UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ (UTP) ESPECIALIZAÇÃO EM REDES DE COMPUTADORES E SEGURANÇA DE REDES - ADMINISTRAÇÃO E GERÊNCIA

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1 0 UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ (UTP) ESPECIALIZAÇÃO EM REDES DE COMPUTADORES E SEGURANÇA DE REDES - ADMINISTRAÇÃO E GERÊNCIA APLICAÇÃO DO PROTOCOLO SNMP NO GERENCIAMENTO DE REDES CURITIBA 2014

2 1 CARLOS AFONSO DE OLIVEIRA FRANCO APLICAÇÃO DO PROTOCOLO SNMP NO GERENCIAMENTO DE REDES Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Especialização em Redes de Computadores e Segurança de Redes - Administração e Gerência, da Universidade Tuiuti do Paraná (UTP), como requisito parcial à obtenção do título de Especialista em Redes de Computadores e Segurança de Redes Administração e Gerência. Orientador: Prof. Msc Roberto Néia Amaral CURITIBA 2014

3 TERMO DE APROVAÇÃO 2

4 3 O pastor tem o dever de levar suas reses ao rio, mas beber ou não da água dependerá do próprio ser. Masutatsu Oyama

5 4 Dedico este trabalho a minha esposa. Ao meu filho André e minha filha Ana, pelo carinho e inspiração. Aos meus pais, pelo exemplo de caráter, amor e atenção em toda minha formação.

6 5 AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus por ser uma companhia permanente em minha vida, por iluminar e abençoar meu caminho. Ao meu orientador, Prof. Msc Roberto Néia Amaral, por orientar meu estudo. A Universidade Tuiuti do Paraná (UTP), pelo acolhimento nesta etapa. Aos professores, pela oportunidade do compartilhamento dos saberes. A todos, meus mais sinceros agradecimentos.

7 6 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Sistema de Gerência de Rede Figura 2 - Funcionamento do SNMP Figura 3 Relacionamento de um Gerente com o Objeto Gerenciado Figura 4 Estrutura e funcionamento Figura 5 - Fluxo de Mensagens com Base no Modelo Gerente agente Figura 6 Operações SNMP e modelo de camadas Figura 7 Modelo de camadas TCP/IP Figura 8 Demonstração do gráfico gerado a partir do CACTI aplicado a um Switch ou roteador... 29

8 7 LISTA DE QUADROS Quadro 1 Formato da mensagem SNMPv1 possui um Cabeçalho e um PDU Quadro 2 - Formato da PDU Quadro 3 - Mensagem Trap SNMPv Quadro 4 Cabeçalho e dados Quadro 5 - Formato da PDU (Protocol Data Unit) SNMPv2 é igual para Get, GetNext, Inform, Response, Set e Trap Quadro 6 - A mensagem GetBulk SNMPv Quadro 7 Modelo de camadas Quadro 8 Pacote IP - Datagrama Quadro 9 - Estrutura dos grupos RMON MIB... 26

9 8 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO REVISÃO DA LITERATURA HISTÓRICO GERÊNCIA DE REDE FUNCIONAMENTO DO SNMP ESTRUTURA DA MIB NOTAÇÃO ASN FORMATO DO PROTOCOLO SNMP SNMP no modelo de camadas APLICAÇÕES DO PROTOCOLO SNMP Interface Ethernet Interface PPP Interface Frame Relay PROTOCOLO SNMP VERSÕES 2 E Protocolo SNMP V CACTI CONCLUSÃO REFERÊNCIAS... 31

10 9 INTRODUÇÃO A variedade de tipos de equipamentos e dispositivos conectados nas redes de computadores se fez necessário a padronização de informações e protocolos de gerenciamento utilizados. Para atender a demanda nas redes surgem duas tecnologias: Simple Network Management Protocol (SNMP) e Common Management Information Service Element ou Common Management Information (CSMIE/CMP) no mercado. Pretendia-se inicialmente que dois Protocolos-padrão convergissem entre si, permitindo o acesso e compartilhamento aos mesmos dados, não sendo atingido tal objetivo, ou seja, o Common Management Information Protocol (CMOT) é o CMIP sobre o TCP/IP não teve sucesso. O Protocolo SNMP obteve maior popularidade no gerenciamento de redes devido a grande simplicidade. A simplicidade do Protocolo facilita na aplicação e/ou utilização para o administrador de rede como pelo usuário, no gerenciamento de redes quando selecionado o Protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol), por ser simples e fornecer dados sobre a rede e o equipamento, apresentando como vantagem a possibilidade do incremento permanente pelos desenvolvedores. Este trabalho procura conhecer: Quais as ferramentas mais importantes para administrar e monitorar redes de computadores com o Protocolo SNMP e quais recursos envolvidos? No objetivo geral procura-se propor o Protocolo SNMP utilizando aplicativos e interface gráfica na manutenção de redes de computadores e outros dispositivos envolvidos, de forma organizada e preventiva. Nos objetivos específicos procura abordar o histórico sobre o Protocolo SNMP; relatar sua importância no gerenciamento de redes de computadores; analisar seu funcionamento; descrever a estrutura MIB (Management Information Base); relatar a notação ANS1 (Abstract Syntax Notation One); identificar o formato do Protocolo SNMP; descrever o posicionamento e localização do SMNP no modelo de camadas TCP/IP; caracterizar a última versão do Protocolo SNMP e relevância no gerenciamento de redes de computadores; analisar a aplicação do Protocolo SNMP; apresentar a representação gráfica do Protocolo, por meio da interface web criada pelo aplicativo CACTI.

