计算机网络 网络管理(SNMP)
计算机网络 网络管理协议简介
计算机网络网络管理协议简介在前面章节中，我们已经提到网络管理协议是网络管理系统中最重要的部分。
国际标准化组织（ISO）及其它一些组织为了解决Internet管理解决方案，而制定了一系列基于网络协议的网络管理标准。
CMIS/CMIP是OSI提供的网络管理协议簇。
CMIS定义了每个网络组成部分所提供的网络管理服务，而CMIP则是实现CMIS服务的协议。
ISO的宗旨是为所有设备在OSI参考模型中的每一层提供一个公共的网络结构，而CMIS/CMIP正是这样一个适用于所有网络设备的完整网络管理协议簇。
CMIS/CMIP的整体结构是建立在OSI网络参考模型的基础上，网络管理应用进程使用OSI参考模型中的第七层，即应用层。
在此，公共管理信息服务单元（CMISE）提供了应用程序使用CMIP协议的接口。
同时该层还包括了两个应用协议，联系控制服务元素（ACSE）和远程操作服务元素（ROSE），其中ACSE的作用是在应用程序之间建立和关闭连接，而ROSE 则处理应用程序间的请求/响应交互。
SNMP（Simple Network Management Protocol）简单网络管理协议。
它的前身是简单网管控制协议（SGMP）。
在后面的章节中，我们将对此协议做详细的讲解。
CMOT是指在TCP/IP协议上实现CMIS服务，它是一种过渡性的解决方案，CMOT依赖于CMISE、ACSE和ROSE协议，这点和CMIS/CMIP是一样的。
但是，CMOT并没有在OSI参考模型中的表示层实现，而是在表示层中使用另外一个协议，轻量表示协议（LPP），该协议提供了传输层的两种协议接口，即TCP和UDP的接口。
因为CMOT仅仅是一个过渡性的方案，导致没有人会把注意力集中在一个短期方案上。
而同时，许多重要厂商都加入了SNMP的潮流并在其中投入了大量资源。
事实上，虽然存在CMOT的定义，但该协议已经很长时间没有在发展。
【协议分析】【SNMP 协议与网络管理】
实验十四 SNMP协议与网络管理【实验目的】1、理解SNMP协议的工作原理；2、理解SNMP协议的工作过程；3、了解SNMP的报文格式；4、了解MIB的基本概念。
【实验学时】2学时【实验环境】本实验中需要有一台安装网络管理系统的主机和一台被管设备。
使用锐捷RG-S3750-24交换机作为被管设备，在捕获端的主机上事先安装网络管理系统，作为SNMP管理设备（本实验中使用第三方的网络管理软件SolarWinds，版本为Solarwinds Engineer’s Toolset v9.1.0，）。
实验拓扑图如图5- 55所示：图5- 55 实验拓扑图【实验内容】1、通过捕获和仿真SNMP数据包，学习SNMP协议的格式；2、通过捕获SNMP数据包，学习SNMP的工作过程；3、学习如何使用协议分析仪的SNMP连接工具；4、学习SNMP协议的工作原理；5、了解SNMP与UDP的关系；6、学习在交换机上启用SNMP。
153【实验流程】Step2Step1:N Step6:SNMPStep3Step4Step5图5- 56 实验流程图【实验原理】SNMP 是Simple Network Manger Protocol （简单网络管理协议）的缩写，最早由Internet 工程任务组织（Internet Engineering Task Force ，IETF ）的研究小组为了解决Internet 上的路由器管理问题而提出。
到目前，因众多厂家对该协议的支持，SNMP 已成为事实上的网管标准，适合于在多厂家系统的互连环境中使用。
利用SNMP 协议，网络管理员可以对网络上的节点进行信息查询、网络配置、故障定位、容量规划，网络监控和管理是SNMP 的基本功能。
SNMP 是一个应用层协议，为客户机/服务器模式，它事实上指一系列网络管理规范的集合，包括协议本身，数据结构的定义和一些相关概念等。
SNMP 的工作体系包括三个部分：z SNMP 网络管理器z SNMP 代理z MIB 管理信息库154SNMP网络管理器，是采用SNMP来对网络进行控制和监控的系统，也称为NMS （Network Management System）。
