GERENCIAMENTO DE REDES DE COMPUTADORES
AGENDA Conceitos e evolução do gerenciamento de redes Elementos de análise estatística de dados Gerenciamento de redes no ambiente Internet Monitoração de Redes Gerenciamento de redes abertas: arquitetura OSI Monitoração remota com MIB RMON SNMP e Windows NT Introdução ao Gerenciamento de redes de telecomunicações Produtos e plataformas disponíveis no mercado
INTRODUÇÃO Definição do Gerenciamento de Rede Histórico e Evolução dos Sistemas de Gerenciamento Elementos de um sistema de gerenciamento
PARTE 1 GERENCIAMENTO DE REDES TCP/IP
GERÊNCIA DE REDES TCP/IP O GERENCIAMENTO DE REDES É UMA APLICA- ÇÃO EM AMBIENTES DISTRIBUÍDOS QUE PROVÊ MECANISMOS PARA A MONITORAÇÃO, CONTRO- LE E COORDENAÇÃO DE RECURSOS DO AMBIEN- TE DE REDE. OBJETIVOS: INDEPENDÊNCIA DE EQUIPAMENTOS CONTROLE ÚNICO EM REDES HETEROGÊNEAS INDEPENDÊNCIA DE SISTEMA OPERACIONAL COMPATIBILIDADE COM ESQUEMAS CENTRALIZADOS E DISTRIBUÍDOS DE ADMINISTRAÇÃO DE REDES
EVOLUÇÃO DA GERÊNCIA TCP/IP 1987 PROTOCOLO HEMS (HIGH-LEVEL ENTITY MAN. SYSTEM) PROTOCOLO SGMP (SIMPLE GATEWAY MAN.PROTOCOL) PROTOCOLO CMIP (COMMOM MAN. INFORMATION PR.) 1988 REUNIÃO DE DEFINIÇÃO DO IAB PROTOCOLO SGMP --> SNMP (CURTO PRAZO) PROTOCOLO CMOT --> HEMS + CMIP SOBRE TCP/IP 1989 CMOT TORNA-SE UM CO-PADRÃO NA INTERNET
EVOLUÇÃO DA GERÊNCIA TCP/IP 1991 DEFINIÇÃO DA MIB-II PROTOCOLO CMOT FICA ABANDONADO NOVAS MIB S ESTENDEM O GERENCIAMENTO SNMP 1993 PROTOCOLO SNMPv2 USO GENERALIZADO DO PROTOCOLO SNMP
ÁREAS DO GERENCIAMENTO GERÊNCIA DE FALHAS GERÊNCIA DE CONFIGURAÇÃO GERÊNCIA DE DESEMPENHO GERÊNCIA DE CONTABILIZAÇÃO GERÊNCIA DE SEGURANÇA
GERÊNCIA DE FALHAS
GERÊNCIA DE FALHAS
GERÊNCIA DE CONFIGURAÇÃO RESPONSÁVEL PELA DESCOBERTA, MANUTENÇÃO E MONITORAÇÃO DE MUDANÇAS À ESTRUTURA FÍSICA E LÓGICA DA REDE DEVE-SE LEMBRAR QUE A REDE É MUITO DINÂMICA: HAVERÁ CONSTANTES "MOVES, ADDS AND CHANGES" (MAC)
GERÊNCIA DE CONFIGURAÇÃO aula 09/03
GERÊNCIA DE CONFIGURAÇÃO
GERÊNCIA DE DESEMPENHO
GERÊNCIA DE CONTABILIZAÇÃO
GERÊNCIA DE SEGURANÇA
GERENCIAMENTO DE REDES TCPIP GERENCIAMENTO TCP/IP É FÁCIL PROTOCOLO SNMP MIB S PADRONIZADAS COMPATIBILIDADE ENTRE EQUIPAMENTOS GERENCIAMENTO TCP/IP É DIFÍCIL APLICAÇÕES NÃO INTEGRADAS ALTO VOLUME DE TRÁFEGO TRATAMENTO DAS INFORMAÇÕES
O QUE É GERENCIAMENTO? DEFINIR ÍNDICES DE DESEMPENHO RELACIONAR ÍNDICES COM PARÂMETROS DA REDE DEFINIR COMO MEDIR OS PARÂMETROS DA REDE DEFINIR COMO CALCULAR INDÍCES A PARTIR DAS MEDIÇÕES ESPECIFICAR AÇÕES E ROTINAS DE MEDIÇÕES DEFINIR FERRAMENTAS
EXEMPLO REDE A ROTEADOR PRINCIPAL ROTEADOR BACKUP REDE B