11 10 2 REVISÃO DA LITERATURA 2.1 HISTÓRICO A tecnologia da informação e da comunicação está em constante evolução no mundo. Entre as décadas de tornou-se necessário criar ferramentas mais eficientes para auxiliar na administração e gerenciamento de redes e dispositivos sobre redes IP. Em abril de 1988 a Internet Architecture Board (IAB) publica a Recommendations for the Development of Internet Network Management Standards, denominada RFC-IAB-1052, apresentando requisitos para padronizar a gestão de redes. A recomendação para o SNMP publicada em 1998 utilizou conceitos desenvolvidos para roteadores, como o Simple Gateway Monitoring Protocol (SGMP), que deu continuidade em momentos posteriores e depois das novas funções terem sido reescritas a Versão 1.0 do SNMP foi publicada em maio 1991 (OLIVEIRA, s/d). A Engineering Task Force (IETF) e diversos desenvolvedores deram origem ao Protocolo para monitoramento de gateways IP, o Simple Gateway Management Protocol (SGMP), contribuindo para desenvolver o Protocolo e um padrão no implemento das MIB s, para equipamentos destinados às redes de computadores, como: roteadores, servidores de acesso, impressoras, computadores, servidores de rede, switches, dispositivos de armazenamento, dentre outros. Em novembro de 1991 outros requisitos foram adicionados para integrar o probes, que são mensagens enviadas pelo roteador, contendo informações sobre a utilização de circuitos, cujo objetivo é permitir verificar passivamente o tráfego em determinado segmento da rede LAN para analisar no andamento de seu funcionamento. Em abril 1993 a Versão 2 do SNMP é publicada com funcionalidades de segurança e autenticação, mas criticada por trazer complexidade e incompatibilidade com a Versão 1. No entanto, em 1997 a surge a SNMP Versão 3, publicada apresentando implementação na segurança ao Protocolo, como privacidade, autenticação e controle de acesso.

12 11 O modelo SNMP possui abordagem genérica podendo ser utilizado para gerenciar diferentes tipos de sistemas, cuja especificação está contida no RFC 1157 com a seguinte trajetória histórica: 1989: SNMP v1; 1992: Remote Monitoring RMON; 1993: SNMP v2; 1996: SNMP v2c (Community Security); 1996: MIB RMON v2; 1998: SNMP v3 (User Security Model). 2.2 GERÊNCIA DE REDE A gerência de rede permite que o administrador verifique os dispositivos interligados na rede e assim atualize as informações que tratam do estado e configuração do sistema. O gerenciamento de redes TCP/IP, Internet e dispositivos são mostrados na Figura 1. Figura 1 Sistema de Gerência de Rede Fonte: Teleco Inteligência e Telecomunicações (2013). A arquitetura apresentada na Figura 1 revela que na maioria das vezes o SNMP é o Protocolo utilizado na comunicação entre softwares agent e manager (agente e gerente), oferecendo simplicidade e funcionalidade para gerenciar as redes TCP/IP e dispositivos envolvidos.

13 12 De acordo com a Teleco Inteligência e Telecomunicações (2013, online), o sistema de gerência da rede TCP/IP e respectivos dispositivos é composto pelos elementos: software agente, o software gerente e software de aplicação. No entendimento de Oliveira (s/d, p. 5): O gerente compreende um tipo de software que permite a obtenção e o envio de informações de gerenciamento junto aos mecanismos gerenciados mediante a comunicação com um ou mais agentes. As informações de gerenciamento podem ser obtidas com o uso de requisições efetuadas pelo gerente ao agente [e] mediante o envio automático disparado pelo agente a um determinado gerente. [...] um gerente está presente em uma estação de gerenciamento de rede. [...] a aplicação gerente é usualmente implementada em uma Workstation rodando [um] sistema operacional multitarefa, tal como Unix ou Windows NT. Muitas vezes o dispositivo de rede (Workstation) destinado a abrigar a aplicação gerente deverá disponibilizar [...] grande quantidade de memória RAM, um considerável espaço em disco, outros mecanismos de armazenamento secundário e dispositivo de backup. O software agente é instalado em cada dispositivo da rede para interagir com o sistema de gerência e responder as requisições de informações recebidas e executar os comandos solicitados, que também enviam informações voluntárias no caso de falhas ou quando de eventos significativos. Instala-se o software gerente no sistema de gerência, que vai solicitar informações e enviar comandos para os dispositivos de rede e assim receber as informações solicitadas ou eventos espontâneos gerados pelos respectivos dispositivos. O software de aplicação é o elemento responsável por apresentar as informações do sistema de gerência e pela interface do sistema com o usuário. Essas aplicações não dispõem de padronização tecnológica no mercado, mas muitos estão disponíveis e oferecem interfaces que, além de flexíveis são muito sofisticados, para facilitar e aperfeiçoar no gerenciamento de redes. É oportuno mencionar que este trabalho limita-se em estudar o Protocolo SMNP, respectiva estrutura e o software de aplicação CACTI, que apresenta de forma gráfica os dados obtidos. A arquitetura SNMP é o Protocolo normalmente utilizado nas comunicações entre softwares agente-gerente oferecendo simplicidade nas funcionalidades e no gerenciamento de redes TCP/IP e seus dispositivos.