SNMP详解
名词解释SNMP的来由SNMP二十世纪70年代末、80年代初的时候，计算机网络由最初的只是小范围内的几台计算机相互连接逐步发展成大规模的网络。
随着网络跳跃式的发展，对网络进行的监控和维护等管理操作也变得更加困难，从而对开发出能够满足网络管理需要的协议提出了迫切要求。
第一个开始使用的网络管理协议就是SNMP。
当时，人们只是把SNMP当作一种应急措施，等到日后有更加成功，更加成熟的新协议出现时将会被自然淘汰。
然而，虽然不断有新的协议推出，但是SNMP凭借其结构简单，使用方便的特点一直到今天仍然被广泛使用。
SNMP协议的工作机制非常简单，主要通过各种不同类型的消息，即PDU（协议数据单位）实现网络信息的交换。
PDU实际上就是一种变量对象，其中每一个变量都是由标题和变量值两部分组成。
SNMP主要使用5种类型的PDU对网络实施监控，两种用于读取终端信息，两种可以设置终端数据，最后一种被用来监视各种终端事件，如终端的启动和关闭等。
这样，如果用户希望了解是否某一台终端已经被接入到网络，可以使用SNMP向该终端发送一个具有信息读取功能的PDU。
如果终端已经被连接到网络，用户将会得到返回的确认信息。
当有终端被关闭时，可以通过事件变量（trap）发出数据包，通知用户终端系统已经被关闭。
SNMP协议的优势SNMP协议的最大优势就是设计简单，既不需要复杂的实现过程，也不会占用太多的网络资源，非常便于使用。
一般来说，SNMP协议所使用的各种变量主要包含以下信息：1.变量标题；2．变量数据类型，如整数，字串等；3．变量是否具有信息读取或读写功能;4．变量值SNMP协议的另外一个优势就是使用非常广泛，几乎所有的网络管理人员都喜欢使用简单的SNMP来完成工作操作。
这就促使各大网络硬件产品商在设计和生产网桥、路由器等网络设备时都加入了对SNMP 协议的支持。
良好的可扩展性是SNMP协议的另外一个可取之处。
因为协议本身非常简单，所以对协议的任何升级或扩展也非常方便，从而能够满足今后网络的发展需求。
snmp的名词解释
snmp的名词解释SNMP（Simple Network Management Protocol）是一种广泛应用于计算机网络管理的协议。
它允许网络设备如路由器、交换机、服务器等通过网络进行远程管理和监控。
本文将对SNMP中的一些关键名词进行解释，以帮助读者更好地理解和使用这一协议。
1. 管理站（Manager）：管理站是指拥有SNMP管理系统的主机，它负责对网络设备进行监控、配置和管理。
管理站通过SNMP协议与被管理设备进行通信，并获取设备的状态信息、执行操作指令等。
2. 代理（Agent）：代理是网络设备上运行的SNMP软件，它负责收集设备的状态信息，并将其以统一的格式发送给管理站。
代理还可以接收来自管理站的配置命令，并对设备进行相应的操作。
3. 管理信息库（MIB）：MIB是一种结构化的数据文件，用于描述网络设备的各种属性和状态信息。
MIB中的对象（Object）以唯一的标识符OID（Object Identifier）来进行区分。
管理站通过查询MIB中的对象来获取设备的信息。
4. OID（Object Identifier）：OID是用于唯一标识MIB中的对象的一串数字。
每个MIB对象都有一个唯一的OID，其格式为一系列由点号分隔的整数。
OID的结构类似于文件系统中的路径，用于引导管理站定位到MIB中的具体对象。
5. PDU（Protocol Data Unit）：PDU是SNMP协议中的数据单元，用于在管理站和代理之间传输信息。
常见的PDU类型包括GET、SET、GETNEXT、GETBULK等，分别用于获取单个对象的值、修改对象的值、获取下一个对象的值以及批量获取对象的值。
6. SNMP版本：SNMP协议有多个版本，常见的包括SNMPv1、SNMPv2c和SNMPv3。
不同版本的协议在功能和安全性方面有所差异。
