Análise do Monitoramento de Redes com Software Livre Utilizando Nagios Thiago Guimarães Tavares 1 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFTO) Araguatins TO Brasil {thiagogmta}@gmail.com Resumo: As redes de computadores são de suma importância para a utilização de serviços que facilitam nossas vidas hoje em dia. Através da conexão das redes de computadores temos a internet, o meio de comunicação mais rápido e prático da atualidade. Porém, para o bom funcionamento das redes e da internet é necessário uma série de equipamentos e serviços que por ventura podem parar de funcionar, deixando a rede ou o serviço indisponível. Para minimizar o impacto da indisponibilidade de um host ou serviço e prevenir problemas de redes o presente trabalho aborda a implementação e estudo de uma ferramenta, para análise e monitoramento de redes, baseada em Software Livre o Nagios. 1. Introdução As Redes de Computadores tomaram um lugar de destaque na tecnologia e em diversas outras áreas se tornando imprescindíveis nos dias de hoje. O acesso a uma conta bancária para uma importante aplicação ou mesmo o envio de um simples e-mail são aplicações que se tornaram possíveis graças às redes de computadores. Redes de computadores são meios de comunicação para compartilhamento de recursos físicos, de informação e serviços. A comunicação para a troca de informação entre diversas redes de computadores deu origem ao que chamamos de Internet. A Internet é então o meio de comunicação e troca de informação mais rápida e prática da atualidade. Com tantos equipamentos conectados e serviços funcionando em uma rede de computadores é inevitável a falha de algum dispositivo ou parada de alguma aplicação. Muitos desses problemas podem demandar certas horas ou dias para serem solucionados, porém, essas horas ou dias podem significar inestimáveis prejuízos às empresas e organizações. Para tanto, é importante a existência de um sistema de monitoramento e gerência de redes. Dessa forma os problemas podem ser previstos ou na pior das hipóteses imediatamente alertados para que as devidas providências sejam tomadas. O presente trabalho aborda o estudo e implementação da ferramenta baseada em Software Livre Nagios para gerência e monitoramento de redes. A ferramenta monitora hosts e serviços tanto em máquinas Windows quanto em máquinas Linux e notifica o administrador da rede quanto a alterações de funcionamento. O objetivo do trabalho é apresentar, com base em testes realizados, a importância de uma ferramenta de XII Encoinfo Encontro de Computação e Informática do Tocantins 161
monitoramento para automatizar o trabalho da equipe redes e minimizar o impacto de paradas de serviços. 2. Considerações sobre o Monitoramento de Redes Em redes de computadores a disponibilidade dos serviços e recursos oferecidos é de suma importância. Normalmente esses serviços e recursos precisam estar operantes o tempo todo, no entanto, falhas e problemas podem ocorrer. É importante então prever falhas e minimizar o tempo de indisponibilidade de serviços. Normalmente o que ocorre em boa parte das redes de computadores é que os administradores das redes são alertados de um problema pelos seus usuários, que notaram alguma indisponibilidade de serviço. Esse alerta dado por um usuário pode ser referente a um serviço que já não funciona a um bom tempo. Por conta da falta de um sistema de monitoramente o gerente da rede tomará providências de caráter de urgência, porém demasiadamente atrasadas. Através de um sistema de monitoramento de redes tem-se um maior controle sobre o funcionamento dos equipamentos e recursos disponíveis na rede. De acordo com os mecanismos de monitoramento em determinados casos é possível até prever de um problema antes que o mesmo aconteça, gerando assim um serviço eficaz de proatividade. Em casos em que a falha de serviço seja inevitável, ainda assim, através do monitoramento as medidas cabíveis podem ser tomadas de forma imediata e sob controle. 