14 FUNCIONAMENTO DO SNMP O funcionamento do SNMP fundamenta-se nos dispositivos agentegerente, cada máquina gerenciada é visualizada como um conjunto de variáveis, representando informações disponíveis sobre seu estado atual, ao gerente, por meio de consulta, que permitem ser alteradas a qualquer momento, somente pelo próprio gerente. Não obstante, cada máquina ou dispositivo gerenciado pelo SNMP deve compor pelo menos um agente e uma base de informações MIB (Figura 2). Figura 2 - Funcionamento do SNMP O agente é um programa utilizado no processo executado pela máquina gerenciada, responsável pela manutenção das informações de gerência do equipamento. As principais funções desse elemento são: atender as requisições enviadas pelo gerente; enviar, automaticamente, informações automáticas de gerenciamento ao gerente, quando previamente programado. Utiliza chamadas de sistema para realizar monitoramento das informações da máquina e do RPC (Remote Procedure Call) para controlar informações da máquina. O gerente é outro programa executado em estação servidora e que permite obter e enviar informações de gerenciamento junto aos dispositivos que estão sendo gerenciados mediante a comunicação realizada com um ou mais agentes, como também alterar valores de parâmetros gerenciados nos equipamentos (Figura 3).

15 14 Figura 3 Relacionamento de um Gerente com o Objeto Gerenciado A Figura 3 mostra o Protocolo de Gerenciamento SMNP, responsável por viabilizar o relacionamento gerente-objeto gerenciado, resultando na comunicação entre ambos. O gerente é responsável pelo monitoramento, relatórios e decisões na ocorrência de eventuais problemas. O agente é responsável pelas funções de envio, alteração de informações e notificação de eventos específicos, enviadas ao gerente. A partir desse entendimento o gerente-agente passa utilizar uma estrutura de objetos denominada Management Information Base (MIB), os comandos do Protocolo SNMP são usados para trocar informações. Desta forma, as informações mais importantes são padronizadas no formato e conteúdo, para serem usadas e armazenadas nos diversos dispositivos de rede disponíveis. A estrutura do modelo de gerência obedece a um padrão definido para atribuir nomes aos diversos objetos armazenados. 2.4 ESTRUTURA DA MIB De acordo com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2014, s/p), a MIB (Management Information Base) refere-se ao: conjunto de objetos gerenciados que procura abranger todas as informações necessárias para a gerência da rede, possibilitando assim, a automatização de grande parte das tarefas de gerência. Os padrões de gerenciamento OSI e Internet definiram MIBs que representam os objetos necessários para a gerência de seus recursos. Para melhor explicar, um objeto gerenciado é a visão abstrata de um recurso real do sistema. Neste sentido, todos os recursos da rede a serem gerenciados são modelados e as estruturas de dados resultantes são os objetos gerenciados. Assim,

16 15 os objetos gerenciados podem ter permissões para serem lidos ou alterados e cada leitura representará o estado real do recurso e, da mesma forma, cada alteração também irá mostrar o próprio recurso. A MIB possui estrutura desenhada na forma de árvore contendo objetos gerenciáveis de determinado dispositivo de rede, não tem limites, pode ser expandida e atualizada segundo as necessidades do ambiente. Eis, pois, que o objeto gerenciável trata-se de uma visão abstrata de recursos de dispositivos de rede, correspondentes a uma estrutura de dados e operações obtidas a partir dos recursos desses dispositivos de rede. Os objetos possuem características próprias conforme relatado a seguir: Rótulo (label): utilizado para identificar o objeto, sob o formato texto e identificação única (objeto de identificação), composta pela sequência de números que identificam a posição do objeto na árvore da MIB (ex.: ); Atributos: reúne tipos de dados, descrição e informações de status, configuração e estatísticas, entre outros dependendo da necessidade; Operações aplicadas no objeto (dispositivos): leitura (read), escrita (write) e comando (set). A construção das estruturas MIB é descrita na Structure of Management Information (SMI), cuja estrutura das informações de gerenciamento (SMI) consiste em um método usado para definir objetos gerenciados e respectivos comportamentos (RIZO, 2011). A MIB pode ser considerada similar a um banco de dados de objetos gerenciáveis, consultados e manipulados pelos agentes SNMP. Para melhor explicitar o comentado, para entender melhor deve-se imaginar a MIB semelhante a uma Tabela de banco de dados. A SMI define como os objetos são gerenciados e nomeados especificando os tipos de dados associados, hierarquicamente organizados no formato de árvore e reconhecidos por um object identifier (OID), cuja estrutura é a base do esquema de atribuição de nomes do SNMP. Na sequência, a Figura 4 apresenta a estrutura da MIB-I, na primeira versão do SNMP.