SNMPv1是最早的版本，功能相对简单，安全性较低；SNMPv2c在SNMPv1基础上进行了扩展，支持更多的操作类型；SNMPv3是最新的版本，增强了安全性，支持加密和认证机制。
网络管理(SNMP)
限值就意味着网络的故障
安全管理
安全管理的目标
按照本地的指导来控制对网络资源的访问，以保证网络
不被侵害（有意识或无意识的执行以下几种功能
标识重要的网络资源（包括系统、文件和其他实体）
确定重要的网络资源和用户集间的映射关系
监视对重要网络资源的访问 记录对重要网络资源的非法访问
庞大的网络管理协议，SNMP有5个PDU，而CMIP
有11个PDU。
CMIP也是采用面向对象的技术，这是一种真正 的面向对象技术，一个对象不仅仅有数值，还 有行为，而SNMP则只有数值属性。
公共管理信息协议CMIP（2）
优点
其灵活性和强大的功能，对象由于有行为，它可以更好
地体现被管理网络设施的特性
UDP/TCP
IP
代理进程 SNMP UDP IP
IP 网络接口
委托代理
有时网络管理协议无法控制某些网络元素。
例如，该网络元素使用的是另一种网络管理
协议。这时可使用委托代理(proxy agent)。
委托代理能提供如协议转换和过滤操作的汇 集功能。然后通过委托代理来对被管对象进 行管理。
委托管理的配臵
网络管理主流模式
被管对象
代理
代理
代理 代理
网络的其 他部分
代理 被管对象
MIB 代理 网控中心 非被管对象 代理 被管对象
网管模型
网管模型是指网管系统的组成结构模型。网
管模型解决管理进程和代理进程等管理实体
在网络元素中如何分布的问题。网管模型决
定了网管系统的结构。
当前，网管模型有2个有代表性的模型，即 ISO模型和Internet模型。 ISO和Internet网管
网络管理基础和SNMP介绍
2.4.5 SNMP报文
本地网络 报头 IP报头 UDP报头 SNMP消息 本地网络报尾
UDP数据报 IP数据报
本地网络帧
2.4.5 SNMP报文
2.。在大型的网络中，轮询会产生巨大的网络 管理通信量，因而导致通信拥挤情况的发生。
它将收集数据的负担加在网络管理控制台上。管理站也许 能轻松地收集8个网段的信息，当它们监控48个网段时， 恐怕就应付不下来。
3.2 历史最悠久的网管OpenView management repository
HP OpenView IT Service Manager
Service Management Console
HP OpenView Enterprise Console
Operations Management
2.4.4 SNMP通讯协议
四种基本协议交互过程 (1) 管理进程从管理代理中读取管理信息，请求（get-request） 中包括管理对象的标识符等参数。 管理代理收到请求以后返回 (get-response)相应的内容。 (2) 管理进程在管理代理的可见范围内遍历部分对象实例。Getnext-request和get-response. (3) 管理进程在管理代理中存储信息，即对代理的MIB实例写操 作。发送Set-request返回set-response. (4) 管理代理主动向挂你进程报告事件。就是发送trap，这个操 作没有响应。
2.5 RMON协议
Internet工程特别小组(IETF)于1991年11月公布RMON MIB来解决SNMP在日益扩大的分布式网络中所面临的局限 性。RMON MIB的目的在于使SNMP更为有效更为积极主动 地监控远程设备。 RMON MIB由一组统计数据、分析数据和诊断数据构成。 RMON探测器和RMON客户机软件结合在一起在网络环境 中实施RMON。RMON的监控功能是否有效，关键在于其 探测器要具有存储统计数据历史的能力，这样就不需要不 停地轮询才能生成一个有关网络运行状况趋势的视图。
SNMP协议全称为简单网络管理协议
SNMP协议全称为简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol），该协议能够被广泛使用，不受协议的限制，如IP、IPX 、AppleTalk、OSI及其它传输协议均能使用。
互联网络开始规模很小，网络结构简单，因此谈不上网络监控和管理问题。
