SNMP
1. SNMP
SNMP是"Simple Network Management Protocol"，SNMP主要用于网络设备的管理。
SNMP协议是TCP/IP协议簇的一个应用层协议，在1988年被制定，并被Internet体系结构委员会（IAB，Internet Architecture Board）采纳，作为一个短期的网络管理解决方案，由于SNMP的简单性，在Internet时代得到了蓬勃的发展
1.1 SNMP的基本思想
为不同种类的设备、不同厂家生产的设备、不同型号的设备，定义了一个统一的接口和协议，实现了不同种类和厂商的网络设备的统一管理。通过网络，管理员可以管理位于不同物理空间的设备，大大提高网络管理的效率，简化网络管理员的工作。网络管理员可以利用SNMP平台在网络上的任意节点完成信息查询、信息修改和故障排查等工作
SNMP是广泛应用于TCP/IP网络的网络管理标准协议，该协议能够支持网络管理系统，用以监测连接到网络上的设备。
SNMP采用轮询机制，提供最基本的功能集，适合小型、快速、低价格的环境使用，而且SNMP以用户数据报协议（UDP）报文为承载，因而受到绝大多数设备的支持，同时保证管理信息在任意两点传送，便于管理员在网络上的任何节点检索信息，进行故障排查。
屏蔽了设备间的物理差异，SNMP仅提供最基本的功能集，使得管理任务与被管理设备的物理特性、网络类型相互独立，因而可以实现对不同设备的统一管理，管理成本低。
设计简单、运行代价低，SNMP采用“尽可能简单”的设计思想，其在设备上添加的软件/硬件、报文的种类和报文的格式都力求简单，因而运行SNMP给设备造成的影响和代价都被最小化。
2. SNMP 版本
SNMP协议分为三个版本：SNMPv1、SNMPv2c和SNMPv3。
SNMPv1：
SNMP的第一个版本，它提供了一种监控和管理计算机网络的系统方法，它基于Community Name认证（团体名用来定义SNMP NMS和SNMP Agent的关系，如果SNMP报文携带的团体名没有得到设备的认可，丢弃该报文，团体名起到了类似于密码的作用，用来限制SNMP NMS对SNMPAgent的访问）安全性较差，且返回报文的错误码也较少。SNMPv1在RFC 1155和RFC 1157中定义。
SNMPv2c：
第二个版本SNMPv2c 引入了GetBulk和Inform操作，支持更多的标准错误码信息，支持更多的数据类型（Counter64、Counter32）。SNMPv2c也采用团体名认证。SNMPv2c在RFC 1901，RFC 1905和RFC 1906中定义。
SNMPv3：
鉴于SNMPv2c在安全性方面没有得到改善，IETF颁布了SNMPv3版本，提供了基于USM（User Security Module）的认证加密和基于VACM（View-based Access Control Model）的访问控制，用户可以设置认证和加密功能，认证用于验证报文发送方的合法性，避免非法用户的访问，加密则是对NMS和Agent之间的传输报文进行加密，以免被窃听。通过有无认证和有无加密等功能组合，可以为SNMP NMS和SNMP Agent之间的通信提供更高的安全性。SNMPv3版本支持的操作和SNMPv2c版本支持的操作一样。SNMPv3在RFC 1905，RFC 1906，RFC 2571，RFC 2572，RFC 2574和RFC 2575中定义。
3. SNMP的基本组件
SNMP基本组件包括网络管理系统NMS（Network Management System）、代理进程（Agent）、被管对象（Managed Object）和管理信息库MIB（Management Information Base）四部分。
如图所示他们共同构成SNMP的管理模型，在SNMP的体系结构中都起着至关重要的作用。
NMS作为整个网络的网管中心，对设备进行管理。每个被管理设备中都包含驻留在设备上的SNMP Agent进程、MIB和多个被管对象。NMS通过与运行在被管理设备上的SNMP Agent交互，由SNMP Agent通过对设备端的MIB进行操作，完成NMS的指令。