17 16 Figura 4 Estrutura e funcionamento 2.5 NOTAÇÃO ASN.1 No entendimento de Cota et al. s/d), no setor de telecomunicações e redes de computadores, a ASN.1 é uma notação padrão e flexível, responsável por descrever as estruturas de dados para representação, codificação, transmissão e decodificação de dados. A notação fornece um conjunto de regras formais para descrever a estrutura dos objetos, os quais são independentes das especificações de codificação do dispositivo em que é utilizada, criando uma notação precisa e formal que elimina ambiguidades. ASN.1 é conjuntamente uma normatização da International Organization Standardization (ISO) e uma norma International Telecommunication Union-T (ITU- T), definido em 1984 como parte do Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique (CCITT). Um subconjunto do ASN.1 adaptado corresponde a Estrutura de Gestão da Informação (do inglês SMI, Structure of Management Information). Esse item é

18 17 especificado no SNMP para definir um conjunto de objetos relacionados com a MIB, e são denominados como módulos MIB, aplicável da seguinte forma: Datatypes: são tipos de dados básicos que definem o formato das informações como: integer, byte, string, object, identifier, null, enumerated, boolean e outros; Complex constructed: são dados complexos que formam estruturas definidas a partir dos tipos de dados básicos atribuídos a conjuntos mais complexos de informações, como objetos gerenciáveis e/ou mensagens; Macrotemplates: são modelos para definir objetos gerenciáveis e incluem todos os tipos de dados ou estruturas necessárias para o objeto, faixas de valores aceitáveis para cada dado e operações executadas pelo objeto. A notação ASN.1 possui um conjunto de regras que se chama Basic Enconding Rules (BER), definindo a forma pela qual um programa é escrito nessa linguagem é compilado para ser traduzido à linguagem de máquina do dispositivo de rede. O programa compilado é carregado e a MIB é corretamente interpretada pelo dispositivo. 2.6 FORMATO DO PROTOCOLO SNMP Com a utilização do SNMP as informações são trocadas entre estações gerente-agente na forma de mensagem SNMP e cada uma, individualmente, inclui o número de versão, indica a Versão do SNMP utilizada, nome do comunicado (community) 1 para ser usado na troca e um dos cinco tipos de comandos. O Protocolo SNMP define mensagens, unidades de dados chamadas PDU (Protocol Data Unit), para serem trocadas durante uma comunicação entre o gerente e o agente. Os cinco tipos de mensagens SNMP são: a) Get-request-PDU: mensagem enviada pelo gerente ao agente 1 Comunit é uma string utilizada pelo agente SMNP, para identificar os tipos de dados e objetos que o gerente vai ter acesso.

19 18 solicitando o valor de uma variável; b) Get-next-request-PDU: mensagem utilizada pelo gerente para solicitar o valor da próxima variável depois de uma ou mais variáveis que foram especificadas; c) Set-request-PDU: mensagem enviada pelo gerente ao agente para solicitar que seja alterado o valor de uma variável d) Get-response-PDU: mensagem enviada pelo agente ao gerente, informando o valor de uma variável que lhe foi solicitado; e) Trap-PDU: mensagem enviada pelo agente ao gerente, informando um evento ocorrido. Formato das Mensagens A mensagem SNMPv1 possui um Cabeçalho e um PDU (Quadro 1): Quadro 1 Formato da mensagem SNMPv1 possui um Cabeçalho e um PDU CABEÇALHO DADOS O cabeçalho possui dois campos, conforme segue: Numero da versão: indica a versão do protocolo SNMP Nome da Community: define a string de acesso do conjunto de objetos gerenciados. Segue o Quadro 2, apresentando o formato da PDU (Protocol Data Unit) SNMPv2 é igual para Get, GetNext, Inform, Response, Set e Trap. Quadro 2 - Formato da PDU Tipo de PDU Identificação da requisição Status do(s) erros Índice dos erros CAMPO DE DADOS DA PDU SNMPv1 Objeto 1 Valor 1 Objeto 2 Valor 2 Objeto 3 Valor 3 Sendo: Tipo de PDU: específica o tipo da PDU transmitida; Identificação da requisição: relaciona a requisição SNMP com a resposta; Status do(s) erros: Contem um dos números de erros e o tipo, somente na resposta; Índice de erros: corresponde um erro com um objeto em particular; Campo de dados: O campo Variable Bindings (ligações de variáveis)

