamento Corrigir a discrepância, de preferência em modo full-duplex

21 Problemas Físicos Equipamento Defeituoso Descrição Problemas permanentes ou transientes (às vezes um reboot resolve) em um equipamento de conectividade Sintomas Rede lenta ou falta de conectividade Sinais Equipamento não operacional, interfaces em estado não operacional (fácil de observar em routers), Taxa de utilização de CPU elevada (acima de 75%), Taxa de uso de memória elevado (em roteadores, máximo 75%.) e tráfego de broadcast elevado. Testes Análise de leds, verificação de configuração e estado do equipamento (ferramentas ping, show environment all), teste do sistema de transmissão do equipamento e substituição do equipamento sob suspeita Tratamento Reboots freqüentes são indícios de problemas. Verificar o sistema elétrico e de refrigeração. As configurações devem ser checadas com a documentação em busca de alterações indevidas. Em último caso, troca do equipamento.

22 Problemas Físicos Placa de Rede ou Porta de Equipamento Defeituosa Descrição Alguns defeitos permanentes ou transientes possíveis: Placa não consegue detectar portadora colisões e colisões tardias Geração de quadros inúteis (aumenta e congestiona o tráfego) Quadros maiores que o padrão (1518 bytes) Sintomas Falta de conectividade, ou rede lenta Sinais Taxa de erros elevada (principalmente CRC e alinhamento) deve estar próxima de zero, taxa de colisões elevada (acima de 10%), colisões tardias (nunca devem ocorrer), alto tráfego de broadcast ou multicast na rede, aumento inesperado da utilização do enlace e existência de quadros anormais (acima do padrão) Testes Em placas - Verificar driver e configuração da placa; verificar a configuração do software de rede; trocar a placa e testar. Testar a placa em outra máquina Em equipamentos trocar equipamento, trocar posição de cabos; testar as portas com ping Tratamento Reinstalar o TCP/IP (no windows). Checar a parte física (encaixe da placa) e rodar testes de diagnóstico de placa. Em último caso, troque a placa ou equipamento

23 Problemas Físicos Interferência no Cabo Descrição Motores, reatores de lâmpadas e linhas de corrente alternada provocam interferências Sintomas Rede lenta Sinais Alta taxa de erros (deve ser próxima de zero). Em ethernet o erro mais típico é o de CRC Testes Acompanhar a rota dos cabos para detectar possíveis fontes. Afastar da fonte e observar se os sinais/sintomas persistem Tratamento Usar uma nova rota ou retirar a fonte de interferências

24 Problemas Físicos Saturação de banda em barramentos compartilhados Descrição Excesso de tráfego em segmentos half-duplex, provocando colisões e retransmissões Sintomas Rede lenta Sinais Taxa de colisões alta (acima de 10%), erros (CRC e alinhamento) Utilização de enlaces superior a 50% (em full-duplex, pode-se chagar a 70% sem problemas) Testes Verificar se modificações foram feitas recentemente (novas aplicações, novos SO, novas máquinas) Verificar precisamente a origem das colisões e erros (sniffer) Tratamento Em caso de placa ou equipamento defeituoso, substituir Em caso de saturação natural de tráfego, segmentar a rede (switches ou até mesmo roteadores; VLANS.

25 Problemas Físicos Tipo Errado de Cabo Descrição Uso de cabos com categoria inadequada para a taxa pretendida Uso de cabo crossover no lugar do straigh-thru e vice-versa Sintomas Rede lenta ou falta de conectividade, no primeiro caso, dependendo do tamanho do cabo Falta de conectividade no segundo caso Sinais Alta taxa de erros (especialmente alinhamento) no caso de uso de cabos com categoria inadequada Testes Verificação de LEDs, inspecionar visualmente os cabos, verificar a categoria do cabo, usar um testador de cabos ou um Scanner Tratamento Trocar o cabo Nunca deixe de certificar a rede

26 Problemas Físicos Violação de Regras Ethernet Descrição Há regras rígidas para tamanho de cabo, número máximo de estações por domínio de colisões, etc. Sintomas Rede lenta. Entre estações mais distantes pode haver falta de conectividade Sinais Número máximo de estações violado alta taxa de colisões (superior a 10%) Comprimento máximo violado colisões tardias (deve ser zero!), atenuação acima do normal. Testes Levantar a topologia da rede e verificar as regras. Usar um testador (TDR ou OTDR) Tratamento Re-projeto, de acordo com as regras. Administração centralizada da topologia pela equipe de rede.