SNMP网络元素分为NMS和Agent两种：
NMS（Network Management Station，网络管理站）是运行SNMP客户端管理程序的工作站，能够提供非常友好的人机交互界面，方便网络管理员完成绝大多数的网络管理工作。
Agent是驻留在设备上的一个进程，负责接收、处理来自NMS的请求报文。在一些紧急情况下，如接口状态发生改变等，Agent也会主动通知NMS。
NMS是SNMP网络的管理者，Agent是SNMP网络的被管理者。NMS和Agent之间通过SNMP协议来交互管理信息。
3.1 NMS
NMS在网络中扮演管理者角色，是一个采用SNMP协议对网络设备进行管理/监视的系统，运行在NMS服务器上。
NMS可以向设备上的Agent发出请求，查询或修改一个或多个具体的参数值。
NMS可以接收设备上的SNMP Agent主动发送的SNMP Traps，以获知被管理设备当前的状态。
3.2 Agent
Agent是被管理设备中的一个代理进程，用于维护被管理设备的信息数据并响应来自NMS的请求，把管理数据汇报给发送请求的NMS。
Agent接收到NMS的请求信息后，通过MIB表完成相应指令后，并把操作结果响应给NMS。
当设备发生故障或者其它事件时，设备会通过SNMP Agent主动发送SNMP Traps给NMS，向NMS报告设备当前的状态变化。
3.3 Managed Object
Managed Object指被管理对象。每一个设备可能包含多个被管理对象，被管理对象可以是设备中的某个硬件，也可以是在硬件、软件（如路由选择协议）上配置的参数集合。
3.3 MIB
MIB是一个数据库，指明了被管理设备所维护的变量，是能够被Agent查询和设置的信息。MIB在数据库中定义了被管理设备的一系列属性：对象的名称、对象的状态、对象的访问权限和对象的数据类型等。MIB也可以看作是NMS和SNMP Agent之间的一个接口，通过这个接口，NMS对被管理设备所维护的变量进行查询/设置操作。
通过MIB，可以完成以下功能：
Agent通过查询MIB，可以获知设备当前的状态信息。
Agent通过修改MIB，可以设置设备的状态参数。
MIB以树状结构进行存储的，如下图所示的是MIB的一部分，它又称为对象命名树。根在最上面，根没有名字。树的节点表示被管理对象，每个对象标识符OID（object identifier）对应于树中的一个管理对象，该树的每个分支都有一个数字和一个名称，并且每个点都以从该树的根到该点的完整路径命名，它可以用从根开始的一条路径唯一地识别，这条路径就称为OID，如system的OID为1.3.6.1.2.1.1，interfaces的OID为1.3.6.1.2.1.2。
子树可以用该子树根节点的OID来标识。如以private为根节点的子树的OID为private的OID——{1.3.6.1.4}。
4. SNMP端口
SNMP端口是SNMP通信端点，SNMP消息传输通过UDP进行，通常使用UDP端口号161/162。有时也使用传输层安全性（TLS）或数据报传输层安全性（DTLS）协议。
SNMP端口使用介绍
| 过程 | 协议 | 端口号 |
|---|---|---|
| 代理进程接收请求信息 | UDP协议 | 161 |
| NMS与代理进程之间的通信 | UDP协议 | 161 |
| NMS接收通知信息 | UDP协议 | 162 |
| 代理进程生成通知信息 | - | 任何可用的端口 |
| 接收请求信息 | TLS/DTLS | 10161 |
| 接收通知信息 | TLS/DTLS | 10162 |
5. SNMP工作原理
网络中启动SNMP协议后，NMS作为整个网络的网管中心，会对设备进行管理。
每个被管理设备都包含驻留在设备上的Agent、多个被管对象和MIB，NMS通过与运行在被管理设备上的Agent交互，由Agent通过对设备端的MIB的操作，完成NMS的指令。
SNMP的工作原理是将协议数据单元（也称为SNMP GET请求）发送到响应SNMP的网络设备。用户通过网络监控工具可以跟踪所有通信过程，并从SNMP获取数据。
SNMP规定了几个操作类型来完成各组件之间的信息交换，如下表所示：