20 19 acopla nomes de ID identificadores de objetos com os seus valores de dados. Na sequência o Quadro 3 mostra o esquema da mensagem Trap SNMPv1 possui 8 (oito) campos: Quadro 3 - Mensagem Trap SNMPv1 Enterprise Fonte: Endereço do agente Traps Genéricos Traps Específicos Tempo da ocorrência CAMPO DE DADOS DA PDU SNMPv1 Objeto 1 Valor 1 Objeto 2 Valor 2 Objeto 3 Valor 3 Sendo: Enterprise: Identifica o tipo do objeto gerenciado que gerou o Trap; Endereço do Agente: Contem o endereço do objeto gerenciado que gerou o Trap; Traps Genéricos: Identifica os números de tipos de Traps genéricos; Traps específicos: Identifica um dos números de código de Traps específicos; Tempo da Ocorrência: Identifica o valor do tempo em que ocorreu o evento; Campos de dados - Representa o campo de dados da PDU SNMPv1, identificam o objeto e seu valor. O Quadro 4 apresentando a mensagem SNMPv2 possui também um Cabeçalho e um PDU: Quadro 4 Cabeçalho e dados CABEÇALHO DADOS O cabeçalho contém dois campos: Numero da versão: indica a versão do protocolo SNMP Nome da Community: define a string de acesso do conjunto de objetos gerenciados. Na sequência o Quadro 5 mostra o esquema do formato da PDU (Protocol Data Unit) SNMPv2, é igual para Get, GetNext, Inform, Response, Set e Trap:

21 20 Quadro 5 - Formato da PDU (Protocol Data Unit) SNMPv2 é igual para Get, GetNext, Inform, Response, Set e Trap CAMPO DE DADOS DA PDU SNMPv2 Tipo de PDU Identificação da requisição Status do(s) erros Índice dos erros Objeto 1 Valor 1 Objeto 2 Valor 2 Objeto 3 Valor 3 Sendo: Tipo de PDU: especifica o tipo da PDU transmitida; Identificação da requisição: relaciona a requisição SNMP com a resposta; Status do(s) erros: contém um dos números de erros e o tipo, somente na resposta; Índice de erros: corresponde um erro com um objeto em particular; Campo de dados: o campo Variable Bindings (ligações de variáveis) acopla nomes de ID identificadores de objetos da PDU SNMPv2 com os seus valores de dados. Na sequência o Quadro 6 mostra a PDU da mensagem GetBulk SNMPv2: Quadro 6 - A mensagem GetBulk SNMPv2 Tipo de PDU Identificação da requisição Número de instâncias Número máximo de repetições CAMPO DE DADOS DA PDU SNMPv2 Objeto 1 Valor 1 Objeto 2 Valor 2 Objeto 3 Valor 3 Sendo: Tipo de PDU: identifica o tipo da PDU transmitida como GetBulk; Identificação da requisição: Relaciona a requisição SNMP com a resposta; Número de instâncias: especifica o número de instâncias em uma variável do objeto requisitado usada quando uma das instâncias do objeto é do tipo escalar; Número máximo de repetições: Define o número máximo de vezes que uma variável deve ser retornada; Campo de dados: o campo Variable Bindings (ligações de variáveis) acopla nomes de ID identificadores de objetos da PDU SNMPv2 com os seus valores de dados.

22 21 A Figura 5 apresenta o fluxo de mensagens com base no modelo gerenteagente: Figura 5 - Fluxo de Mensagens com Base no Modelo Gerente agente Fonte: Salvo (2011). 2.7 SNMP no modelo de camadas Segundo as Figura 6 e 7, no modelo de camadas TCP/IP o SNMP está situado na camada de aplicação e na camada de transporte utiliza do Protocolo UDP. O TCP/IP baseia-se em um modelo de referência de quatro camadas, todos os Protocolos que pertencem ao conjunto de Protocolos TCP/IP estão localizados nas três camadas superiores do modelo. Figura 6 Operações SNMP e modelo de camadas Fonte: < Acesso em 18 mar 2014.

23 22 Figura 7 Modelo de camadas TCP/IP Fonte: Microsoft (2013). De acordo com a Microsoft (2013), o modelo de camadas pode ser visto por meio do Quadro 7. Quadro 7 Modelo de camadas CAMADA DESCRIÇÃO PROTOCOLOS HTTP, Telnet, FTP, Aplicativo Define os protocolos de aplicativos TCP/IP e como os programas host estabelecem uma interface com os serviços de camada de transporte para usar a rede TFTP, SNMP, DNS, SMTP, X Windows, outros protocolos de aplicativos Transporte Fornece gerenciamento de sessão de comunicação entre computadores host. Define o nível de serviço e o status da conexão usada durante o transporte de dados TCP, UDP, RTP Internet Empacota os dados em datagramas IP, que contêm informações de endereço de origem e de destino usadas para encaminhar datagramas entre hosts e redes. Executa o roteamento de datagramas IP IP, ICMP, ARP, RARP Interface de rede Fonte: Microsoft (2013). Especifica os detalhes de como os dados são enviados fisicamente pela rede, inclusive como os bits são assinalados eletricamente por dispositivos de hardware que estabelecem interface com um meio da rede, como cabo coaxial, fibra óptica ou fio de cobre de par trançado Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, Retransmissão de Quadros, RS-232, v.35

