SNMP 協(xié)議在校園網(wǎng)絡(luò)中的研究與應(yīng)用

向陽(yáng)

(四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川廣元 628040)

0 引言

校園信息中心承載整個(gè)校園的信息化建設(shè)。經(jīng)過前期數(shù)字化校園建設(shè),信息中心管轄范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)不計(jì)其數(shù)。為建設(shè)智慧校園,提供智能化服務(wù),利用物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算,以用戶為中心,以需求驅(qū)動(dòng)為目標(biāo),建設(shè)有大量智能系統(tǒng)。在建設(shè)過程中,許多系統(tǒng)并沒有有效的管控、監(jiān)測(cè)手段,給智能化運(yùn)行帶來許多不便,如人臉識(shí)別系統(tǒng)、智能測(cè)溫系統(tǒng)。而智慧教室等成熟系統(tǒng)擁有的管控平臺(tái)僅支持管理對(duì)應(yīng)信息系統(tǒng)。在上線各類系統(tǒng)后,因管理系統(tǒng)缺失、管理平臺(tái)對(duì)象限制,對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理造成相當(dāng)大的困擾。

1 環(huán)境需求

校園網(wǎng)絡(luò)多屬于大中型網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)管理員較頭痛的是如何管理不在身邊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行狀況,智慧校園中物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備多如牛毛,若要依次查詢網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),費(fèi)時(shí)費(fèi)力,需要耗費(fèi)大量人力資源,偏離了現(xiàn)代社會(huì)追求的智能管理、效能建設(shè)準(zhǔn)則。各大設(shè)備廠商各自提供的私有監(jiān)控系統(tǒng),僅能管理各自品牌設(shè)備,無法滿足功能需求。以信息中心現(xiàn)有設(shè)備為例,需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)35個(gè)信息系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),500余臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行情況,200余臺(tái)虛擬操作系統(tǒng)是否正常。

經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查,市面上一套幾萬(wàn)人民幣乃至幾十萬(wàn)人民幣的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng),均以SNMP協(xié)議為基礎(chǔ),采集收集各類數(shù)據(jù)信息,以各自相關(guān)技術(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)梳理,以整理美化過的界面呈現(xiàn)在用戶面前,即形成了網(wǎng)管系統(tǒng)。信息中心在缺乏或是沒有預(yù)算的情況下,可采取使用SNMP協(xié)議自建相對(duì)應(yīng)管理系統(tǒng)。

2 SNMP協(xié)議概述

2.1 什么是SNMP協(xié)議

SNMP協(xié)議(Simple Network Management Protocol),是用來管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一種協(xié)議,主要工作在osi模型中的上三層。

SNMP協(xié)議由管理站(NMS)、代理(Agent)和管理信息庫(kù)(MIB)組成。NMS是端點(diǎn),負(fù)責(zé)收集處理各類SNMP單元信息。Agent運(yùn)行在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上,統(tǒng)計(jì)該各項(xiàng)信息,且與NMS交互,接收并執(zhí)行NMS的命令,傳輸告警信息。MIB就是被管理對(duì)象的集合,它定義了被管理對(duì)象的屬性：名稱、訪問權(quán)限和數(shù)據(jù)類型等,每個(gè)Agent都有自己的MIB。在網(wǎng)絡(luò)異常時(shí),Agent主動(dòng)向NMS發(fā)送消息,報(bào)告異常信息[1]。

2.2 SNMP協(xié)議傳輸

SNMP協(xié)議使用UDP協(xié)議在管站和代理之間發(fā)送接收信息,使用161端口正常傳輸消息,162端口發(fā)送接收Trap消息,目前SNMP協(xié)議有v1、v2、v3三個(gè)版本。