SNMP操作类型
| 操作类型 | 描述 |
|---|---|
| Get | Get操作可以从Agent中提取一个或多个参数值。 |
| GetNext | GetNext操作可以从Agent中按照字典序提取下一个参数值。 |
| Set | Set操作可以设置Agent的一个或多个参数值。 |
| Response | Response操作可以返回一个或多个参数值。这个操作是由Agent发出的，它是GetRequest、GetNextRequest、SetRequest和GetBulkRequest四种操作的响应操作。Agent接收到来自NMS的Get/Set指令后，通过MIB完成相应的查询/修改操作，然后利用Response操作将信息回应给NMS。 |
| Trap | Trap信息是Agent主动向NMS发出的信息，告知管理进程设备端出现的情况。 |
| GetBulk | GetBulk操作实现了NMS对被管理设备的信息群查询。 |
| Inform | InformRequest也是被管理设备向NMS主动发送告警。与Trap告警不同的是，被管理设备发送Inform告警后，需要NMS回复InformResponse来进行确认。 |
Note：SNMPv1版本不支持GetBulk 、Inform操作
6. SNMP Traps
SNMP Traps是指SNMP Agent主动将设备产生的告警或事件上报给NMS，以便网络管理员及时了解设备当前运行的状态。
SNMP Agent上报SNMP Traps有两种方式：Trap和Inform。
Trap和Inform的区别在于，SNMP Agent通过Inform向NMS发送告警或事件后，NMS需要回复InformResponse进行确认。
6.1 Trap操作工作原理
Trap不属于NMS对被管理设备的基本操作，它是被管理设备的自发行为。当被管理设备达到告警的触发条件时，会通过SNMP Agent向NMS发送Trap消息，告知设备侧出现的异常情况，便于网络管理人员及时处理。例如被管理设备热启动后，SNMP Agent会向NMS发送warmStart的Trap。
这种Trap信息是受限制的。只有在设备端的模块达到模块预定义的告警触发条件时，SNMP Agent才会向管理进程报告。这种方法的好处是仅在严重事件发生时才发送Trap信息，减少报文交互产生的流量。
6.2 Inform操作工作原理
Inform操作也是被管理设备向NMS主动发送告警。与Trap告警不同的是，被管理设备发送Inform告警后，需要NMS进行接收确认。如果被管理设备没有收到确认信息则：
- 将告警或事件暂时保存在Inform缓存中。
- 重复发送该告警或事件，直到NMS确认收到该告警或者发送次数达到最大重传次数。
- 被管设备上会生成相应的告警或事件日志。
7. SNMP的应用
网管可以通过SNMP协议管理设备，如下图所示，管理员要对整个网络的设备进行配置和管理，这些设备分布较为分散，管理员到现场进行设备配置是不现实的。当这些网络设备来自不同的厂商，而每个厂商都提供一套独立的管理接口（比如使用不同的命令行），将使得批量配置网络设备的工作量巨大。因此，在这种情况下，如果采用传统的人工方式，将会带来成本高、效率低的弊端，此时网络管理员可以利用SNMP远程管理和配置其下属设备，并对这些设备进行实时监控。
在组网中配置SNMP协议，首先需要在管理端配置SNMP管理程序NMS，同时在被管理设备端配置SNMP的Agent。
通过SNMP协议：
- NMS可以通过Agent在任何时候及时地获得设备的状态信息，实现远端控制被管理设备。
- Agent可以及时地向NMS报告设备的当前状态信息。
Reference：
https://info.support.huawei.com/info-finder/encyclopedia/zh/SNMP.html
https://support.huawei.com/hedex/hdx.do?docid=EDOC1100087046&id=ZH-CN_TASK_0177878325
浙公网安备 33010602011771号