24 23 Nota-se que o SNMP utiliza pacotes tipo UDP para envio de mensagens. Assim sendo, os pacotes UDP utilizam pacotes IP para transportar pacotes entre o manager, no sistema de gerência e o agent nos dispositivos de rede. O Quadro 8 mostra o pacote IP resultante: Quadro 8 Pacote IP - Datagrama DATAGRAMA IP DATAGRAMA UDP MENSAGEM SNMP IP Header UDP Header Version Community SNMP PDU 2.8 APLICAÇÕES DO PROTOCOLO SNMP O gerenciamento de redes é importante no aperfeiçoamento de recursos computacionais, cujos sistemas se baseiam em aplicações de gerência de rede com funcionalidades complexas que permitem ao administrador de rede obter informações detalhadas em tempo, sobre respostas compatíveis com necessidades peculiares. O Protocolo SNMP exerce papel fundamental no implemento na infraestrutura da troca de informações entre vários elementos constitutivos da rede. Na sequência, mostra-se a aplicação do Protocolo SNMP, nele foca o Protocolo e não considera os sistemas de aplicação utilizados para viabilizá-lo Interface Ethernet Entre as tecnologias de rede a Ethernet faz a interface, sendo a mais antiga, está entre as primeiras a dispor MIB específica definida por meio da RFC 1398 (em 1998). Existem diversos dispositivos de rede que usam as interfaces Ethernet e FastEthernet, conectadas via cabos de pares trançados dos cabeamentos estruturados nos hubs ou switches fornecendo a interligação de redes corporativas.

25 24 O Protocolo para acesso ao meio físico é o Protocolo Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), cujos dispositivos de rede somente iniciam a comunicação caso esteja disponível. Porém, caso dois ou mais dispositivos tentem iniciar uma transmissão simultaneamente, resultará em colisão. Veja-se que ambos devem aguardar um tempo aleatório antes de tentar retransmitir, evitando assim a ocorrência de colisões. Desta maneira, implementou-se uma regra de acesso ao meio físico simples, utilizada na atualidade. A MIB para interfaces Ethernet é identificada pelo OID [ ], cuja estrutura contempla as seguintes informações: Tabela estatística que contém o número de erros ocorridos na interface Ethernet; Tabela estatística usada para construir o histograma de frequência de colisões; Informações para configurar e disparar o teste de TDR (Time Domain Reflectometry) usado para teste de cabos e interfaces; Objetos gerenciáveis para chipset s encontrados no mercado. Com essas informações os sistemas de gerência de rede podem obter informações sobre cada dispositivo de rede e começar a realizar os testes para verificar cabos, interfaces e a qualidade dos segmentos ou da rede no seu todo Interface PPP No entendimento da Filippetti (2008), o PPP é um Protocolo de Camada de Enlace usado por meio de links seriais síncronos, como o ISDN e assíncronos, como o dial-up que utilizam LCP, link-control protocol para estabelecer e gerenciar conexões na camada de enlace, desenvolvido (1993) e padronizado pela RFC 1548, responsável por transportar o tráfego entre dois dispositivos de rede via conexão física única. Embora seja um Protocolo, está na lista das interfaces. Na prática, a interface PPP é implementada via conexões físicas RS-232 ou modens. A MIB para o PPP identificado pela OID [ ] é constituída por diversos grupos definidos em RFC distintas, sendo as mais comuns:

26 25 PPP Link Group: composto por tabela de status da conexão e uma de configuração com parâmetros sugeridos; PPP Link Quality Report Group: composto por tabela de parâmetros estatísticos (número de pacotes enviados e recebidos, pacotes com erros descartados e pacotes válidos e aceitos) e por tabela de configuração com informações sobre a qualidade da conexão; PPP Security Table: composta por variáveis de configuração e controle relacionadas com funcionalidades de segurança do PPP; PPP IP Group: composta por variáveis de configuração, status e controle relacionadas ao uso do Protocolo IP sobre o PPP; PPP Bridge Group: composta por variáveis de configuração, status e controle relacionadas ao uso de bridges sobre o PPP Interface Frame Relay O Protocolo Frame Relay (conhecido como Frame Relay) consiste em um método de encapsulamento de alta performance definido pela RFC1315 (1992) em camadas físicas, de enlace do modelo OSI. É um modelo originalmente idealizado para ser usado em interfaces ISDN que suporta uma variedade enorme de interfaces, cuja estrutura contempla grupos como: Data Link Connection Management Table: compõe informações de status e configuração da rede; Circuit Table: compõem informações estatísticas, status e configuração para circuitos virtuais e interfaces existentes; Fr Error Table: armazena erros recentes para cada interface com informação do horário da ocorrência, separados segundo o tipo ocorrido; Monitoramento. O surgimento do Protocolo SNMP permitiu que outras funcionalidades fossem adicionadas aos sistemas de gerência de rede. A RFC 1271 (1991) definiu a Remote Network Monitoring Management Information Base (RMON MIB) como MIB a ser usada pelo dispositivo de rede, tendo como finalidade única monitorar a rede e