SNMP協(xié)議有三種基本操作命令,分別是Get、Set和Trap。(1)Get用于管理站獲取代理的值,大多數(shù)系統(tǒng)基于此命令開發(fā)功能；(2)Set用于管理站設(shè)置代理的值,可進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置改動(dòng),比如設(shè)置設(shè)備名稱、開關(guān)端口；(3)Trap用于代理主動(dòng)向管理站通報(bào)重要事件,當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)向管理站的162端口發(fā)送消息。

一條SNMP消息由“Version Identifier”、“Community”和“Protocol Data Unit”構(gòu)成。(1)Version Identifier用于校驗(yàn)SNMP協(xié)議的版本,確保版本相同,丟棄SNMP協(xié)議不同版本數(shù)據(jù)。(2)Community是基本的安全機(jī)制,用于身份驗(yàn)證,類似于密碼,在SNMP協(xié)議中,為保證協(xié)議通暢,大多數(shù)時(shí)候采用默認(rèn)Community name“public”。(3)PDU是SNMP協(xié)議消息的數(shù)據(jù)區(qū),含SNMP協(xié)議的消息類型與相關(guān)參數(shù)[2]。

2.3 管理信息庫(kù)

網(wǎng)絡(luò)資源被抽象為對(duì)象進(jìn)行管理。SNMP中的對(duì)象是表示被管資源某一方面的數(shù)據(jù)變量,對(duì)象被標(biāo)準(zhǔn)化為跨系統(tǒng)的類,對(duì)象的集合被組織為管理信息庫(kù)(MIB)。

管理信息庫(kù)(MIB)數(shù)據(jù)對(duì)象以樹狀分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織表示,這個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)中的每個(gè)分枝都有一個(gè)專用的名字和一個(gè)數(shù)字形式的標(biāo)識(shí)符。在結(jié)構(gòu)樹中使用子樹表示增加的中間分枝和增加的樹葉,每個(gè)管理對(duì)象都有自己的OID(Object Identifier),每個(gè)節(jié)點(diǎn)用數(shù)字和字符兩種方式顯示,對(duì)象標(biāo)識(shí)符OID是由句點(diǎn)(.)隔開的一組整數(shù),樹的葉子節(jié)點(diǎn)才是真正能夠被管理的對(duì)象。完全驗(yàn)證格式從root根開始,根據(jù)設(shè)備信息所代表的ID逐漸向下增加,組合成一段代表不同信息的OID。如圖1所示：

圖1 OID 樹結(jié)構(gòu)圖Fig.1 OID tree structure

完全驗(yàn)證的OID都由.iso(1).org(3).dod(6).internet(1).private(4)開始,為固定格式,數(shù)字表達(dá)為：.1.3.6.1.4.。后面的標(biāo)識(shí)符中OID都會(huì)跟上企業(yè)(.1)和由IANA(互聯(lián)網(wǎng)編號(hào)分配中心分配的)唯一的廠商標(biāo)號(hào),來識(shí)別設(shè)備類型與設(shè)備硬件信息。

3 管理配置

在校園網(wǎng)絡(luò)中,Windows系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)、路由器交等自身含有SNMP組件,經(jīng)過簡(jiǎn)單的安裝后。可經(jīng)過特定的OID對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理與監(jiān)察。根據(jù)OID值不同,可獲取的信息也不同,可使用PHP配置進(jìn)行SNMP獲取信息,使用工具繪圖,以WEB界面展示出來。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上流傳較廣的SNMP集成管理工具有Cacti、Zabbix等,都可用來管理相關(guān)校園網(wǎng)內(nèi)Linux服務(wù)器、Windows服務(wù)器、路由器等設(shè)備。后根據(jù)實(shí)際需求,大多數(shù)設(shè)備廠商在各自設(shè)備中嵌入了SNMP協(xié)議,如海康威視的攝像頭、華為監(jiān)控?cái)z像頭都可使用集成的平臺(tái)進(jìn)行SNMP獲取信息。我們以cacti為例,探討如何管理校園內(nèi)網(wǎng)絡(luò)[3-4]。

