4.4.13 Протокол управления SNMP

Интернет - гигантская сеть. Напрашивается вопрос, как она сохраняет свою целостность и функциональность без единого управления? Если же учесть разнородность ЭВМ, маршрутизаторов и программного обеспечения, используемых в сети, само существование Интернет представится просто чудом. Так как же решаются проблемы управления в Интернет? Отчасти на этот вопрос уже дан ответ - сеть сохраняет работоспособность за счет жесткой протокольной регламентации. "Запас прочности" заложен в самих протоколах. Функции диагностики возложены, как было сказано выше, на протокол ICMP. Учитывая важность функции управления, для этих целей создано два протокола SNMP(Simple Network Management Protocol, RFC-1157, -1215, -1187, -1089 разработан в 1988 году) и CMOT (Common Management Information services and protocol over TCP/IP, RFC-1095, в последнее время применение этого протокола ограничено). Обычно управляющая прикладная программа воздействует на сеть по цепочке SNMP-UDP-IP-Ethernet. Наиболее важным объектом управления обычно является внешний порт сети (gateway) или маршрутизатор сети. Каждому управляемому объекту присваивается уникальный идентификатор.

Протокол snmp работает на базе транспортных возможностей UDP и предназначен для использования сетевыми управляющими станциями. Он позволяет управляющим станциям собирать информацию о положении в сети Интернет. Протокол определяет формат данных, а их обработка и интерпретация остаются на усмотрение управляющих станций или менеджера сети. SNMP-сообщения не имеют фиксированного формата и фиксированных полей. При своей работе SNMP использует управляющую базу данных (MIB - management information base, RFC-1213, -1212).

Алгоритмы управления в Интернет обычно описывают в нотации ASN.1 (Abstract Syntax Notation). Все объекты в Интернет разделены на 10 групп и описаны в MIB: система, интерфейсы, обмены, трансляция адресов, IP, ICMP, TCP, UDP, EGP, SNMP. В группу "система" входит название и версия оборудования, операционной системы, сетевого программного обеспечения и пр.. В группу "интерфейсы" входит число поддерживаемых интерфейсов, тип интерфейса, работающего под IP (Ethernet, LAPB etc.), размер дейтограмм, скорость обмена, адрес интерфейса. IP-группа включает в себя время жизни дейтограмм, информация о фрагментации, маски субсетей и т.д. В TCP-группу входит алгоритм повторной пересылки, максимальное число повторных пересылок и пр.. Ниже приведена таблица (4.4.13.1) команд (pdu - protocol data unit) SNMP:

Команда SNMP	Тип PDU	Назначение
GET-request	0	Получить значение указанной переменной или информацию о состоянии сетевого элемента;
GET_next_request	1	Получить значение переменной, не зная точного ее имени (следующий логический идентификатор на дереве MIB);
SET-request	2	Присвоить переменной соответствующее значение. Используется для описания действия, которое должно быть выполнено;
GET response	3	Отклик на GET-request, GET_next_request и SET-request. Содержит также информацию о состоянии (коды ошибок и другие данные);
TRAP	4	Отклик сетевого объекта на событие или на изменение состояния.
GetBulkRequest	5	Запрос пересылки больших объемов данных, например, таблиц.
InformRequest	6	Менеджер обращает внимание партнера на определенную информацию в MIB.
SNMPv3-Trap	7	Отклик на событие (расширение по отношению v1 и v2).
Report	8	Отчет (функция пока не задана).