27 26 fornecer informações sob as demandas dirigidas para manager (gerente). A RMON MIB é identificada pela OID [ ], cuja estrutura contempla grupos como (Quadro 9): Quadro 9 - Estrutura dos grupos RMON MIB ESTRUTURA DOS GRUPOS RMON MIB Statistics ( ); History ( ); Host ( ); HostTopN ( ); Matrix ( ); Filter ( ); Packet capture ( ); Alarms ( ); Events ( ). Diante das funcionalidades apresentadas, definidas e disponíveis um dispositivo monitor de rede torna-se flexível, porém, complexo para ser configurado, uma vez que sua MIB contém diversos parâmetros de configuração. 2.9 PROTOCOLO SNMP VERSÕES 2 E Protocolo SNMP V2 O Protocolo SNMP Versão 2 tornou-se padrão nas telecomunicações em abril de 1993, mediante a publicação das RFC 1442, 1443, 1444, 1448, 1449, 1450 e 1452, cuja versão anterior apresentava funcionalidades que contemplavam a versão (SNMPV1), embora trouxe complexidade por não ser totalmente compatível com a tal Versão. As principais alterações relativas à MIB da Versão 2 foram: Data Types: alguns tipos de dados foram expandidos para contemplar os valores de 32 bits e endereços de rede do padrão OSI/ISO, definindo o Bit String, um tipo de dado que permite acesso bit a bit, para definir flags, entre outros usos; Settings Values: foram adicionadas funcionalidades de proteção

28 27 para alterar os valores nas MIB para evitar erros; Table Rows Management: foram adicionadas funcionalidades para gerenciar linhas em tabelas MIB (inclusão, alteração e exclusão); Module Enhancements: foram adicionadas novas funcionalidades nos macro templates que permitem manter o histórico de atualização do módulo, criando novos objetos e tabelas, marcando (objetos) como inutilizados. Dentre as alterações que o Protocolo sofreu estão: Autehntication: introduziram-se funcionalidades de autenticação de mensagens alterando o formato dos PDUs SNMP. O procedimento de autenticação recomendado é o Digest Authentication Protocol, adicionando a cada mensagem um código obtido por meio de operação matemática complexa, realizada com a informação da mensagem que garante autenticidade da fonte e dados recebidos; New Operations: introduziram-se dois novos comandos no Protocolo Inform Request que permite trocar informações entre dois gerentes e Get-bulk Request que irá permitir transferência de grandes quantidades de informação. Protocolo SNMP V3. A Versão 3 foi publicada em janeiro de 1998, pelas RFC's 2271 a 2275, versão proposta com base nas versões anteriores, introduzindo melhorias e funcionalidades de administração e segurança, sendo as principais alterações: Authentication and Privacy: procedimentos de autenticação foram introduzidos para garantir a identidade do emissor das mensagens e privacidade para garantir segurança ao conteúdo da mensagem (criptografia); Authorization and Access Control: procedimentos de autorização e controle de acesso foram introduzidos para definir quais dados podem ser acessados e quais operações realizadas; Administrative Framework: procedimentos de administração e acesso remoto foram introduzidos para identificar usuários e provedores de serviços promovendo acesso remoto às informações via SNMP.

29 CACTI O CACTI caracteriza-se como uma ferramenta gráfica de gerenciamento de dados de rede que disponibiliza aos seus usuários interface, acessível para todo e qualquer usuário. É um recurso que fornece base para usuários com pouca experiência na área de gerenciamento de dispositivos. Pode ser utilizada por administradores de rede com experiência na área, disponibiliza recursos para serem utilizados em redes mais complexas. É um front-end para o RRDTOOL desenvolvido na linguagem PHP e dispõe interface web, armazenando todos os dados em Banco de Dados MySql, utilizando para fazer polling de hosts SNMP, criando gráficos e gerenciando acessos da informação coletada (CACTI, 2014). O Programa RRDtool foi desenvolvido por Tobias Oeticker, criando o MRTG e utiliza a linguagem de programação "C", guarda dados coletados em aquivos ".rrd". acerca da ferramenta RRDTOL comenta o seguinte: RRDtool refers to Round Robin Database tool. Round robin is a technique that works with a fixed amount of data, and a pointer to the current element. Think of a circle with some dots plotted on the edge. These dots are the places where data can be stored. Draw an arrow from the center of the circle to one of the dots; this is the pointer. When the current data is read or written, the pointer moves to the next element. As we are on a circle there is neither a beginning nor an end, you can go on and on and on. After a while, all the available places will be used and the process automatically reuses old locations. This way, the dataset will not grow in size and therefore requires no maintenance. RRDtool works with Round Robin Databases (RRDs). It stores and retrieves data from them (CACTI, 2014). O aplicativo CACTI permite controlar o acesso por nível de usuário, configurar certas informações e usuários e caso se deseje adicionar novo equipamento para ser monitorado é fácil e leva poucos minutos. O monitoramento de redes é extremamente facilitado utilizando o CACTI, simples para ensinar o usuário instalar e para configurar, com larga usabilidade no atual ambiente tecnológico, é um programa livre e disponível para que o usuário baixe na Internet e instale no seu computador. A Figura 8 identifica três performances gráficas (à direita) e demonstra o novo índice de consulta de dados (0.8.6) aplicado o cabeçalho do switch ou roteador. De acordo com o CACTI (2013):

