网络设备主动告警系统之snmp告警的实现

一般主动告警系统的告警信息采集主要有5种方法:

1. 在告警服务器ping各种设备, 判断设备是否存活和掉包率
2. 接收设备发过来的系统日志(syslog), 并通过相应的规则库(正则表达式)匹配判断是否需要告警
3. 接收设备发过来的snmp Trap信息, 进行判断告警
4. 提取网管系统的告警信息
5. 通过snmp协议, 取回相应oid的值, 进行判断告警

什么是snmp:

Simple Network Management Protocol (SNMP)提供了一些"简单"的操作, 允许你更容易的监控和管理网络设备, 例如路由器,交换机,服务器,打印机等等. 通过snmp你可以监控很多信息, 例如端口流量, 路由器里面的温度, cpu使用率等等. 学习snmp其实并不是特别简单, 请通过别的资料学习更多的方面, 特别是mib,oid之类的概念.
推荐学习Essential SNMP, 2nd Edition这本书.

如何收集数据:

如果安装了NET-SNMP, 可以从https://www.360docs.net/doc/dd12180874.html,/获取NET-SNMP的RPM包以及源代码。下载
解压后
su -
cd ucd-snmp-4.2.3
./configure --prefix=/usr <-- 缺省是/usr/local
make clean all
make install
snmpget public system.sysDescr.0

应该可以看到一个关于系统的简短描述，类似这样:

system.sysDescr.0 = Sun SNMP Agent, Ultra-60
上述命令中的public可以理解为SNMP agent的口令，术语叫做"community string"。
许多网络设备、操作系统都用"public"做为缺省"community string"，潜在带来安全
问题。应该修改这个缺省"community string"。

上述命令还可以写成:

snmpget public .1.3.6.1.2.1.1.1.0

"system.sysDescr.0"只是".1.3.6.1.2.1.1.1.0"的另一种表述方式，最终还是要转
换成数字形式的OID(对象标识符)。

snmpget返回一个值, 类型可以是数值或者字符串等, 还有一个snmpwalk的操作, 大概就是返回一个数组的结果.

本系统使用java语言实现, 在网上下载了一个开源的snmp实现, 假设有以下工具类:


public class Poller
{
public Poller( String host, String community, int version )
throws IOException
{
//
}

public String get( String oid )
throws IOException
{
//
return null;
}


public Map walk( String base, int startIndex,
int indexCount )
{
//
return null;
}

public void close()
{
}

public static void main( String[] args )
{
Poller poller = new Poller(); // 该ip对应的设备是cisco-6509

// 1. cpu告警
String cpuStr = poller.get( "1.3.6.1.4.1.9.9.109.1.1.1.1.5.9" ); // cisco-6509的CPU使用率
long cpu = Long.parseLong( valueStr );

if ( cpu > 85 )
{
System.out.println( "告警! cisco-6509的CPU使用率超过85%" ) ;
}

// 2. 板卡告警
String statusStr = poller.get( "1.3.6.1.4.1.9.a5.1.3.1.1.10.1" ); // cisco-6509的第一个板卡状态
long status = Long.parseLong( statusStr );

if ( value != 2 && value != 1 ) // 1:未知 2:normal 3:minorFault 4:majorFault
{
System.out.println( "告警! cisco-6509的第一个板卡状态不正常" ) ;
}

// 3. 流量告警
String octetStr = poller.get( "ifHCInOctets.10" ); // cisco-6509的第10个接口的输入流量, 单位Byte
long value = Long.parseLong( octetStr );
long time = System.currentTimeMillis()/1000;
long lastValue = getLastValue(); // 从数据库或文件取上次的流量值
long lastTime = getLastTime(); // 从数据库或文件取上次采集的时间

if ( (value-lastValue)/(time-lastTime)*8>800000000 ) // 一般流量单位是 bit/s, 所以要乘以8
{
System.out.println( "告警! cisco-6509的第10个接口的输入流量超过800M" ) ;
}


poller.close();
}
}

在上面的main函数, 我们已经基本可以实现snmp的告警功能了, 可是这样相当不灵活, 全部都是硬编码, 每添加一个新的snmp告警都要新加代码模块

经过分析, 大部分的snmp采集告警都是这样的过程:

1. 取得某设备的对象ID(oid)
2. 通过snmp协议得到该oid相应的值, 赋值给value这个变量
3. 取当前的时间(秒), 赋值给time这个变量
4. 取上次采集的值和时间, 分别赋值给lastValue, lastValue
5. 根据该oid返回值代表含义, 构造一个表达式, 这个表达式只能包括value, time, lastValue, lastTime这4个变量,
有时不必全部用上, 而且该表达式应回一个布尔类型的值, 如果为真则需要告警
6. 保存value, time为lastValue, lastTime, 用来在下次采集判断时使用

这个时候就比较清楚了, 如果有一种动态语言或动态脚本在java环境里能运行就能够比较灵活的实现snmp告警了, 不需要硬编码所有的告警情况, 只需要在ui界面添加修改告警表达式就ok了