仅使用ICMP 的Ping 程序就能解决问题。
但随着互联网络规模不断扩大，使用Ping 已无法掌握网络运行情况。
此时，SNMP协议就产生了，它可通过提供有限的信息类型、简单的请求/响应机制来实现对被管理对象的操作。
同时可将管理信息模型和被管理对象分成两个模块，两个模块间通过信令交互协同工作。
目前SNMP协议已在TCP/IP 网络中广泛使用，并已成为网络管理领域事实标准。
下面简单介绍下SNMP协议的基本概念、管理模型及版本号：一SNMP协议基本概念1 NMSNMS（Network Management System），是运行在网管端工作站上的网络管理软件。
网络管理员通过操作NMS，向被管理设备发出请求，从而监控和配置网络设备。
2 Agent运行在被管理设备上的代理进程。
被管理设备在接收到网管设备侧NMS 发出的请求后，由Agent 作出响应操作。
主要功能包括：收集设备状态信息、实现NMS 对设备的远程操作、向网管端发出告警消息。
3 MIBMIB 是一个虚拟的数据库，是在被管理设备端维护的设备状态信息集。
Agent 通过查找MIB 来收集设备状态信息。
MIB 按照层次式树形结构组织被管理对象，使用ASN.1格式进行描述。
4 ASN.1抽象语法表示，使用独立于物理传输的方法定义协议标准中的数据类型。
ASN.1 描述传输过程的中的语法，但不涉及具体数据含义的表示。
5 BER基本编码规则，按照ASN.1 的语法结构，描述了在传送过程中数据内容是如何表示的。
6 SMISMI（Structor of Management Information）为命名和定义管理对象指定了一套规则。
SNMP的工作原理
SNMP的工作原理SNMP（Simple Network Management Protocol）是一种用于网络管理的协议，它允许网络管理员监控和管理网络中的设备和系统。
SNMP的工作原理是通过网络管理系统（NMS）和被管理设备之间的交互来实现的。
SNMP的工作原理主要涉及三个关键组件：管理站点（Management Station）、被管理设备（Managed Devices）和网络管理协议（Network Management Protocol）。
1. 管理站点（Management Station）：管理站点是网络管理员使用的工具，用于监控和管理网络中的设备和系统。
它通常是一台运行网络管理软件的计算机或者服务器。
管理站点负责发送请求给被管理设备，并接收和处理来自被管理设备的响应和通知。
2. 被管理设备（Managed Devices）：被管理设备是指需要被监控和管理的网络设备，例如路由器、交换机、服务器等。
这些设备通常内置了SNMP代理（SNMP Agent），它负责采集和存储设备的运行状态和性能数据，并将这些数据提供给管理站点。
3. 网络管理协议（Network Management Protocol）：网络管理协议定义了管理站点和被管理设备之间的通信规则和数据格式。
SNMP是最常用的网络管理协议之一，它使用UDP（User Datagram Protocol）作为传输层协议，通过使用SNMP消息来进行管理站点和被管理设备之间的通信。
SNMP的工作过程如下：1. 管理站点向被管理设备发送请求：管理站点通过SNMP消息向被管理设备发送请求，请求的内容可以是获取设备的某个参数值、修改设备的配置或者执行某个操作等。
请求消息包括了管理站点的身份信息、请求类型、请求的OID（Object Identifier）和其他必要的参数。
2. 被管理设备接收并处理请求：被管理设备的SNMP代理接收到管理站点发送的请求消息后，会根据请求的类型和OID来执行相应的操作。
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网络管理主流模式
被管对象
代理
代理
代理 代理
网络的其 他部分
代理 被管对象
MIB 代理 网控中心 非被管对象 代理 被管对象
网管模型
网管模型是指网管系统的组成结构模型。网
管模型解决管理进程和代理进程等管理实体
