TCP/IP详解 卷1:协议 学习笔记 第二十五章 SNMP:简单网络管理协议
作者：互联网
随着网络技术的发展，网络数量越来越多，网络中的设备来自不同厂家，如何管理这个设备变得十分重要。
基于TCP/IP的网络管理包含两个部分：网络管理站（也叫管理进程，manager）和被管理的网络单元（也叫被管设备，包括路由器、X终端、终端服务器、打印机等运行TCP/IP协议的设备）。
被管理设备端中与管理相关的软件叫做代理程序或代理进程。管理站一般是带有彩色监视器的工作站，可以显示所有被管理设备的状态（如是否掉线、各种连接上的流量状况等）。
管理进程和代理进程间通信方式有两种：一是管理进程向代理进程发出请求，询问一个具体的参数值或要求改变代理进程的某参数值；二是代理进程主动向管理进程报告有某些重要的事件发生。
基于TCP/IP的网络管理包含三个部分：
1.一个管理信息库（MIB，Management Information Base），其中包含所有代理进程的所有可被查询和修改的参数。RFC 1213定义了第二版的MIB，叫做MIB-Ⅱ。
2.关于MIB的一套公用的结构和表示符号，称其为管理信息结构（SMI，Structure of Management Information）。如SMI定义计数器是一个非负整数，范围是0~4294967295，当达到最大值时，又从0开始计数。
3.管理进程和代理进程之间的通信协议，叫做简单网络管理协议（SNMP，Simple Network Management Protocol）。尽管运输层可以使用很多协议，但用得最多的还是UDP，所以可能发生数据报丢失的情况，需要超时和重传机制。
SNMP定义了5种报文：
1.get-request操作：从代理进程处提取一个或多个参数值。
2.get-next-request操作：从代理进程处提取一个或多个参数的下一个参数值。
3.set-request操作：设置代理进程的一个或多个参数值。
4.get-response操作：返回一个或多个参数值，由代理进程发出，是前三个操作的响应操作。
5.trap操作：代理进程主动发出，通知管理进程某些事件的发生。
代理进程和管理进程的熟知端口号不同，因此一个系统可以同时为管理进程和代理进程。
上图中只标注了UDP和IP首部长度，这是由于SNMP报文编码采用了ASN.1和BER，使得SNMP的长度取决于变量的类型和值。
版本字段为0，该字段的值是通过SNMP版本号减去1得到的，0代表SNMP v1。
共同体字段是一个字符串，是管理进程和代理进程之间的口令，是明文格式，默认值为public。
PDU（协议数据单元，Protocol Data Unit）类型字段取值：
对于get、get-next、set操作，请求标识字段由管理进程设置，然后由代理进程在get-response中返回，用于管理进程将查询和响应进行匹配。类似的字段在其他UDP应用中也有，如DNS的标识字段）。这个字段允许管理进程对一个或多个代理进程发出多个请求，并从返回的众多应答中进行分类。
差错状态字段由代理进程标注，指明有差错发生，它的取值如下：
差错索引字段是一个整数偏移量，代理进程用它指明差错发生在哪个参数，只有在发生noSuchName、readOnly、badValue差错时才进行标注。
在get、get-next、set的请求数据报中，包含变量名称和变量值的一张表，对于get和get-next操作，变量值部分不需填写。
SNMP中的数据类型：
1.INTEGER：一个变量虽然定义为整型，但也有多种形式，有些整型变量没有范围限制，有些整型变量定义为特定的数值（如IP的转发标志就只有允许转发的1和不允许转发的2两种），有些整型变量定义为一个特定的范围（如UDP和TCP的端口号从0~65535）。
2.OCTER STRING：0或多个8bit字节，每个字节值在0~255之间。不以NULL结尾。这种数据类型和下一种数据类型的BER编码，字符串的字节个数要超过字符串本身的长度。
3.DisplayString：0或多个8bit字节，每个字节必须是ASCII码。MIB-Ⅱ中，该类型变量不能超过255个字符。
4.OBJECT IDENTIFIER。
5.NULL：表示相关变量没有值，如在get或get-next中，变量的值就是NULL。
6.IpAddress：4字节长度的OCTER STRING，以网络序表示的IP地址，每个字节代表IP地址的一个字段。
7.PhyAddress：OCTER STRING类型，代表物理地址（如以太网物理地址为6字节长度）。
8.Counter：非负整数，可从0递增到232-1（4294976295），达到最大值后归零。
