SNMP协议介绍

一、什么是SNMP

SNMP：“简单网络管理协议”，用于网络管理的协议。SNMP用于网络设备的管理。SNMP的工作方式：管理员需要向设备获取数据，所以SNMP提供了 “读”操作；管理员需要向设备执行设置操作，所以SNMP提供了“写”操作；设备需要在重要状况改变的时候，向管理员通报事件的发生，所以SNMP提供了 “Trap”操作。

二、SNMP背景

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，定义为一个统一的接口和协议，使得管理员可以是使用统一的外观面对这些需要管理的网 络设备进行管理。通过网络，管理员可以管理位于不同物理空间的设备，从而大大提高网络管理的效率，简化网络管理员的工作。

三、SNMP结构概述

SNMP 被设计为工作在TCP/IP协议族上。SNMP基于TCP/IP协议工作，对网络中支持SNMP协议的设备进行管理。所有支持SNMP协议的设备都提供 SNMP这个统一界面，使得管理员可以使用统一的操作进行管理，而不必理会设备是什么类型、是哪个厂家生产的。如下图，

四、SNMP支持的网管操作

对于网络管理，我们面对的数据是设备的配置、参数、状态等信息，面对的操作是读取和设置；同时，因为网络设备众多，为了能及时得到设备的重要状态，还要求设备能主动地汇报重要状态，这就是报警功能。如下图，

• Get：读取网络设备的状态信息。
• Set：远程配置设备参数。
• Trap：管理站及时获取设备的重要信息。

五、SNMP的实现结构

在具体实现上，SNMP为管理员提供了一个网管平台(NMS)，又称为管理站，负责网管命令的发出、数据存储、及数据分析。被监管的设备上运行一个SNMP代理(Agent))，代理实现设备与管理站的SNMP通信。如下图，

管理站与代理端通过MIB进行接口 统一，MIB定义了设备中的被管理对象。管理站和代理都实现了相应的MIB对象，使得双方可以识别对方的数据，实现通信。管理站向代理申请MIB中定义的 数据，代理识别后，将管理设备提供的相关状态或参数等数据转换为MIB定义的格式，应答给管理站，完成一次管理操作。

已 有的设备，只要新加一个SNMP模块就可以实现网络支持。旧的带扩展槽的设备，只要插入SNMP模块插卡即可支持网络管理。网络上的许多设备，路由器、交 换机等，都可以通过添加一个SNMP网管模块而增加网管功能。服务器可以通过运行一个网管进程实现。其他服务级的产品也可以通过网管模块实现网络管理，如 Oracle、WebLogic都有SNMP进程，运行后就可以通过管理站对这些系统级服务进行管理。

根据管理者和被管理的设备在网络管理操作中的不同职责，SNMP定义了3种角色。如下图，

网络管理系统：又称管理站、NMS。是系统的控制台，向管理员提供界面以获取与改变设备的配置、信息、状态、操作等信息。管理站与Agent进行通信，执行相应的Set和Get操作，并接收代理发过来的警报(Trap)。

代 理：Agent是网络管理的代理人，负责管理站和设备SNMP操作的传递。介于管理站和设备之间，与管理站通信并相应管理站的请求，从设备获取相应的数 据，或对设备进行相应的设置，来响应管理站的请求。代理也需要具有根据设备的相应状态使用MIB中定义的Trap向管理站发送报告的能力。

代 理服务器：Proxy是一种特殊的代理，在不能直接使用SNMP协议的地方，如：异种网络、不同版本的SNMP代理等情况，Proxy代替相关设备向管理 站提供一种外观，为设备代理SNMP协议的实现。Proxy做了异种网络或不同版本代理和相应SNMP数据请求的转换工作。如下图，

附：管理信息库MIB：定义了设备上可以使用的管理信息。代理和管理站使用MIB作为统一的数据接口通信。

六、SNMP的技术内容

如下图，

七、SNMP的发展历史

• 1989年—— SNMPv1
• 1991年—— RMON(Remote Network Monitoring 远程网络监视)，它扩充了SNMP的功能，包括对LAN的管理及对依附于这些网络的设备的管理。RMON 没有修改和增加SNMPv1，只是增加了SNMP监视子网的能力。
• 1993年—— SNMPv2(SNMPv1的升级版)
• 1995年—— SNMPv2正式版，其中规定了如何在基于OSI的网络中使用SNMP
• 1995年—— RMON扩展为RMON2
• 1998年—— SNMPv3，一系列文档定义了SNMP的安全性，并定义了将来改进的总体结构，SNMPv3可以和SNMPv2、SNMPv1一起使用。