30 29 Dual Pane Tree View: On the right you can see a demonstration of the group by data query index feature new to When you apply this feature to a switch or router, the display is broken down into a header for each port on the device. O CACTI é uma solução web PHP/MySql usando a engine RRDtool e gera gráficos de banda usando o SNMP. Em série de diferentes gráficos podem ser feitos com scripts shell ou perl. Figura 8 Demonstração do gráfico gerado a partir do CACTI aplicado a um Switch ou roteador Fonte: CACTI (2014).

31 30 CONCLUSÃO Este estudo teve como objetivo analisar a aplicação do protocolo SNMP no gerenciamento de redes permitiu concluir que o principal objetivo do Protocolo SNMP é contribuir para soluções de infraestrutura e gerenciamento de redes TCP/IP, particularmente, da Internet. Em princípio, procura oferecer um Protocolo simples, com um conjunto mínimo de informações da rede e os demais dispositivos. Nos Sistemas de Gerência de Rede a infraestrutura fornecida pelo Protocolo SNMP não são suficientes para garantir que o sistema apresente funcionalidades e informações para atender plenamente aos administradores de rede. Uma interface gráfica amigável de informações completas, de fácil acesso, com um conjunto significativo e filtrado de alarmes relevantes para monitorar falhas está além dos objetivos pré-estabelecidos pelo próprio Protocolo SNMP. Assim sendo, os elaboradores de produtos e soluções procuraram prover o gerenciamento de dispositivos remotamente por meio de uma rede dedicada ou corporativa por meio do Protocolo SNMP, despertando interesse, com flexibilidade suficiente para atender o gerenciamento simplificado. Trata-se de um recurso de extrema valia no gerenciamento de redes, porém, outras peças adicionais devem ser consideradas para que a solução como um todo possa atender os demais requisitos globais desses sistemas. Pode-se concluir com este trabalho que junto ao Protocolo SNMP podem ser implementadas diversas outras soluções que viabilizam uma complementação em possíveis necessidades de monitoramento da rede de computadores. O aplicativo CACTI é um excelente exemplo de ferramenta empregada e disponível para visualizar as ocorrências e situações na rede de computadores. Contudo, podem ser utilizadas outras ferramentas em paralelo para atender as necessidades que o CACTI possa não suprir integralmente.

32 31 REFERÊNCIAS CACTI. Disponível em < Acesso em 19 fev CACTI /SNMP. Disponível em < Acessado em 18 jan COTA, Raphael Enes; SOARES, Alexandre Seixas; MATTOS, Gustavo Marques; ANTUNES, Ingrid Silva. Redes de Computadores I. Abstract Syntax Notation One (ASN.1). Curso de Engenharia de Controle e Automação. UFRJ, s/d. MICROSOFT. O modelo TCP/IP. Disponível em < Acesso em 09 mar TANENBAUM, A. Redes de computadores. 3. ed. São Paulo: Campus, STALLINGS, William. SNMP, SNMPv2, and CMIP. The Practical Guide to Network- Management Standards. Addison Wesley, Tutoriais Banda Larga e Voip Telecom. Disponível em < Acesso em 28 fev SNMP - RNP (Rede Nacional de Pesquisas). Disponível em < Acesso em 20 fev STALLINGS, William. SNMP, SNMPv2, SNMPv3 e RMON 1 and 2. Addison-Wesley. 3. ed SCHMIDT, Maura. Essential SNMP. O'Reilly, RIZO, Eduardo H. SMI Structure of Management Information (25/10/2011). Disponível em < RRDTOL. Disponível < Acesso em 23 jan O que é CACTI. Disponível < Acesso em 23 jan Management Information Base (MIB). Disponível em < Acesso em 23 fev TELECO. Inteligência em comunicação. Disponível em < Acesso em 8 marc OLIVEIRA, Lécia de Souza. O Protocolo SNMP. Universidade Católica do Salvador

33 32 Curso de Bacharelado em Informática. s/d. Disponível em < SALVO, Sílvio. SNMP Introdução. (2011). Disponível < Acesso em 17 mar CACTI SNMP. Disponível < The TCP/IP Guide. Disponível em < Acesso em 23 fev Sites Disponível em< Acesso em 18 mar 2014.

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