在网络元素中如何分布的问题。网管模型决
定了网管系统的结构。
当前，网管模型有2个有代表性的模型，即 ISO模型和Internet模型。 ISO和Internet网管
网络管理(SNMP)
本课内容
什么是网络管理 网络管理模型 网络管理协议
SNMP
CIMP
网管平台介绍
一、什么是网络管理
网络中有如下角色：
network maintenance网络维护 configuration management网络配臵
network administrator网络管理员
SMTP
RPC
rlogin rsh
TELNET
DNS
ASN.1
TFTP
RPC
XDR
TCP
UDP IP（包括ICMP和IGMP） ARP RARP
硬件设备驱动程序和媒体接入协议
硬 件
简单网络管理协议SNMP（1）
SNMP的设计思想（十分简单）
它通过SNMP的PDU(协议数据单元)来与被管理的对象交
ISO网管模型
ISO的网管模型由管理系统和被管系统组成。其中管理进 程和管理信息数据库MIB构成管理系统，代理进程和被管 对象构成被管系统。管理进程和代理进程之间通过网络管 理协议交换管理命令和搜集管理信息。
管理系统 管理进程 代理进程 管理协议 被管系统
管理信息 数据库MIB
被管对象
Internet 网管模型
连接、路由端口状态等等
网络管理站
网络管理站向网络管理员提供了对网络的管理界面，所
有网络管理功能都在网络管理站上得到体现
简单网络管理协议SNMP（5）
网络管理信息
代理是被管对象在网络管理环境中的数值体现，被管对
象的有关信息保留在代理内部，这些信息就是网络管理 信息
网络管理协议
网络管理站通过SNMP协议与代理通信，这个协议使得网
的管理；
故障管理：
找出故障的位臵并进行恢复；
ISO网络管理模式（2）
性能管理：
统计网络的使用状况，根据网络的使用情况进行扩充，
确定设臵的规划；
安全管理：
限制非法用户窃取或修改网络中的重要数据等；
计费管理：
记录用户使用网络资源的数量，调整用户使用网络资源
的配额大小和记帐收费。
配臵管理
配臵管理的目的
在于随时了解系统网络的拓扑结构，所交换的信息，包
括连接前静态设定的和连接后动态更新的。 配臵管理调用以下功能
客体管理功能 状态管理功能
▪ 通用状态属性
▪ 状况属性
关系管理功能
故障管理
故障管理的目标
自动地监测、记录网络故障并通知给用户，以便能使网
络有效地运行。
故障管理包含以下几个步骤
判断故障症状 隔离该故障 修复该故障 对所有重要的子系统的故障进行修复
记录故障的监测及其结果
性能管理
性能管理的目标
衡量和呈现网络性能的各个方面，使人们可在一个可接
受的水平上维护网络的性能。
性能管理包含以下几个步骤
收集网络管理者感兴趣的那些变量的性能参数 分析这些数据，以判断是否处于正常水平 为每个重要的变量决定一个适合的性能门限值，超过该
SNMP网管系统组成
管理站(management station)
管理信息库MIB
管理信息结构SMI以及SNMP本身
SNMP配臵
管理站 管理进程 SNMP UDP IP 网络接口 主机 应用进程 应用协议
UDP/TCP
主机 MIB 代理进程 SNMP UDP IP 网络接口 路由器 代理进程 SNMP UDP IP 网络接口 应用进程 应用协议
庞大的网络管理协议，SNMP有5个PDU，而CMIP
有11个PDU。
CMIP也是采用面向对象的技术，这是一种真正 的面向对象技术，一个对象不仅仅有数值，还 有行为，而SNMP则只有数值属性。
公共管理信息协议CMIP（2）
优点
其灵活性和强大的功能，对象由于有行为，它可以更好
地体现被管理网络设施的特性
换信息，这些对象有对象所特有的属性和值。
SNMP共有五种PDU
其中两个用来读取数据，两个用来设臵数据，还有一个
用来监视网络上发生的事件，如网络故障报警信息等等
简单网络管理协议SNMP（2）
优点
最大优点是它的简单性，所以容易设立、容易编程，而
且对网络不会造成很大压力
另一个优点是当前已经被广泛使用
代 理 管理信息库
被管设备 备