3. Gerencia de Ativos, Serviços e Notificação A gerência da rede de computador é uma atividade importante não só para o bom funcionamento da rede como também para o nível de qualidade dos serviços oferecidos. A gerência de redes, entretanto, acaba sendo uma tarefa complexa por conta da quantidade de dispositivos e serviços diferentes em operação. É interessante que haja um método de gerência que abranja o máximo de equipamentos e serviços possível de forma que se possa ter controle das atividades da rede. 3.1. Ativos de Rede Ativos são dispositivos e equipamentos que compõem a rede de computadores, tais como switches, hubs, roteadores, Access points, dentre outros equipamentos. A parada inusitada de um desses equipamentos pode ter como conseqüência a neutralização de toda a rede de computadores. A gerencia e monitoramento dos ativos é um ponto importante. Outros equipamentos que utilizam a rede também podem e devem ser monitorados como servidores, impressoras, estações de trabalho e outros. 3.2. Serviços A pesar da importância do monitoramento de Ativos, em certos casos o monitoramento em nível físico não é o suficiente para uma boa gerência da rede. Um serviço de monitoramento pode verificar, por exemplo, se um servidor está ligado e operante. Porém, essa verificação não está garantindo que os serviços que rodam naquele servidor estão disponíveis. É necessário também o monitoramento de serviços como HTTP, FTP, POP3, SMTP dentre outros. Um servidor ligado não necessariamente é sinônimo de um servidor funcionando. 162 XII Encoinfo Encontro de Computação e Informática do Tocantins
3.3. Notificação A verificação constante do serviço de monitoramento por parte do administrador da rede é um trabalho que irá demandar tempo e acaba sendo inviável. É importante então que o serviço de monitoramento notifique o administrador quando uma falha ou alteração de status aconteça. Dessa forma o administrador pode demandar seu tempo e de sua equipe para outras atividades, enquanto o serviço de monitoramento analisa e verifica o funcionamento dos ativos e serviços. Caso o serviço de monitoramento ache necessário ele deverá enviar uma notificação via e-mail, Pager ou celular para alertar o administrador. 4. Nagios Nagios é um sistema open source de monitoramento de rede e de aplicação. Ele verifica os hosts e serviços que forem especificados, alertando quando anormalidades ocorrerem e quando tudo voltar ao normal (nagios.org, 2007). O nagios monitora hosts e serviços alertando quando ocorre alguma alteração no estado de ambos. O nagios pode monitorar um computador, impressora, switch etc. Pode também verificar se um dispositivo está respondendo ou não e retornar informações como memória, HD, processador etc. É possível também o monitoramento de serviços como HTTP, FTP, SSH, ICMP dentre outros. 4.1. Funcionamento Através do nagios é possível o monitoramento, tanto de máquinas Windows como em máquinas Linux. Porém, para o primeiro caso é necessário a instalação de um aplicativo para intermediar a transferência de informações. Para o monitoramento de máquinas Linux existe alguns caminhos diferentes. Um deles é a utilização de conexões SSH, o que embora seguro, pode causar um grande esforço para o servidor de monitoramento, principalmente em casos em que a quantidade de hosts ou serviços a serem monitorados seja muito grande. Para estes casos uma alternativa viável e mais comum é a utilização de addons. Para as notificações é necessária a configuração de um servidor de e-mail MTA no servidor. Com isso, é possível a notificação via e-mail dos alertas. O nagios pode ser configurado para enviar notificações para um e-mail ou grupo de e-mails. Os alertas também podem ser enviados via Pager e dispositivos móveis como celulares 4.1.1. Plugins Os plugins são scripts executáveis desenvolvidos em Shell script ou em Perl, que através de linhas de comando realizam a verificação de hosts ou serviços. A partir do resultado das verificações dos plugins o nagios determina o estado do host ou do serviço na rede. Os plugins de verificação são executados sempre que seja necessário de acordo com o agendamento da execução do mesmo na configuração do nagios. Um ponto positivo sobre esse assunto é a possibilidade do próprio administrador da rede desenvolver um plugin específico para atender suas necessidades. O plugin realiza a sua aplicação de acordo com a necessidade e apenas retorna ao nagios o resultado. O nagios por sua vez após a analise do retorno irá tomar as providências necessárias referente ao host ou serviço verificado. Caso seja necessário, de acordo com a verificação, o nagios irá enviar uma notificação de alerta. XII Encoinfo Encontro de Computação e Informática do Tocantins 163