9.Gauge：非负整数，取值范围为0~4294976295，可增可减，达到最大值后锁定，直到复位。如MIB中的tcpCurrEstab变量就是这种类型，它表示目前在ESTABLISHED或CLOSE_WAIT状态的TCP连接数。
10.TimeTicks：时间计数器，以0.01秒为单位递增，不同变量可以有不同的递增幅度，所以在定义这种变量的时候要指定递增幅度。如MIB中的sysUpTime变量就是这种类型，表示代理进程从启动开始到现在的时间长度，以多少个0.01秒的数目来表示。
11.SEQUENCE：包含0个或多个元素，每一个元素又是另一个ASN.1数据类型。如MIB中的UdpEntry变量就是这种类型，它表示代理进程目前在使用的UDP数量，此变量中包含两个元素：一是IpAddress类型变量udpLocalAddress，表示IP地址；二是INTEGER类型的udpLocalPort，范围是0~65535，表示端口号。
12.SEQUENCE OF：这是向量的定义。类似SEQUENCE，但其中所有元素的类型是相同的。如果元素类型是类似整数类型的简单数据类型，那么它就是一个一维向量；如果其中的元素类型是SEQUENCE，可将它看作一个二维数组或表。
对象标识是一种数据类型，它表示一种授权的命名对象，授权的含义为这些标识不是随便分配的，而是由权威机构进行管理和分配的。
对象标识是一个整数序列，以点·分隔，这些整数构成一个树型结构。对象标识从树的顶部开始，顶部没有标识，以root表示：
如上图，所有MIB变量的类型都从1.3.6.1.2.1开始。树上的每个结点还有一个文字名，它主要为了人们阅读方便，实际应用中，即管理进程和代理进程进行数据报交互时，MIB变量名是以对象标识来标识的。标识1.3.6.1.4.1是给厂家自定义而预留的。
如上图，MIB的对象标识被划分为若干组，以下是udp组的结构：
udp组中包含4个简单变量和由2个简单变量组成的表格，以下是4个简单变量的描述：
上图中，R/W列为空，表示该变量是只读的，如果该变量可读可写，则用·表示；数据类型如果是INTEGER且有范围限制，则用其上下限来表示。这两点在后面的图中也是这样。
以下是2个简单变量组成的表格的描述：
以下三个计数器是有相互关系的：
上图表明udpInDatagram不包括udpInError和udpNoPorts且分组的所有数据路径都是被计数的。
当查询和设置变量的值时，必须对MIB的变量进行标识，只有叶子结点是可操作的。SNMP没法处理表格的一整行或一整列。
简单变量的标识直接在其对象标识后面添加.0即可。
如有以下表格：
对以上表格中的6个变量会进行MBI字典式排序，这个排序是按对象标识的字典顺序进行的，以上表格排序前：
经过排序后：
这种字典排序有两个结果：
1.一个给定变量的所有实例都是相邻的，这暗示表格操作的顺序是先列后行。
2.表格中对行的排序与表格中的值有关。
从代理进程处进行查询的软件属于ISODE（ISO开发环境，ISO Development Environment）系统，叫做snmpi。
从一个路由器处取两个udp组的简单变量值：
snmpi的-a选项表示要通信的代理进程名，-c选项表示SNMP的共同体名。代理进程允许管理进程用只读共同体名对变量进行读操作，用读写共同体名对变量进行读写操作。
上图中的get命令会使用get-request报文段。
以上过程的tcpdump输出：
对这两个变量的查询请求是封装在一个UDP数据报中的，响应也在一个UDP数据报中。tcpdump显示的变量是以其对象标识的形式显示的，这是在SNMP报文中实际传输的内容。我们必须指定这两个变量的实例是0。
get-next操作是基于MIB的字典式排序的，下面的例子中，首先向代理进程询问UDP后的下一个对象标识（不是一个叶子对象，没有指定任何实例），代理进程将返回UDP组中的第1个对象，然后我们继续向代理进程取该对象的下一个对象标识，此时第2个对象将被返回：
该方式可从MIB树的顶点开始，对代理进程一步步地进行查询，就可得到代理进程处所有的变量值和标识，它的另一个用处就是对表格进行遍历。
遍历udpTable，由于udpTable不是叶子对象，我们不能指定一个实例，但我们可以使用next命令返回表格中的对象，然后以返回的结果为基础进行下一步操作，返回顺序是先列后行，如遍历图25-13中的表：
如上图，当返回的变量名是表格之外的变量时，就获取完了表格中的内容。
MIB中的system（系统标识）组只包含以下7个简单变量：
如上图，system组中的对象标识符变量在internet.private.enterprises组中。此外，根据sysService变量的取值4和8，它支持网络层（如选路）和运输层的应用。
MIB中的interface（接口）组中只定义了一个简单变量：