ÍNDICES DE DESEMPENHO ÍNDICES DESEJADOS FORMAS DE MEDIÇÃO A) DISPONIBILIDADE DA COMUNICAÇÃO ENTRE REDES A E B MAIOR DO QUE 99% B) DISPONIBILIDADE DE BACKUP MAIOR DO QUE 95% C) CARGA TOTAL MÁXIMA IGUAL A 60% DA CAPACIDADE NOMINAL DA LINHA A) EXISTE COMUNICAÇÃO ENTRE AS REDES SE UM DOS ROTEADO- RES ESTA OPERANDO E A TAXA DE ERROS É INFERIOR A 1% B) O BACKUP ESTÁ DISPONÍVEL SE O ROTEADOR QUE NÃO ESTÁ OPERANDO PODE FAZÊ-LO A QUALQUER MOMENTO C) A CARGA NA LUNHA É ESTIMA- DA COMO O NÚMERO DE PACOTE VEZES SEU TAMANHO MÉDIO, DIVI- DIDO PELO TEMPO ENTRE AMOSTRAS
OBJETOS DE INTERESSE PARA A SITUAÇÃO DO EXEMPLO, OS OBJETOS DE INTERESSE PODEM SER: A) IDENTIFICAÇÃO DE CADA ROTEADOR B) ESTADO OPERACIONAL DO ROTEADOR DE CADA ROTEADOR C) NÚMERO DE PACOTES ENVIADOS PELO ROTEADOR ATIVO D) TAMANHO MÉDIO DOS PACOTES E) NÚMERO DE PACOTES DESCARTADOS POR ERRO DE FRAME F) NÚMERO DE PACOTES DESCARTADOS POR ERRO DE ROTEAMENTO
PLATAFORMA SNMP APLICAÇÃO API DE PROGRAMAÇÃO PLATAFORMA SNMP CONSULTAS RESPOSTAS AGENTE SNMP MIB AGENTE SNMP MIB PLATAFORMA SNMP INTEGRADA --> MENOS MÁQUINAS PARA GERENCIAMENTO API DE PROGRAMAÇÃO --> PERMITE A MIGRAÇÃO DE APLICAÇÕES E O DESENVOLVIMENTO INDEPENDENTE
ELEMENTOS DO GERENCIAMENTO TCP/IP GERÊNCIA ORIENTADA A OBJETOS MIB SNMP MIS
ELEMENTOS DO GERENCIAMENTO TCP/IP PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO É O ELEMENTO QUE PERMITE A TRANSFERÊNCIA DE INFORMAÇÃO BASE DE INFORMAÇÃO DE GERENCIAMENTO (MIB) CONSTITUI A COLEÇÃO DE OBJETOS QUE SÃO GERENCIÁVEIS ESTRUTURA DE INFORMAÇÃO DE GERENCIAMENTO (SMI) É UM CONJUNTO DE REGRAS QUE DEFINEM AS CARACTERÍSTICAS DOS OBJETOS DA REDE E AS OPERAÇÕES QUE PODEM SER REALIZADAS.
Gerenciamento de redes Opera através da comunicação entre estações de gerenciamento de rede e os elementos de rede. O elemento de rede pode ser qualquer dispositivo da rede: hosts, roteadores, estações, servidores de terminal, etc. As informações do elemento de rede são obtidas através de um programa agente. As estações de gerenciamento, denominadas gerentes, obtém os dados dos elementos de rede atráves dos agentes. O gerenciamento de redes na arquitetura TCP/IP é formado por três módulos: MIB (Management Information Base): especifica quais variáveis são mantidas pelos elementos de rede. SMI (Structure of Management Information): conjunto comum de estruturas e um esquema de identificação utilizados para referenciar as variáveis na MIB. SNMP (Simple Network Management Protocol): protocolo de comunicação entre gerentes e agentes.