4.1.2. Addons Addons são aplicativos utilizados para expandir as funcionalidades do nagios ou fazer com que o nagios se integre com alguma outra aplicação. Existem diversos addons disponíveis para o nagios que podem ser encontrados nos endereços: nagios.org; sourceforge.net; nagiosexchange.org. O material oficial do nagios até o momento documenta sobre alguns poucos addons. O que não quer dizer que não existam outros, pelo contrário, existem mais de duas dezenas de addons. O nagios pode ser personalizado e outros plugins e addons podem ser desenvolvidos de acordo com as necessidades do administrador. Alguns addons são: NSClient++ Para fazer o monitoramento de serviços e atributos de máquinas Windows é necessário a instalação de um aplicativo na máquina a ser monitorada. O NSClient++ colhe informações como: Uso de memória, Carga da CPU, Utilização de disco, Processos em uso etc. A figura 1 ilustra o funcionamento do addon. Figura 1 Funcionamento do NSClient++ Para o correto funcionamento do NSClient++ é necessário a existência do plugin check_nt no servidor, onde este plugin se comunica com o addon NSClient++. O addon colhe as informações do host e repassa as informações para o plugin, este por sua vez retorna ao nagios que decide se deve ou não realizar alguma notificação. NRPE O NRPE foi projetado para que o nagios acesse informações de outras maquinas Linux/Unix através de uma conexão remota. Essa aplicação permite que o nagios colha informações sobre recursos da maquina como carga da CPU, memória e outros requisitos. Através do plugin check_by_ssh também é possível colher essas informações, porém, essa forma de acesso impõe uma carga de processo muito alta na CPU. O acesso via ssh é mais seguro, porém caso a quantidade de hosts a serem monitorados seja alta é aconselhável a utilização do NRPE. O funcionamento do NRPE é semelhante ao NSClient++ para Windows. NDOUtils NDOUtils é um addon que armazena todas as informações sobre estados do nagios em um banco de dados MySQL. A utlização do NDOUtils se torna útil para geração de relatórios ou para se ter uma base de dados centralizada de toda configuração e notificação do nagios. O NDOUtils armazena não só as notificações realizadas para geração de relatórios, mas também armazena toda a configuração dos hosts e serviços. 164 XII Encoinfo Encontro de Computação e Informática do Tocantins
O banco de dados pode então ser exportado e importado em outro servidor nagios que tenha o NDOUtils configurado. 5. Testes de Monitoramento Para testar a eficácia do nagios foram realizados alguns testes de monitoramento de hosts e serviços. Para os testes o nagios foi instalado e configurado juntamente com seus Plugins e os addons NSCLient++ e NRPE. 5.1. Monitoramento de Ativos Foi configurado então para que os hosts sejam monitorados a cada 5 minutos, caso 3 solicitações consecutivas enviadas pelo nagios não sejam respondidas pelo host, o nagios irá enviar uma notificação. A verificação feita é de ping podendo ser configurado um nível de perda de pacotes. Exemplo, se a cada pacote enviado 50% dos dados forem perdidos o nagios poderá enviar um aviso de Warning para alertar uma possível falha futura. Se para um pacote enviado ocorra 100% de perda o nagios enviará um alerta Critical avisando sobre um nível critico do host. Também pode ser configurado para que o nagios envie uma notificação de retorno desse host caso ele volte a funcionar corretamente. O funcionamento vai depender da forma de configuração do servidor de monitoramento. A figura 2 ilustra a tela de monitoramento do nagios. Figura 2 Tela de monitoramento dos Ativos. É possível analisar no lado esquerdo o nome dos hosts que estão sendo monitorados e na coluna seguinte um ícone simboliza o sistema operacional que roda no servidor. UP é referente ao status do host (Down quando o host fica inoperante) a próxima coluna indica a ultima data e hora de verificação do funcionamento do host seguido da quantidade de tempo que o equipamento está funcionando. A última coluna é referente ao retorno da solicitação do nagios. 5.2. Monitoramento de Serviços Para o monitoramento de serviços foi analisados o funcionamento de maquinas Windows e Linux onde para as máquinas Windows o quesito analisado foi a quantidade de espaço livre na unidade de armazenamento. Para máquinas Linux foi verificado usuários logados, espaço em disco, total de processos e os serviços HTTP e SSH. A figura 3 ilustra o monitoramento dos serviços. XII Encoinfo Encontro de Computação e Informática do Tocantins 165