经过在https://www.360docs.net/doc/dd12180874.html,或https://www.360docs.net/doc/dd12180874.html,上搜索, 发现BeanShell这个项目, 官方网站是https://www.360docs.net/doc/dd12180874.html,/

Beanshell是用Java写成的，一个小型的、免费的、可以下载的、嵌入式的Java源代码解释器，具有对象脚本语言特性。BeanShell执行标准Java语句和表达式，另外包括一些脚本命令和语法。它将脚本化对象看作简单闭包方法（simple method closure）来支持，就如同在Perl和JavaScript中的一样。

以下是用BeanShell改写的snmp告警模块:


package com.kelefa.warnlet.job;

import java.io.IOException;
import java.util.Date;

import org.apache.log4j.Logger;
import org.hibernate.HibernateException;
import org.hibernate.classic.Sessio

n;

import bsh.EvalError;
import bsh.Interpreter;

import https://www.360docs.net/doc/dd12180874.html,mon.util.HibernateUtil;
import com.kelefa.warnlet.dao.WarningDAO;
import com.kelefa.warnlet.interpreter.SimpleInterpreter;
import com.kelefa.warnlet.snmp.Poller;
import com.kelefa.warnlet.vo.Device;
import com.kelefa.warnlet.vo.SnmpObject;
import com.kelefa.warnlet.vo.Warning;

public class SnmpTask
implements Runnable
{
private final static Logger log = Logger.getLogger( SnmpTask.class );

private SnmpObject snmpObject;

private WarningDAO warningDAO;

private static final String BSH = "bsh://";

public SnmpTask( SnmpObject snmpObject, WarningDAO warningDAO )
{
this.snmpObject = snmpObject;
this.warningDAO = warningDAO;
}

public void run()
{
log.debug( "----snmpObject.id=" + snmpObject.getId() );
try
{
Session session = HibernateUtil.currentSession();
HibernateUtil.beginTransaction();
session.refresh( snmpObject );

doSnmpTask();

https://www.360docs.net/doc/dd12180874.html,mitTransaction();
}
catch ( Exception ex )
{
HibernateUtil.rollbackTransaction();
log.warn( ex.getMessage() );
}
finally
{
HibernateUtil.closeSession();
}
log.debug( "++++snmpObject.id=" + snmpObject.getId() );
}

/** *//**
* 执行snmp任务, 包括:
* 1. 用snmp协议取相应oid的值, 如果网络异常或oid设置错误则直接结束
* 2. 如果返回的字符串不是数字则直接结束
* 3. 用BSH运算告警表达式, 表达式错误结束
* 4. 告警表达式返回真, 进行告警
* 5. 更新最后时间,值
*
*/
private void doSnmpTask()
{
Device device = snmpObject.getDevice();

String valueStr;
try
{
valueStr = snmpget( device.getIp(), device.getCommunity(), device
.getSnmpVersion(), snmpObject.getOid() );
}
catch ( IOException e )
{ // 1. 如果网络异常或oid设置错误则直接结束
log.warn( e.getMessage() );
return;
}

if ( valueStr == null || valueStr.trim().length() == 0 )
return;

Long value = null;
try
{
value = Long.valueOf( valueStr );
}
catch ( NumberFormatException ex )
{// 2. 如果返回的字符串不是数字则直接结束
log.warn( "NumberFormatException: " + ex.getMessage() + "\t"
+ device.getCommunity() + "@" + device.getIp() + ": "
+ snmpObject.getOid() );
return;
}

Date now = new Date();
Long time = new Long( (now.getTime() + 500) / 1000 );

if ( snmpObject.getLastValue() > 0 && snmpObject.getLastTim

e() > 0 )
{ // 第一次不执行bsh脚本
Long lastValue = new Long( snmpObject.getLastValue() );
Long lastTime = new Long( snmpObject.getLastTime() );

boolean doWarn = false;
try
{ // 3. 用BSH运算告警表达式
doWarn = evalExpr( value, time, lastValue, lastTime );
}
catch ( EvalError ex )
{
log.warn( ex.getMessage(), ex );
updateSnmpObject( value, time );
return;
}

if ( log.isDebugEnabled() )
{
logResult( time, value, lastValue, lastTime, doWarn );
}

if ( doWarn )
{ // 4. 告警表达式返回真, 进行告警
Warning warning = newWarning( now, time, value, lastValue, lastTime );

try
{
warningDAO.insertWarning( warning );
}
catch ( Exception ex )
{
throw new HibernateException( ex.getMessage() );
}
}
}

// 5. 更新最后时间,值
updateSnmpObject( value, time );
}

/** *//**
* 更新监控对象的最后的执行时间(lastTime)以及最新值(lastValue)
*
* @param value
* @param time
*/
private void updateSnmpObject( Long value, Long time )
{
snmpObject.setLastTime( time.longValue() );
snmpObject.setLastValue( value.longValue() );
}

/** *//**
* 执行动态bsh表达式, 并返回该表达式的结果值
*
* @param value
* @param time
* @param lastValue
* @param lastTime
* @return
* @throws EvalError
*/
private boolean evalExpr( Long value, Long time, Long lastValue, Long lastTime )
throws EvalError
{
Interpreter bsh = new Interpreter();

bsh.set( "value", value );
bsh.set( "time", time );
bsh.set( "lastValue", lastValue );
bsh.set( "lastTime", lastTime );