八、SNMP的技术术语

• SNMP：Simple Network Management Protocol(简单网络管理协议)，是一个标准的用于管理基于IP网络上设备的协议。
• MIB：Management Information Base(管理信息库)，定义代理进程中所有可被查询和修改的参数。
• SMI：Structure of Management Information(管理信息结构)，SMI定义了SNMP中使用到的ASN.1类型、语法，并定义了SNMP中使用到的类型、宏、符号等。SMI用 于后续协议的描述和MIB的定义。每个版本的SNMP都可能定义自己的SMI。
• ASN.1：Abstract Syntax Notation One(抽象语法定义)。用于定义语法的正式语言，在SNMP中定义SNMP的协议数据单元PDU和管理对象MIB的格式。SNMP只使用了ASN.1中 的一部分，而且使用ASN.1的语言特性定义了一些自定义类型和类型宏 ，这些组成了SMI。
• PDU： Protocol Data Unit(协议数据单元)，它是网络中传送的数据包。每一种SNMP操作，物理上都对应一个PDU。
• NMS： Network Management System，网络管理系统，又名网络管理站，简称“管理站”。它是SNMP的总控机，提供统一的用户界面访问支持SNMP的设备，一般提供UI界面，并 有统计、分析等功能，是网管系统的总控制台。NMS是网络管理操作的发起者。
• Agent： 是SNMP的访问代理，简称“代理”，为设备提供SNMP能力，负责设备与NMS的通信。
• Proxy： 代理服务器，对实现不同协议的设备进行协议转换，使非IP协议的设备也能被管理。
• Trap： 是由设备主动发出的报警数据，用于提示重要的状态的改变。
• BER： Basic Encoding Rule，基本编码规格。描述如何将ASN.1类型的值编码为字符串的方法。它是ASN.1标准的一部分。BER编码将数据分成TLV三部分，T为Tag 的缩写，是类型标识；L为Length的缩写，标识类型的长度；V为Value的缩写，标识数据内容。按照TLV的顺序对数据进行编码，生成字节流。 SNMP使用BER将SNMP的操作请求和应答编码后进行传输，并用于接收端进行解码。

九、综合上述（总结）

1.SNMP现有几个版本

SNMP共有v1，v2，v3这三个版本：

• v1和v2都具有基本的读、写MIB功能。
• v2增加了警报、批量数据获取、管理站和管理站通信能力。
• v3在v2的基础上增加了USM，使用加密的数据和用户验证技术，提高了安全性。
• 另外，RMON是SNMP的一个重要扩展，为SNMP增加了子网流量、统计、分析能力。现有两个版本： Rmon：提供了OSI七层网络结构中网络层和数据链路层监视能力。Rmon2：提供了OSI七层网络结构中网络层之上各层的监视能力。

2.ASN.1、BER、SMI、MIB、PDU的关系

• ASN.1：高级的数据描述语言。描述数据的类型、结构、组织、及编码方法。包括符号和语法两部分。SNMP使用ASN.1描述PDU和管理学对象信息库MIB。
• BER：ASN.1 的基本编码规则。描述具体的ASN.1对象如何编码为比特流在网络上传输。SNMP使用BER作为编码方案，数据首先先经过BER编码，再经由传输层协议 (一边是UDP)发往接收方。接收方在SNMP端口上收到PDU后，经过BER解码后，得到具体的SNMP操作数据。
• SMI：是SNMP的描述方法。规定了使用ASN.1子类型、符号。ASN.1功能强大，但SNMP只用到了其中很小一部分，对于这一部分内容的描述，限定了范围，即为SMI。SMI规定了使用到的ASN.1类型、宏、符号等。SMI是ASN.1的一个子集和超集。
• MIB： 是SNMP中使用到的管理信息库。定义了数据格式、类型、顺序、意义等，使用SMI中定义的类型和ASN.1中的基本类型对对象进行描述，是一个使用 SMI描述的管理信息库。每一类关心的事件都有一组MIB，比如网络接口有一颗MIB树，TCP有一颗MIB树，UDP也有一颗MIB树。
• PDU：是SNMP的协议数据单元。PDU是基本的通信格式，使用ASN.1描述，使用BER编码，通过传输层协议传送。

3.比较规范的SNMP背景

SNMP作为一种过渡技术以其简单易用的特性被广泛使用，使用的网络产品提供对SNMP的支持。SNMP还扩展了具有远程管理功能的RMON，使得管理人员可以对整个子网进行管理，而不是对整个子网内的设备进行管理。