27 Gerência de Redes Alguns Problemas de Enlace Interfaces desabilitadas Excesso de broadcasts Tempo da envelhecimento de tabelas de endereço inadequado Validade da Cache ARP inadequado

28 Problemas de Enlace Interface Desabilitada Descrição Uma interface pode ser administrativamente desabilitada através de SNMP ou console Sintomas Falta de Conectividade Sinais Taxa de utilização da interface é zero Status da interface é de administrativamente desabilitada Testes Uso do SNMP ou Console para verificar o Status da interface Tratamento Habilitação da interface via SNMP ou console

29 Problemas de Enlace Saturação Devido ao Excesso de Broadcasts Descrição ARP, DHCP, NETBIOS e algumas aplicações usam intensivamente o broadcast. Ataques de negação de serviço. Sintomas Rede lenta, podendo chegar à falta de conectividade Sinais Taxa de broadcasts elevada (normal 1 quadro a cada 10 segundos emitido por cada máquina da rede) Taxa de uso da CPU elevada (acima de 75%) Uso excessivo dos enlaces Testes Captura de broadcasts com o Sniffer. Verificar origem. Verificar protocolo originador ou aplicação Tratamento Eliminar pontualmente as causas, em caso de defeitos. Em caso de saturação, segmentar a rede com VLANS ou roteadores

30 Problemas de Enlace Tempo de Envelhecimento Inadequado Descrição Os comutadores mantém uma tabela de endereços MAC associados à portas, aprendidos do próprio tráfego. Se o comutador não possui um endereço, envia broadcasts que podem congestionar a rede Sintomas Se o tempo de envelhecimento for muito pequeno, a rede ficará lenta. Se for muito grande, poderá ter intermitência, em caso de mudanças na topologia Sinais Tempo pequeno excesso de broadcasts, verificado por acendimento simultâneo de leds Testes Verificação do tempo com SNMP (variável MIB dotagintime), comando de linha (show cam agingtime) Tratamento Configurar o tempo para o padrão 300 segundos e monitorar

31 Problemas de Enlace Validade Cache ARP inadequada Descrição Se o tempo for pequeno, haverá excesso de broadcasts ARP. Se for muito longo, numa rede DHCP provocará entradas incorretas Sintomas Tempo pequeno Rede lenta; tempo grande falta de conectividade por certos períodos (até que o tempo daquela entrada expire) Sinais Broadcasts ARP em excesso (deve ser menor que o número de máquinas em rede por segundo) Aumento do uso dos enlaces Testes Verificar a estação geradora (Sniffer) e o seu tempo de validade ARP (Windows Regedit, Linux base_reachable_time em /usr/src/linux/net/ipv4/arp.c, Comutadores - show arp) Valor Default 30 segundos. Valores como 1 segundo ou segundos são causadores do problema Tratamento Configurar com o valor default, monitorar

32 Problemas de Enlace Validade Cache ARP inadequada Exemplo do teste: Regedit procurar as entradas ArpCacheLife e ArpCacheMinReferencedLife. Se encontrar, verificar os valores. Se não, estão valendo os valores default.

33 Gerência de Redes Alguns Problemas da Camada de Rede Tabelas de Rotas em hosts Incorreta Endereço IP Incorreto Máscara de Rede Incorreta Rotas Estáticas Mal-configuradas

34 Problemas da Camada de Rede Tabela de Rotas em hosts Incorreta Descrição Se o gateway do host não estiver correto, pacotes para fora da rede não serão entregues Sintomas Conectividade apenas interna Sinais Tráfego ICMP de redirecionamento Testes Verificar configuração do IP (winipcfg, ipconfig Windows, ifconfig Linux) Tratamento Reconfigurar a rota correta

35 Problemas da Camada de Rede Endereço IP de Host Incorreto Descrição Prefixo incorreto, endereço duplicado ou ausência de endereço configurado Sintomas Sinais Falta de conectividade. Em caso de endereço duplicado, a conectividade é intermitente, podendo ser apresentada uma mensagem para o usuário dizendo claramente que o IP já está sendo usado. Quadros de broadcast de outras subredes presentes na rede (sniffer) indicam endereços incorretos Testes Ipconfig, winipcfg, ifconfig Tratamento Reconfiguração do IP e monitorar.

36 Problemas da Camada de Rede Host com Máscara Incorreta Descrição A máscara incorreta induz a máquina a achar que pertence a outra subrede que não a sua. Sintomas Se a máscara estiver menor que o correto, haverá falta seletiva de conectividade. Se estiver maior, poderá haver conectividade, de acordo com o roteador default (exemplo a seguir) Sinais Mensagens ICMP redirect enviadas pelo roteador (valor maior que o correto) Existência de tabelas de rotas em hosts com máscara maior que o correto e entradas específicas para outros hosts. Devem haver apenas rotas para redes Requisições ARP sem resposta, quando a máscara está menor que o correto Testes Verificar a máscara (ipconfig, winipcfg ou ifconfig); usar Sniffer para detectar ICMP Redirect (mascaras maiores) ou Requisições ARP sem resposta (máscaras menores). Identificar a origem e verificar as configurações Tratamento Corrigir e monitorar

37 Problemas da Camada de Rede Host com Máscara Incorreta - Exemplo Um host deveria ter o endereço /23 (sua máscara é Suponha que a máscara foi configurada como /24 (maior do que o correto ) O host acha que faz parte da rede /24, mas na verdade, tem comunicação direta com todas as máquinas do range a (mesma subrede) Se ele quiser mandar algo para , vai enviar para o roteador default. Se o roteador tiver prefixo , funcionará, mas se tiver prefixo , ele apenas conseguiria conversar com máquinas prefixo , porque o roteador ficaria inalcançável (interface não pertencente à mesma subrede)