Syllabus
网络管理概述 网络管理模型 网络管理协议
SNMP CIMP
网管平台介绍
对网络管理的理解
当前还没有对网络管理的精确定义。对于公共交换网，网络管
理往往指实时网络监控，以便在不利的条件下(如过载、故障)使 网络的性能仍能达到最佳。
狭义的网络管理仅仅是指网络的通信平台管理，而广义的网络
SNMP CIMP
网管平台介绍
发展背景
SNMP发布于1988年，很快就得到了广泛的支持，成为了 事实上的计算机网络管理标准。 CMIP的提出是为了替代SNMP，因为SNMP的功能不够强 大。但是由于CMIP过于复杂，所需的系统资源约是SNMP 的10倍，有悖于网络管理的其本原则，即若要给某个对象 添加软件或硬件，则必须对原有对象的影响尽量小。因此， CMIP的应用不如SNMP广泛。 Internet也有替代SNMP的计划，即CMOT(Common Management information service and protocol Over TCP/IP)。 CMOT使用了ISO的CMIS和CMIP，但现在还未得到实际应 用。
网络管理标准
ISO9595，它定义了公共管理信息服务(Common
Management Information Services，CMIS)。
ISO9596，它说明了公共管理信息协议(Common Management Information Protocol，CMIP)。
CMIS/CMIP结构
对象定义用来定义被管对象，使用OBJECT-TYPE来定义
对象的语法和语义
通知定义用来定义网络设施发出的事件信息，用
NOTIFICATION-TYPE来定义通知的语法和语义
简单网络管理协议SNMP（7）
到目前为止，已经开发了三个版本的SNMP，它们是SNMPv1、 SNMPv2和SNMPv3
管理是指网络的系统管理，例如管理Windows 2000网络的用户、 资源、服务等。
通常，网络管理(Network Management)的功能可概括为OAM&P，
即网络的运行(Operation)、处理(Administration)、维护 (Maintenance)、服务提供(Provisioning)等所需要的各种活动。
network user网络用户
网络管理概述
第一个所使用的网络管理（简称网管）协议称为简单网络
管理协议(SNMP，又称SNMP第一版或SNMPv1) 在80年代，由此设计了两个网络管理协议
一个称为SNMP第二版(简称SNMPv2)，它包含了原来的特
性，这些特性目前被广泛使用，同时增加很多新特性以 克服原先的SNMP的缺陷；
计费管理
计费管理的目标
衡量网络的利用率，以便一个或一组用户可以更有规则
地利用网络资源，这样的规则使网络故障减低到最小 （因为网络资源可以根据其能力的大小而合理地分配）， 也可使所有用户对网络的访问更加公平。
典型的网络管理体系结构图
网络管理站
网络管理实体 网络管理协议
代 理 管理信息库
代 理 管理信息库
克服了SNMPv1的很多缺陷，比如安全性
由于不仅政府提供资助，而且很多大公司也提供资助，
这样不仅可以得到充足的经费，而且一旦推出马上可以 获得大量地用户：政府和大公司
缺点
CMIP的实现需要大量的资源
SNMP层次
TCP/IP体系中主要协议的关系
用 户
应用程序
FTP SNMP NFS BOOTP DHCP
第二个网管协议称为公共管理信息协议(简称CMIP)，它
是一个组织得更好的，并且比SNMPv1和SNMPv2有更多特 性的网管协议。
ISO网络管理模式（1）
目前国际标准组织ISO在网络管理的标准化上作了许多
工作，它特别定义了网络管理的五个功能域 配臵管理：
管理所有的网络设备，含各设备参数的配臵与设备帐目
限值就意味着网络的故障
安全管理的指导来控制对网络资源的访问，以保证网络
不被侵害（有意识或无意识的），并保证重要的信息不 被未授权的用户访问。 安全管理子系统执行以下几种功能
标识重要的网络资源（包括系统、文件和其他实体）
确定重要的网络资源和用户集间的映射关系
监视对重要网络资源的访问 记录对重要网络资源的非法访问