十、Net-SNMP

1.net-snmp简介

使用net-snmp作为学习SNMP的工具，搭建一个net-snmp环境。Net-snmp是一个开源的SNMP项目。最新版本为：5.7.2。net-snmp支持snmpv1、snmpv2、snmpv3，支持基于IPv4和IPv6的SNMP应用程序。

• Net-snmp提供完整的API用于SNMP应用程序开发，包括C和Perl的API 。
• 一个功能强大且可扩展的SNMP代理：snmpd开发者可以开发动态模块扩展snmpd，net-snmp内置扩展子代理与主代理的通信协议。
• 提供众多命令行工具检查和使用SNMP协议
• 一个图形化的MIB浏览工具
• 一个Trap接收进程，用于接收和显示Trap，并将Trap记录到日志文件中。

2.net-snmp的安装与配置

官方网站： http://www.net-snmp.org/download.html ，net-snmp被很多商业化的Linux包含，但是大多数的Linux使用net-snmp的主代理实现Linux的SNMP支持。

./configure --with-default-snmp-version="3" --prefix="/usr/local/net-snmp" --with-sys-contact="@@no.where" --with-sys-location="China" --with-logfile="/var/log/snmpd.log"  --with-persistent-directory="/var/net-snmp"

prefix：net-snmp将要安装的路径

enable-mfd-rewrites：允许用新的MFD重写可用的mid模块

with-default-snmp-version：默认的SNMP版本

with-sys-contact：可以配置该设备的联系人

with-sys-location：该设备的位置

with-logfile：日志文件路径

with-persistent-directory：不变数据存储目录

3.支持的平台

net-snmp可以在BSD UNIX、Linux、Windows等操作系统上编译运行。Windows下可以安装一个VMWare虚拟机软件，新建一个虚拟机，在虚拟机上安装Linux用来学习。

4.实验环境

• 操作系统，CentOS 6.4 X86_64
• 软件版本，net-snmp 5.5

5.同步时间

6.安装yum源

7.查看一下net-snmp相关软件包

注，有两个重要的安装，net-snmp.x86_64 、net-snmp-utils.x86_64 一个是net-snmp软件包，另一个是snmp的工具包。下面我们来安装一下，

8.查看一下安装的软件包

9.查看一下软件包具体安装的内容

下面是snmp软件包的内容，

下面是snmp的常用操作工具，

10.查看一下默认配置文件

注，大家可以看到默认配置文件有很多内容，但其实大部分都是注释。下面我们来讲解一下常用的配置选项，

下面是常用的配置选项，

主配置文件：/etc/snmp/snmpd.conf

常用定义项：

(1). 首选是定义一个共同体名(community)，这里是public（多数SNMP设备或服务默认都是是用public），及可以访问这个public的 用户名（sec name），这里是notConfigUser。Public相当于用户notConfigUser的密码：） ,source 在net-snmp中用来对来源IP加以控制,即哪些可以获取SNMP信息

(2).定义一个组名（groupName）这里是notConfigGroup，及组的安全级别，把notConfigGroup这个用户加到这个组中。

sec.model：安全模式，可选值为v1/v2c/usm。

(3).定义一个可操作的范围(view)名， 这里是all，范围是 .1

注：

• incl/excl：对下面的MIB子树是包括还是排除。
• subtree：视图中涉及的MIB子树。
• mask：掩码

(4).定义notConfigUser这个组在all这个view范围内可做的操作(即权限），这时定义了notConfigUser组的成员可对.1这个范围做只读操作。

注：

• context：上下文，v1、v2c中始终为空。
• sec.model：安全模式，可选值为v1/v2c/usm。
• sec.level：安全级别，可选值为auth/noauth/priv，v1、v2c中只能为noauth。
• prefix：前缀，指定context如何与PDU中的context匹配，v3使用。
• read：授权的读视图。
• write：授权的写视图。
• notif：授权的trap视图。

(5).端口： 标准的SNMP服务使用161和162端口，厂商私有的实现一般使用199、391、705和1993端口,net-snmp用udp 161。

11.启动snmp

12.测试一下

注，启动代理时也可以使用如下参数使snmpd使用【配置文件】启动：

使用这个参数，我们可以配置很多的配置文件，设置不同的运行环境，便于我们开发和学习。

下面来测试一下，

从代理中读取一个管理对象验证代理是否正常运行。读取MIB库中的RFC1213->system->sysDescr 对象，该对象表示设备的描述信息。使用net-snmp提供的snmp工具读取，命令如下：