38 Problemas da Camada de Rede Host com Máscara Incorreta - Exemplo Mesma situação, porém com máscara (/16) Sua sub-rede teria o range a Uma entrega, por exemplo para seria tentada diretamente, sem sucesso

39 Problemas da Camada de Rede Rotas Estáticas Mal-configuradas Descrição A maioria das redes usa roteamento estático, que se estiver incorreto pode provocar problemas. Sintomas Falta de conectividade para uma ou mais redes Sinais Existência de ICMP Time Exceeded e/ou ICMP Destination Unreachable (Sniffer - deve ser zero); Variável MIB ipoutnoroutes sendo incrementada (SNMP deve permanecer pouco incrementada), o que ocorre quando há descarte de datagramas por falta de rotas ou roteador default desligado ou inacessível Testes Traceroute para máquinas com rota conhecida, exame das tabelas de rotas do roteador Tratamento Correção da tabela e novos testes

40 A situação configurada provoca um loop entre roteador 1 e 2, quando o destino pertence à rede /24 Problemas da Camada de Rede Rotas Estáticas Mal-configuradas - Exemplo

41 Cadeira de Gerenciamento de Redes Módulo II Noções de SNMP

42 Noções de SNMP Simple Network Management Protocol (TCP/IP) Arquitetura Elementos Gerenciados Possuem um Sw chamado Agente Hardware Equipamentos, enlaces, hosts, no-breaks, etc. Software SOs, Servidores (BD, WEB, , etc) Estação de Gerência Hosts capazes de obter informações de Gerência através de pooling. São também capazes de alterar o estado de elementos gerenciados Informações de Gerência Taxas de erros, status de interfaces, temperaturas, tensões, etc. Disponíveis via MIB (Management Information Base) Protocolo de Gerência Operações de monitoramento leitura de informações de gerência. Ex.: Qual é a taxa de erros de entrada da interface 17? Operações de Controle Alterações de Status de elementos gerenciados. Ex.: Desative a interface 17.

43 MIB Principal MIB MIB-2 (RFC 1156) Variáveis que todo elemento gerenciável deve ter Outras MIB Atendem a necessidades específicas ou proprietárias. Ex.: MIB Ethernet, MIB No-breaks Pooling Captura de valores de variáveis MIB, para descoberta de situações anormais nos elementos gerenciados. Pode ser iniciada pelo gerente ou enviada pelo agente, em função de traps. São organizadas hierarquicamente. Cada variável é um objeto dessa árvore, que possui uma instância (valor)

44 MIB

45 MIB iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.system.sysdescr.0 O 0 no final da string é a instância do objeto sysdescr, cujo significado é IBM 8271 EtherStreamer Switch A variável é armazenada na forma Objetos com várias instâncias Um elemento gerenciado (um switch, p.ex.) pode ter várias interfaces, logo: iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.interfaces.iftable.ifentry.ifinoctets A variável é obtida numa organização tabular bidimensional (iftable)

46 MIB ifindex ifdescr ifinoctets ifentry 17 1? Ifentry Uma operação SNMP GET na variável: iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.interfaces.iftable.ifinoctets.17 Poderia retornar o valor , indicando que bytes entraram naquela interface. A chave de acesso é ifindex

47 MIB Todos os agentes devem suportar ao menos a MIB-2. Equipamentos proprietários (Cisco, 3Com, IBM, etc) normalmente possuem suas próprias MIB. Que ficam em: iso.org.dod.internet.private.enterprises Alguns objetos da MIB-2 Grupo System sysdescr sysname sysuptime syslocation syscontact

48 MIB Grupo interfaces ifnumber Tabela iftable ifdescr iftype ifspeed ifphysaddress ifinoctets ifoutoctets ifinerrors ifouterrors Grupo ip Vários counters, endereços, etc Mapa tradução IP/MAC Tabela roteamento do elemento Grupo icmp Vários counters de mensagens recebidas e transmitidas Counters por tipo de mensagem icmp Counters de erros, etc. Grupo tcp tcprtoalgorithm (alg. Retransmissão) tcpmaxconn (nº max. Conexões) Nº Segmentos enviados e recebidos Tabela conexões ativas, etc. Grupo udp udpnoports (datagramas p/portas desconhecidas) Datagramas entrantes e saíntes (udpindatagrams e udpoutdatagrams) Grupo SNMP Várias informações sobre o SNMP

49 MIB Há os seguintes tipos de variáveis: String (sysdescr, syscontact); Inteiros (ifnumber); e Contadores Counters (ifinoctets) Os counters são absolutos e não relativos. Por isso, devemos capturar períodos para elaborar estatísticas Há 3 versões para o SNMP, mas apenas a versão 1 é difundida e largamente utilizada Esta versão tem, no entanto, um grave problema de segurança. As senhas de acesso (community names) trafegam em claro na rede, e devem sempre acompanhar os requests. A versão 3 criptografa as senhas.

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