AMBIENTE OPERACIONAL DE GERENCIAMENTO ROUTER BRIDGE CONSULTAS E RESPOSTAS SNMP PLATAFORMA DE GERENCIAMENTO BRIDGE FILE SERVER
SNMP Simple Network Management Protocol AG MIB AG MIB LAN AG MIB MIB AG WAN NMS MIB NMS SOFT MIB AG AG MIB AG MIB MIB AG MAP AGENTE PROXY NÃO SNMP GER SISTEMA PROXIED REDE REDE
APLICAÇÃO EXEMPLO: CÁLCULO DO TRÁFEGO MÉDIO NA REDE INÍCIO LEIA VELOCIDADE DA LINHA RESETA NÚMERO DE PACOTES E MÉDIA ESPERA 5 MIN. VAZÃO = NUM.PACOTES * TAM. MÉDIO VEL. LINHA REGISTRE A VAZÃ0 LEIA NÚMERO DE PACOTES E TAMANHO MÉDIO NÃO VAZÃO > 0.6? ALARME 1
TRATAMENTO DE ALARMES É O PROCEDIMENTO OPERACIONAL A SER SEGUIDO NOS CASOS DE OCORRÊNCIA DE ALARMES EM 90% DAS INSTALAÇÕES DE PROCESSAMENTO DE DADOS, O ADMINISTRADOR DE REDE SIMPLESMENTE NÃO SABE O QUE FAZERAO RECEBER UM ALARME DO GERENCIAMENTO NÃO BASTA ESPECIFICAR A AÇÃO A SER TOMADA. É PRECISO DEFINIR TAMBÉM CONDIÇÕES PARA O RETORNO AO ESTADO ANTERIOR NO EXEMPLO O PROCEDIMENTO PODERIA SER: 1. SE HOUVER 2 OU MAIS ALARMES EM 15 MINUTOS ENTÃO: DESABILITAR CORREIO ELETRÔNICO 2. HABILITAR CORREIO ELETRÔNICO APÓS 30 MINUTOS SEM ALARMES
PLANO DE GERÊNCIA CONHECIMENTO PROFUNDO DA REDE E DAS SUAS NECESSIDADES CONHECIMENTO DAS MIB S E DAS FERRAMENTAS DISPONÍVEIS ESCOLHA DAS APLICAÇÕES ADEQUADAS PLANEJAMENTO LEARNING MANAGEMENT
LIMITAÇÕES AS FERRAMENTAS SÃO UM MEIO E NÃO UM FIM NO MOMENTO NÃO HÁ RECURSOS PARA COMUNICAÇÃO ENTRE GERENCIADORES AS APLICAÇÕES NÃO SE COMUNICAM ENTRE SI AS BUSCAS REALIZADAS PELAS APLICAÇÕES SÃO INDEPENDENTES O TRÁFEGO AUMENTA COM O TAMANHO DA REDE, MAS TAMBÉM COM O NÚMERO DE APLICAÇÕES O GERENCIAMENTO AINDA É UM SISTEMA CENTRALIZADO O SNMP É POBRE EM TERMOS DE SEGURANÇA A TRANSPORTABILIDADE DE APLICATIVOS É PRATICAMENTE NULA
O que é gerenciamento de redes? Sistema autônomo (isto é rede ): centenas ou milhares de componentes de hw/sw interagindo outros sistemas complexos que requerem monitoração e controle: avião a jato usinas nucleares outras? Gerenciamento de redes inclui o fornecimento, integração e coordenação de hardware, software e elementos humanos para monitorar, testar, configurar, consultar, analisar, avaliar e controlar a rede e recursos para atender os requisitos de desempenho, qualidade de serviço e operação em tempo real dentro de um custo razoável."