注，如果得到了信息，表示net-snmp安装成功。

13.net-snmp工具介绍

• snmpget 模拟snmp的GetRequest操作的工具。用来获取一个或几个管理信息。用来读取管理信息的内容。
• snmpgetnext 模拟snmp的GetNextRequest操作的工具。用来获取一个管理信息实例的下一个可用实例数据。一般用来遍历SNMP中的表格数据。
• snmpset 模拟snmp的SetRequest操作的工具。用来设置可以写的管理信息。一般用来配置设备或对设备执行操作。
• snmpbulkget 模拟snmp的GetBulkRequest操作的工具。用来获取大块的数据。一般在大量读取大块数据时使用，以提高带宽利用率，并且比使用 snmpget、snmpgetnext及snmpwalk有更强的容错能力，代理会返回尽可能多的数据，比其它命令更有保证。
• snmpwalk 利用GetNextRequest对给定的管理树进行遍历的工具。一般用来对表格类型管理信息进行遍历。
• snmptrap 模拟trap的工具。用来发送模拟trap。一般用来测试管理站安装和配置是否正确，或者用来验证开发的Trap接收程序是否可以正常工作。
• snmptrapd 接收并显示trap的工具。一般在代理的开发过程中，接收代理发来的Trap，并将PDU细节打印出来，也来测试Trap发送功能是否正常。
• snmpinform 模拟发送InformRequest的工具。跟snmptrap类似，用来发送模拟的带应答的Trap，以测试管理站或自己开发的接收程序。
• snmptable 使用GetNextRequest 和 GetBulkRequest操作读取表信息，以列表形式显示的工具。
• snmpstatus 从SNMP实体读取几个重要的管理信息以确定设备状态的工具。用来简单测定设备状态。
• snmpbulkwalk 利用GetBulkRequest实现对给定管理树进行遍历的工具。对表格类型的管理信息进行遍历读取。
• snmpdelta 用来监视Integer类型的管理对象，会及时报告值改变情况的工具。用于监测一个设备或开发中的代理。
• snmptest 是一个复杂的工具，可以监测和管理一个网络实体的信息，通过SNMP请求操作与管理实体通信。
• snmptranslate 将对象名字和标识符相互转换的工具。用于数据格式的对象标识和可读式字符串的数据名称的转换。类似于域名与IP地址的关系。
• snmpusm SNMPv3 USM配置工具。用于SNMPv3的用户管理。
• snmpvacm 为一个网络实体创建和维护SNMPv3的基于视图访问控制参数的工具。用于维护SNMPv3的视图访问控制。
• snmpconf 生成snmpd配置文件的工具。用于生成snmpd的各种配置文件，用作模板，以生成用户级配置文件。
• snmpd Net-snmp开发的主代理程序，包括众多标准MIB的实现。还可以使用子代理对其进行扩展，是一个功能强大的SNMP代理。Linux、Unix和 Windows系统运行snmpd后，直接具备了SNMP协议支持，可以被管理站管理。许多商业化的Linux中使用snmpd作为系统的SNMP代理。
• snmpdf 通过SNMP访问并显示网络实体磁盘利用情况的工具。用来监测网络实体的磁盘。

下面我们来说几个最常用的net-snmp工具，

常用命令：

(1).snmpget命令

注，snmpget 不同于 snmpwalk ，必须在命令行给出 <object>.<instance> 的格式，不能只给出 object。

案例，snmpget -v 2c -c public localhost system.sysDescr.0 #获取设备的描述信息。

(2).snmpwalk/snmpbulkwalk 命令

注，snmpbulkwalk命令： 获取snmp服务器的mib-2各种资讯，snmpbulkwalk用于通过SNMPv2 的SNMP GET BULK请求命令与其它网络实体通信，只能用于snmpv2,速度快于snmpwalk

案例，snmpbulkwalk -v 2c -c public 127.0.0.1 .1.3.6.1.2.1.1 #获取mib-2的system的数据。

(3).snmpwalk命令

注，获取snmp服务器的HOST-RESOURCES的各种资讯。

案例，snmpwalk -v 2c -c public localhost system #这条指令用于查看本机系统信息。

(4).snmpdelta命令

注，监控网卡流量等信息， 指定共同体为public，协议为snmpv1，以表格的方式输出结果,显示时间戳。

案例，

(5).snmpnetstat命令

注，查看snmp服务器的端口连接信息， 协议为snmp 2c。

案例，

(6).snmptranslate 命令

注，在MIB OID 在数字和文字名称之间进行转换。

例子，

• snmptranslate -On -IR HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem #用snmptranslate把symbol 格式的HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem 转换为 numberic 格式的oid,用-On(输出数字格式的oid),使用 -IR(允许“随机”访问 MIB)

  1 2	[root@node1 ~]# snmptranslate -On -IR HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem .1.3.6.1.2.1.25.1