Figura 3 Monitoramento de serviços. É possível perceber que o primeiro host a ser monitorado está tachado de amarelo e caracterizado como Warning. O nagios está monitorando o espaço em disco desse host onde o mesmo está com respectivamente 19 e 14% de espaço livre em deus discos C e D:. Pode-se configurar qual é o nível de aceitação do nagios para monitoramento. No exemplo apresentado caso o disco chegue a 20% de espaço livre será caracterizado com Warning e uma mensagem de alerta será enviado. Se o nível de espaço em disco chegar a 5% de espaço livre será caracterizado como Critical e uma mensagem de nível crítico será enviada. No servidor Linux percebe-se a quantidade de usuários logados, a versão do HTTP, o espaço em disco na partição, a versão do ssh, a utilização da swap e a quantidade de processos em operação. Cada um desses quesitos podem ser configurados para um nível máximo e mínimo, onde alertas de Warning e Critical possam ser enviados. 6. Testes de Notificação O nagios pode realizar notificações via e-mail e dispositivos móveis. Para a segunda opção o nagios disponibiliza um plugin para envio da notificação, porém, é necessário um gateway sms que disponibilize o serviço de envio de mensagens sms. Foi feito então a configuração e utilização de notificação apenas via e-mail. A figura 4 mostra o teste de notificação feito pelo nagios. 166 XII Encoinfo Encontro de Computação e Informática do Tocantins
Figura 4 Notificação de Host A figura 4 mostra a notificação enviada pelo nagios referente a provável queda (ou falha na rede) de um host. Na notificação é apresentado o nome do host, seu IP de rede, a informação sobre a notificação no caso Critical Time to live exeded (tempo de vida excedido) e a data e hora da notificação. O nagios também pode enviar notificações de serviços que voltaram a funcionar normalmente. Com base nas notificações o administrador pode tomar decisões de ações de forma mais precisa e proativa. É possível também ter uma idéia de quais problemas ocorrem com maior frequência na rede a fim de evitar que o mesmo problema ocorra novamente. 7. Conclusões Com base nos estudos realizados obteve-se a conclusão que uma ferramenta de monitoramento de redes é de suma importância para a qualidade do serviço prestado pelo administrador. A ferramenta não só minimiza impactos de problemas na rede e previne contra possíveis outras falhas como também facilita a gerência da rede pela equipe que a administra. O nagios como ferramenta de monitoramento se mostrou bastante robusto e fiel às notificações. A ferramenta é demasiadamente simples para se instalar, porém, sua configuração chega a ser um pouco complexa. A pesar dessa complexidade o fato é que após sua utilização ela gera ótimos resultados passando a ser ferramenta indispensável para quem a implementou. Outras ferramentas de análise e monitoramento podem funcionar em conjunto com o nagios e é importante a busca constante de novas ferramentas para o auxilio na gerência de redes. 8. Referências [Nagios, 2007] Nagios. Nagios version 3.x Documentation. Disponível em: HTTP://www.nagios.org. [Casad, Hess, 2007] Casad, Joe; Hess, Pablo. Vigiando os Fios - Monitoramento de Redes com Nagios. Linux Magazine, n. 31, p. 31-39, jun. 2007. [Tanenbaum, 2003] Tanenbaum, Andrew S. Computer Network. Quarta edição. Editora Campus. XII Encoinfo Encontro de Computação e Informática do Tocantins 167
[Bittencort, Hirohito, 2005] Bittencort, Benedito Rodrigues; Hirohito, Robson. Gerência e Monitoramento de Redes de Computadores com o Software Livre Nagios. Instituto de Estudos Superiores da Amazônia. Belém, 2005. Monografia de Conclusão de Curso. [Dias, 2008] Dias, Henrique de Lima. A Importância do Monitoramento de Ativos de Redes: Um estudo de Caso com o Sistema Cacic. Escola Politécnica de Pernambuco. Recife, 2008. Trabalho de Conclusão de Curso. 168 XII Encoinfo Encontro de Computação e Informática do Tocantins