Infraestrutura para Gerenciamento de Redes definições: gerenciador managing entity data protocolo de gerenciamento agente data Elemento gerenciado agente data Elemento gerenciado Elementos gerenciados contêm objetos gerenciados cujos dados são reunidos numa MIB (Management Information Base) agente data Elemento gerenciado agente data Elemento gerenciado
Padrões de Gerenciamento de Redes OSI CMIP Common Management Information Protocol projetado nos anos 80: o padrão de gerenciamento por excelência padronização lenta demais SNMP: Simple Network Management Protocol origem na Internet (SGMP) começou simples desenvolvido e adotado rapidamente crescimento: tamanho e complexidade atualmente: SNMP V3 padrão de fato para gerenciamento de redes
SNMP overview: 4 partes-chave Management information base (MIB): base de dados distribuída com dados de gerenciamento de rede Structure of Management Information (SMI): linguagem de definição para objetos da MIB protocolo SNMP transporta informações e comandos sobre objetos entre o gerenciador e o elemento gerenciado segurança, capacidades administrativas característica nova do SNMPv3
SMI: linguagem de definição de dados Propósito: criação de uma sintaxe e semântica para definição de dados de gerenciamento de forma nãoambígua tipos de dados: formato genérico dos dados OBJECT-TYPE tipo de dado, status, semântica do objeto gerenciado MODULE-IDENTITY grupos de objetos relacionados num módulo MIB Tipos de Dados Básicos INTEGER Integer32 Unsigned32 OCTET STRING OBJECT IDENTIFIER IPaddress Counter32 Counter64 Gauge32 Time Ticks Opaque
SNMP MIB Um módulo MIB é especificado SMI MODULE-IDENTITY (100 MIBs padronizadas, mais proprietárias) MODULE OBJECT TYPE: OBJECT TYPE: OBJECT TYPE: objetos especificados via construção OBJECT-TYPE da SMI
SMI: exemplo de objeto e módulo OBJECT-TYPE: ipindelivers ipindelivers OBJECT TYPE SYNTAX Counter32 MAX-ACCESS read-only STATUS current DESCRIPTION The total number of input datagrams successfully delivered to IP userprotocols (including ICMP) ::= { ip 9} MODULE-IDENTITY: ipmib ipmib MODULE-IDENTITY LAST-UPDATED 941101000Z ORGANZATION IETF SNPv2 Working Group CONTACT-INFO Keith McCloghrie DESCRIPTION The MIB module for managing IP and ICMP implementations, but excluding their management of IP routes. REVISION 019331000Z ::= {mib-2 48}
Exemplo de MIB : módulo UDP Object ID Name Type Comments 1.3.6.1.2.1.7.1 UDPInDatagrams Counter32 total # datagrams delivered at this node 1.3.6.1.2.1.7.2 UDPNoPorts Counter32 # underliverable datagrams no app at portl 1.3.6.1.2.1.7.3 UDInErrors Counter32 # undeliverable datagrams all other reasons 1.3.6.1.2.1.7.4 UDPOutDatagrams Counter32 # datagrams sent 1.3.6.1.2.1.7.5 udptable SEQUENCE one entry for each port in use by app, gives port # and IP address
Nomeação de Objetos questão: como nomear cada possível objeto padrão (protocolos, dados, outros..) em cada possível padrão de rede?? resposta: ISO Object Identifier tree: nomeação hierarquica de todos os objetos cada ramificação tem um nome e um número 1.3.6.1.2.1.7.1 ISO ISO-ident. Org. US DoD Internet udpindatagrams UDP MIB2 management
OSI Object Identifier Tree Examine www.alvestrand.no/harald/objectid/top.html
protocolo SNMP Duas formas de transportar informações da MIB comandos e eventos: managing entity managing entity request response trap msg agent data agent data Managed device Modo comando/resposta Managed device Modo trap
Protocolo SNMP: tipos de mensagens Tipo de Mensagem GetRequest GetNextRequest GetBulkRequest InformRequest SetRequest Response Trap Função Mgr-to-agent: get me data (instance,next in list, block) Mgr-to-Mgr: here s MIB value Mgr-to-agent: set MIB value Agent-to-mgr: value, response to Request Agent-to-mgr: inform manager of exceptional event
Protocolo SNMP: formatos de mensagens
SNMP segurança e administração criptografia: mensagem SNMP criptografada com DES autenticação: calcular, enviar MIC(m,k): calcula hash (MIC) sobre a mensagem (m), com chave secreta compartilhada (k) proteção contra playback: usar nonce controle de acesso baseado em visões A entidade SNMP mantém uma base de dados de direitos de acesso e regras para vários usuários A própria base de dados é acessível como um objeto gerenciado!