• snmptranslate -Onf -IR HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem #用snmptranslate把symbol 格式的HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem 转换为symbol 格式的 oid,用-Onf(输出符号格式的oid)

  1 2	[root@node1 ~]# snmptranslate -Onf -IR HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem .iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.host.hrSystem

• snmptranslate -Tp iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2 #用snmptranslate打印从指定OID(.1.3.6.1.2.1)开始一直到该OID(.1.3.6.1.2.1)所属的 MIB 子树末端的树型结构信息
• snmptranslate -Ta #用snmptranslate导出所有已经加载的 MIB 的数据，每个对象一行
• snmptranslate -Tl #用snmptranslate导出所有已经加载的 MIB 的对象，并且输出完整的 oid 路径
• snmptranslate -To #用snmptranslate导出已经加载的所有 MIB 的数字格式的 oid ，不含值和类型，仅仅有 oid 而已
• snmptranslate -Ts #用snmptranslate只输出文字格式的 OID 名称而已

一 SNMP协议介绍

　　简单网络管理协议（SNMP：Simple Network Management Protocol）是由互联网工程任务组（IETF：Internet Engineering Task Force）定义的一套网络管理协议。该协议基于简单网关监视协议（SGMP：Simple Gateway Monitor Protocol）。利用SNMP，一个管理工作站可以远程管理所有支持这种协议的网络设备，包括监视网络状态、修改网络设备配置、接收网络事件警告等。虽然SNMP开始是面向基于IP的网络管理，但作为一个工业标准也被成功用于电话网络管理。

1. SNMP基本原理

　　SNMP采用了Client/Server模型的特殊形式：代理/管理站模型。对网络的管理与维护是通过管理工作站与SNMP代理间的交互工作完成的。每个SNMP从代理负责回答SNMP管理工作站（主代理）关于MIB定义信息的各种查询。下图10是NMS公司网络产品中SNMP协议的实现模型。

图10

　　SNMP代理和管理站通过SNMP协议中的标准消息进行通信，每个消息都是一个单独的数据报。SNMP使用UDP（用户数据报协议）作为第四层协议（传输协议），进行无连接操作。SNMP消息报文包含两个部分：SNMP报头和协议数据单元PDU。数据报结构如下图11。

图11

• 版本识别符（version identifier）：确保SNMP代理使用相同的协议，每个SNMP代理都直接抛弃与自己协议版本不同的数据报。

• 团体名（Community Name）：用于SNMP从代理对SNMP管理站进行认证；如果网络配置成要求验证时，SNMP从代理将对团体名和管理站的IP地址进行认证，如果失败，SNMP从代理将向管理站发送一个认证失败的Trap消息（见后）；

• 协议数据单元（PDU）：其中PDU指明了SNMP的消息类型及其相关参数。

2. 管理信息库MIB

　　IETF规定的管理信息库MIB（由中定义了可访问的网络设备及其属性，由对象识别符（OID：Object Identifier）唯一指定。MIB是一个树形结构，SNMP协议消息通过遍历MIB树形目录中的节点来访问网络中的设备。

　　下图给出了NMS系统中SNMP可访问网络设备的对象识别树（OID：Object Identifier）结构。

图12

　　下图13给出了对一个DS1线路状态进行查询的OID设置例子。

图13

　　图14中左图给出了RFC2495对DS1/E1中继线的MIB信息树图，右图是NMS系统中对机架Chassis管理MIB约定。

图14

3. SNMP的五种消息类型

　　SNMP中定义了五种消息类型：Get-Request、Get-Response、Get-Next-Request、Set-Request、Trap。

• Get-Request 、Get-Next-Request与Get-Response

　　SNMP管理站用Get-Request消息从拥有SNMP代理的网络设备中检索信息，而SNMP代理则用Get-Response消息响应。Get-Next-Request用于和Get-Request组合起来查询特定的表对象中的列元素。如：

首先通过下面的原语获得所要查询的设备的接口数：

{iso org(3) dod(6) internet(1) mgmt(2) mib(1) interfaces(2) ifNumber(2)}

然后再通过下面的原语，进行查询（其中第一次用Get-Request，其后用Get-Next-Request）：

{iso org(3) dod(6) internet(1) mgmt(2) mib(1) interfaces(2) ifTable(2)}

• Set-Request

　　SNMP管理站用Set-Request 可以对网络设备进行远程配置（包括设备名、设备属性、删除设备或使某一个设备属性有效/无效等）。

• Trap

　　SNMP代理使用Trap向SNMP管理站发送非请求消息，一般用于描述某一事件的发生。