3.1 管理Centos 7.0系統(tǒng)主機(jī)

使用yum源安裝SNMP服務(wù),按照相應(yīng)步驟,最后可把Centos系統(tǒng)主機(jī)接入 Cacti NMS。

yum -y install net-snmp net-snmp-utils安裝SNMP協(xié)議

vi /etc/snmp/snmpd.conf 進(jìn)入文件編輯器把community 值修改為com2sec notConfigUser default public。

systemctl start snmpd.service啟動(dòng)SNMP服務(wù)。

vi /etc/firewalld/zones/public.xml,進(jìn)入文件編輯器把,在配置文件中添加一行輸入 開啟UDP 161端口用于SNMP消息發(fā)送接收。

systemctl restart firewalld.servic重啟防火墻,

systemctl restart snmpd.service重啟SNMP服務(wù)。

在上述配置完畢后,Cacti NMS按照正常配置即可獲取主機(jī)信息。

3.2 管理Windows系統(tǒng)主機(jī)

在Windows server 2012中,使用SNMP管理需要先安裝SNMP服務(wù)和工具,打開服務(wù)器管理器1.選擇添加角色和功能2.選擇基于角色或基于功能的安裝3.選擇功能勾選SNMP服務(wù)、SNMP WMI提供程序、SNMP工具,4.開始安裝SNMP服務(wù)。安裝完畢后,在運(yùn)行下輸入services.msc,打開服務(wù)管理器,找到SNMP Service,右鍵選擇屬性,找到安全的配置框,添加Community “public”,權(quán)限設(shè)置為只讀,設(shè)置允許來自Cacti主機(jī)IP可以獲取信息,保存配置。進(jìn)行到這一步以后SNMP的配置完畢,但NMS還無法獲取到被管理端的信息,需要在運(yùn)行下輸入firewall.cpl打開防火墻,新建入站規(guī)則,允許訪問被管理端的161端口。生效后可看到NMS索引到信息,如圖2所示:

圖2 Cacti 索引信息Fig.2 Cacti index information

3.3 管理交換機(jī)

在中興交換機(jī)上面配置。

ZXR10(config)#snmp-server version v2c enable

ZXR10(config)#snmp-server community public view AllView ro

ZXR10(config)#snmp-server view AllView internet included

配置完畢后,在Cacti NMS上面添加主機(jī),可正常獲取交換機(jī)相應(yīng)信息。

3.4 可視化管理

在相應(yīng)的終端設(shè)備配置完畢后,NMS可看到設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行是否正常,同時(shí)可設(shè)置宕機(jī)語(yǔ)音提示,如圖3所示:

圖3 Cacti 可視化監(jiān)控界面Fig.3 Cacti visual monitoring interface

Cacti可把所有被管理主機(jī)集中起來進(jìn)行可視化管理。還可配置更智能化的管理,設(shè)置報(bào)警選項(xiàng)。根據(jù)實(shí)際需要,選擇達(dá)到閾值報(bào)警或者主機(jī)宕機(jī)報(bào)警,填寫收件人郵箱信息,當(dāng)NMS收集到的信息異常時(shí),可自動(dòng)發(fā)送郵件通知管理員有異常信息,如圖4所示:

圖4 報(bào)警郵件Fig.4 Alarm mail

4 結(jié)語(yǔ)

總之,智慧校園建設(shè)離不開各類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,日益增多的各類設(shè)備的管理問題,成為智慧校園建設(shè)的瓶頸,以SNMP 協(xié)議為基礎(chǔ),借助集成的管理系統(tǒng)或使用P HP、RRDtool等編譯、畫圖軟件自行定制NMS系統(tǒng),可集中管理Linux主機(jī)、Windows主機(jī)、路由器交換機(jī)、攝像頭和人臉識(shí)別終端等,以較低的成本行使強(qiáng)大的管理功能,解放管理員人力資源。