O problema de apresentação Q: uma cópia perfeita dos dados de memória a memória resolve o problema de comunicação entre computadores distintos? R: nem sempre! struct { char code; int x; } test; test.x = 256; test.code= a test.code test.x a 00000001 00000011 test.code test.x a 00000011 00000001 Formato do host 1 Formato do host 2 problema: diferentes formatos de dados e convenções de armazenamento
Resolvendo o problema de apresentação 1. Transladar o formato do host local para um formato independente de host 2. Transmitir os dados num formato independente de host 3. Transladar o formato independente para o formato do host remoto
ASN.1: Abstract Syntax Notation 1 ISO standard X.208 usado extensivamente na Internet é como comer verduras: saber isto é bom para você! Tipos de dados definidos, object constructors como SMI BER: Basic Encoding Rules especifica como os dados definidos em ASN.1-devem ser transmitidos cada objeto transmitido tem codificação Type, Length, Value (TLV) encoding
Codificação TLV Idea: os dados transmitidos são auto-identificáveis T: tipo de dados, um dos tipos definidos em ASN.1 L: tamanho dos dados em bytes V: valor do dados, codificado de acordo com as regras do ASN.1 Valor do Tag Tipo 1 2 3 4 5 6 9 Boolean Integer Bitstring Octet string Null Object Identifier Real
Codificação TLV exemplo Valor, 259 Tamanho, 2 bytes Tipo=2, integer Valor, 5 octets (chars) Tamanho, 5 bytes Tipo=4, octet string
RMON IMPORTANTE PARA REDES COM MUITAS CONEXÕES REMOTAS DE BAIXA VELOCIDADE INTEROPERABILIDADE CRESCENTE SEU OBJETIVO É EVITAR O POLLING CONTANTE DE OBJETOS É UMA FORMA DE DISTRIBUIR O PROCESSAMENTO DE DADOS DE GERENCIAMENTO DOCUMENTAÇÃO: RFC 1271 (RMON PARA ETHERNET) RFC 1513 (RMON PARA TOKEN-RING) RFC 1757 (SUBSTITUI RFC 1271 2/95)
TOPOLOGIA RMON PROBE FDDI WAN TOKEN-RING PROBE PROBE TOKEN-RING FDDI PROBE RMON ETHERNET PROBE PROBE ETHERNET GERENCIADOR CENTRAL
FUNÇÕES DA PROBE RMON COLETAR E ANALISAR INFORMAÇÕES SOBRE O SEU SEGMENTO (É NECESSÁRIA UMA PROBE EM CADA SEGMENTO) DIAGNOSTICAR E REGISTRAR EVENTOS (CAIXA PRETA) DETECTAR, REGISTRAR E INFORMAR CONDIÇÕES DE ERRO REDUZIR A QUANTIDADE DE AGENTES SNMP NUM SEGMENTO ENVIAR INFORMAÇÕES PARA VÁRIOS GERENCIADORES
OPÇÕES DE IMPLEMENTAÇÃO RMON PROBES HARDWARE E SOFTWARE STAND-ALONE AGENTES EM ROTEADORES E HUBS SOLUÇÕES ONLY-SOFTWARE PLATAFORMAS DE GERENCIAMENTO APLICAÇÕES STAND-ALONE APLICAÇÕES INTEGRADAS COM PLATAFORMAS (HP, IBM, SUN)
LIMITAÇÕES MIB RMON SÓ CONTEMPLA OBJETOS DE CAMADA 2 COMPATIBILIDADE ENTRE PLATAFORMAS E APLICATIVOS COMPATIBILIDADE COM BANCOS DE DADOS CUSTO DA SOLUÇÃO NECESSIDADE DE PROJETO PARA OPERACIO- NALIZAÇÃO RMON-2 ALCANÇA A CAMADA APLICAÇÃO