Формат SNMP-сообщений, вкладываемых в UDP-дейтограммы, имеет вид (рис. 4.4.13.2):

Рис. 4.4.13.2 Формат snmp-сообщений, вкладываемых в UDP-дейтограммы

Поле версия содержит значение, равное номеру версии snmp минус один. Поле пароль (community - определяет группу доступа) содержит последовательность символов, которая является пропуском при взаимодействии менеджера и объекта управления. Обычно это поле содержит 6-байтовую строку public, что означает общедоступность. Для запросов GET, GET-next и SET значение идентификатора запроса устанавливается менеджером и возвращается объектом управления в отклике GET, что позволяет связывать в пары запросы и отклики. Поле фирма (enterprise) = sysobjectid объекта. Поле статус ошибки характеризуется целым числом, присланным объектом управления:

Таблица 4.4.13.2. Номера и назначения используемых портов

Статус ошибки	Имя ошибки	Описание
0	Noerror	Все в порядке;
1	Toobig	Объект не может уложить отклик в одно сообщение;
2	Nosuchname	В операции указана неизвестная переменная;
3	badvalue	В команде set использована недопустимая величина или неправильный синтаксис;
4	Readonly	Менеджер попытался изменить константу;
5	Generr	Прочие ошибки.

Если произошла ошибка, поле индекс ошибки (error index) характеризует, к какой из переменных это относится. error index является указателем переменной и устанавливается объектом управления не равным нулю для ошибок badvalue, readonly и nosuchname. Для оператора TRAP (тип PDU=4) формат сообщения меняется. Таблица типов TRAPпредставлена ниже (4.4.13.4):

Тип TRAP	Имя TRAP	Описание
0	Coldstart	Установка начального состояния объекта.
1	Warmstart	Восстановление начального состояния объекта.
2	Linkdown	Интерфейс выключился. Первая переменная в сообщении идентифицирует интерфейс.
3	Linkup	Интерфейс включился. Первая переменная в сообщении идентифицирует интерфейс.
4	Authenticationfailure	От менеджера получено snmp-сообщение с неверным паролем (community).
5	EGPneighborloss	R$GP-партнер отключился. Первая переменная в сообщении определяет IP-адрес партнера.
6	Entrprisespecific	Информация о TRAP содержится в поле специальный код.

Для тип TRAP 0-4 поле специальный код должно быть равно нулю. Поле временная метка содержит число сотых долей секунды (число тиков) с момента инициализации объекта управления. Так прерывание coldstart выдается объектом через 200 мс после инициализации.

В последнее время широкое распространение получила идеология распределенного протокольного интерфейса DPI (Distributed Protocol Interface). Для транспортировки snmp-запросов может использоваться не только UDP-, но и TCP-протокол. Это дает возможность применять SNMP-протокол не только в локальных сетях. Форматы SNMP-DPI-запросов (версия 2.0) описаны в документе RFC-1592. Пример заголовка snmp-запроса (изображенные поля образуют единый массив; см. рис. 4.4.13.3):

Поле Флаг=0x30 является признаком ASN.1-заголовка. Коды Ln - представляют собой длины полей, начинающиеся с байта, который следует за кодом длины, вплоть до конца сообщения-запроса (n - номер поля длины), если не оговорено другое. Так L1 - длина пакета-запроса, начиная с T1 и до конца пакета, а L3 - длина поля пароля. Субполя Tn - поля типа следующего за ними субполя запроса. Так T1=2 означает, что поле характеризуется целым числом, а T2=4 указывает на то, что далее следует пароль (поле community, в приведенном примере = public). Цифры под рисунками означают типовые значения субполей. Код 0xA - является признаком GET-запроса, за ним следует поле кода PDU (=0-4, см. табл. 4.4.13.1) Блок субполей идентификатора запроса служит для тех же целей, что и другие идентификаторы - для определения пары запрос-отклик. Собственно идентификатор запроса может занимать один или два байта, что определяется значением L_из. СО - статус ошибки (СО=0 - ошибки нет); ТМ - тип MIB-переменной (в приведенном примере = 0x2B); ИО - индекс ошибки. Цифровой код MIB-переменной отображается последовательностью цифровых субполей, характеризующих переменную, например: переменная 1.3.6.1.2.1.5 (в символьном выражении iso.org.dod.internet.mgmt.mib.icmp) характеризуется последовательностью кодов 0x2B 0x06 0x01 0x02 0x01 0x05 0x00.

SNMP-протокол служит примером системы управления, где для достижения нужного результата выдается не команда, а осуществляется обмен информацией, решение же принимается "на месте" в соответствии с полученными данными.