// 执行bsh脚本，返回true则需要告警
Boolean doWarn = (Boolean) bsh.eval( snmpObject.getWarnExpr() );

return doWarn.booleanValue();
}

/** *//**
* 通过snmpget或snmpwalk命令取snmpObject的oid对应的值, oid可能是单独的oid例如 1.3.6.1.4.5,
* 也可能是包括sum, count, max, min, avg等函数的表达式. 如果是单独的oid, 返回snmpget相应的值即可;
* 如果是复合函数, 用snmpwalk, 再进行运算, 返回最后结果值
*
* @param device
* ip, community, version从这个对象取
* @return
* @throws IOException
*/
public static String snmpget( final String ip, final String community,
final int snmpversion, final String oid )
throws

IOException
{
String valueStr = null;
Poller poller = null;
try
{
poller = new Poller( ip, community, snmpversion, 100 );

log.debug( "pollering " + oid );

if ( oid.indexOf( '(' ) == -1 )
{// 单独一个oid
valueStr = poller.get( oid );
if ( log.isDebugEnabled() )
log.debug( "snmpget(" + oid + ")=" + valueStr );
}
else
{// 包括sum, count, max, min, avg等函数的表达式, 例如:
// sum(ippoolSize)*100/sum(ippoolUse)
SimpleInterpreter si = new SimpleInterpreter( poller, oid );
Long result = si.interprete();
if ( log.isDebugEnabled() )
log.debug( oid + "=" + result );
if ( result != null )
valueStr = result.toString();
}
}
finally
{
if ( poller != null )
poller.close();
}

return valueStr;
}

private Warning newWarning( Date now, Long time, Long value, Long lastValue,
Long lastTime )
{
Warning warning = new Warning();
warning.setDeviceID( snmpObject.getDeviceID() );
warning.setWarnType( snmpObject.getWarnType() );
warning.setWarnLevel( snmpObject.getWarnLevel() );
warning.setPrimarykey( snmpObject.getOid() );

String sms = snmpObject.getWarnSms();
sms = getBshWarnMsg( sms, value, lastValue, time, lastTime );
if ( sms == null || sms.trim().length() == 0 )
warning.setWarnSms( snmpObject.getWarnType() );
else
warning.setWarnSms( sms.trim() );

String email = snmpObject.getWarnEmail();
email = getBshWarnMsg( email, value, lastValue, time, lastTime );
if ( email == null || email.trim().length() == 0 )
warning.setWarnEmail( snmpObject.getWarnType() );
else
warning.setWarnEmail( email.trim() );

warning.setWarnTTS( snmpObject.getWarnTTS() );

warning.setFirstTime( now );
warning.setLastTime( now );
warning.setSuggestion( snmpObject.getSuggestion() );
return warning;
}

private void logResult( Long time, Long value, Long lastValue, Long lastTime,
boolean doWarn )
{
StringBuffer buf = new StringBuffer();
buf.append( "OID=" ).append( snmpObject.getOid() );
buf.append( ",time=" ).append( time );
buf.append( ",value=" ).append( value );
buf.append( ",lastTime=" ).append( snmpObject.getLastTime() );
buf.append( ",lastValue=" ).append( snmpObject.getLastValue() );
buf.append( "\n\t" ).append( snmpObject.getWarnExpr() ).append( "=" )
.append( doWarn );

if ( snmpObject.getWarnExpr().indexOf( "(value-

lastValue)/(time-lastTime)" ) > -1 )
{
buf.append( "\n\t(value-lastValue)/(time-lastTime)=" ).append(
((value - lastValue) / (time - lastTime)) );
}

log.debug( buf.toString() );
}

/** *//**
* 如果参数是以"bsh://"开头则通过BSH计算一个字符串表达式，返回最后结果； 否则直接返回。
* 表达式参数包括value，lastValue，time，lastTime，例如：
* bsh://"端口45流量大于800M:"+((value-lastValue)/(time-lastTime)*8/1000000)+"M"
*
* @param msgExpr
* 字符串表达式
* @return String
*/
private static String getBshWarnMsg( String msgExpr, Long value,
Long lastValue, Long time, Long lastTime )
{
if ( msgExpr == null || !msgExpr.startsWith( BSH ) )
return msgExpr;

msgExpr = msgExpr.substring( BSH.length() );
try
{
Interpreter bsh = new Interpreter();

bsh.set( "value", value );
bsh.set( "time", time );
bsh.set( "lastValue", lastValue );
bsh.set( "lastTime", lastTime );

// 执行bsh脚本，返回实际的告警信息
msgExpr = (String) bsh.eval( msgExpr );
}
catch ( EvalError ex )
{
log.warn( ex.getMessage() );
}

return msgExpr;
}
}

用户可根据提供的全套技术支持库，设置相关的任务进行自动应急处理。同时用户可通过多种报警方式以及灵活的报警过滤规则进行报警。提供了短信报警、语音报警、E-mail报警、IM报警、声音报警等多种报警方式。其中短信报警和语音报警具有中国特色。