此外interface组中还有一个表格变量，其中有22列，表格中每行定义了接口的一些特征参数：
如向主机sun查询3个接口的一些变量：
上图中，对于SLIP链路的接口类型，报告的是点对点的专用串行链路，而非SLIP链路，且速率没有报告。
MIB的at（地址转换）组对所有系统都是必需的，但在MIB-Ⅱ中已经没有这个组，从MIB-Ⅱ开始，每个网络协议组（如IP组）都包含它们自己的网络地址转换表，如IP组的网络地址转换表是ipNetToMediaTable。
at组中只有一个由3列组成的表格变量，下图中atIfIndex列的含义应该是接口的索引：
可用snmpi程序中的命令dump来获取整个表格，下图向kinetics的路由器查询其整个ARP高速缓存，输出是字段是排序的整个表格内容：
路由器kinetics的ARP高速缓存内容如下：
snmpi的dump命令是通过get-next操作获取的整张表。
路由器kinetics的路由表中，接口2的物理地址是32bit的，这是由于接口2连接的是一个AppleTalk网络。
MIB的ip组中的简单变量：
ip组中的一个表格变量是IP地址表ipAddrTable，系统中每个IP地址对应表格中的一行，每行有5个变量，表中ipAdEntIfIndex列表示的含义应该是接口的索引：
IP路由表ipRouteTable也是ip组中的表格变量，该表中每行记录的索引是目的IP地址，下表中的ipRouteIfIndex列的含义应该是接口索引：
ip组中最后一张表就是替换at组的IP表ipNetToMediaTable：
MIB的icmp组包括以下变量：
MIB的tcp组包含以下简单变量，其中变量tcpRetransSegs的数据类型是Counter：
tcp组中还包括一个表格变量TCP连接表tcpConnTable，对于每一个TCP连接，都对应表格中的一条记录：
可通过SNMP获取MTU，首先从IP路由表中找出连接对应的端口号，然后通过端口号在接口表中找到这个接口的MTU：
从域名服务器返回的第1个IP地址总是和客户有相同的子网掩码，虽然其他IP也能正常工作，但效率比较低。
路由器gemini是一个多接口主机，有两个以太网接口，首先确认两个接口都可Telnet登录：
使用traceroute命令查看这两个地址选路方面的不同：
可见如果采用属于140.252.3子网的地址，会多额外一跳。以下是系统的连接关系图：
由上图，主机gemini和路由器swnrt都连接了两个网段：140.252.3和140.252.1。
路由器netb采用了ARP代理，使得sun工作站好像是直接连接到140.252.1子网上。
上图中，用虚线画出了当Telnet到140.252.3.54时的路径，返回的数据报没有从原路返回。
在主机sun上用get命令取netb上140.252.3.0的下一跳路由器的值：
可见netb路由器会把分组发给swnrt路由器。
而gemini把分组回送给sun时，由于目的地址是140.252.1.29，而子网140.252.1是直接连到gemini上的，因此gemini会将分组传给netb。
现在已经定义了6种trap类型，第7种类型是由供应商自己定义的特定类型：
正式的SNMP规范中采用的是ASN.1（Abstract Syntax Notation 1）语法，在SNMP报文中比特的编码采用BER（Basic Encoding Rule）。
ASN.1是一种描述数据和数据特征的语言，它和数据的存储和编码无关。MIB和SNMP报文中的所有字段都是用ASN.1描述的，如ASN.1这样描述SNMP的数据类型ipAddress：
ASN.1这样描述MIB中的简单变量：
对于以上ASN.1的定义，有多种编码方式把数据编码为传输的比特流，SNMP使用的是BER，如一个简单的整数64，在BER中需要3个字节来表示，第一个字节说明这是一个整数，下个字节说明用了多少字节来存储该整数（此处是1），最后一个字节才是该整数的值。
SNMPv2中新增内容：
1.新的报文类型get-bulk-request，它高效地从代理进程读取大块数据。
2.新的报文类型inform-request，它使一个管理进程向另一个管理进程发送信息。
3.两个新MIB：SNMPv2 MIB和SNMPv2-M2M MIB（管理进程到管理进程的MIB）。
4.SNMPv2中的共同体名称可提供加密，SNMPv1中的共同体名称只能明文传送，安全性提高。
如果管理进程和代理进程使用同一个端口，则一个系统就不能同时是管理进程和代理进程，因为端口会被另一个进程占用。
标签：变量,表格,get,IP,MIB,SNMP,代理,TCP,进程 来源： https://blog.csdn.net/tus00000/article/details/118428116