SNMP(Simple Network Management Protocol)

SNMP?

1970년대 후반 네트워크 장치인 연결 정보를 얻기 위한 일종의 관리 프로토콜인 ICMP(Internet Control Management Protocol)이 처음 사용되었다. 1989년 기존의 프로토콜 기능을 향상시킨 SNMP로 통합되었다.

SNMP 관리 구조

SNMP는 매니저와 에이전트의 구조로 이루어져 있다. SNMP 에이전트는 각 네트워크 장치에 장치된다. 그리고 정해 놓은 규격에 따라 장치의 정보를 수집하고 보관한다. SNMP 매니저는 에이전트와 독립적인 장소에 존재하며, 네트워크에 분포된 SNMP 에이전트의 정보를 수집해서 전체 네트워크를 관리한다.

SNMP 매니저를 정보를 수집하기 위해서 Request 메시지를 에이전트에 전송하고 에이전트는 Response 메시지를 사용해서 자신의 정보를 매니저에게 보낸다. 에이전트가 수집할 정보의 내용을 정해놓은 규격을 MIB(Management Information Base)이라고 한다.

SNMP 데이터 수집 방법

에이전트의 내용을 매니저에게 전달하는 방법은 폴링과 이벤트 리포팅의 두 가지 방법이 있다.

            Polling                              manager | --- request à | Agent

                                                                 | ß response -- |

            Event reporting                manager | ß-- trap ---- | Agent

Polling

요청에 응답

매니저가 에이전트에게 원하는 정보를 요구하면 에이전트는 매니저가 원하는 정보를 찾아서 응답한다. 간단하지만 트래픽을 많이 사용하는 단점이 있다.

Event reporting

특별한 이벤트가 발생했을 경우에 전송되며 트랩이라고 한다.

SNMP 변천사

1989년 처음 발표된 SNMP는 현재 ver.3까지 발표 되었다.

1.       SNMP

2.       SMP(Simple Management Protocol) : 성능향상

Secure SNMP : 보안기능 향상

3.       SNMPv2(party) : 위 두 가지를 통합

4.       SNMPv2c(Community) : 보안 기능 제거, SNMP 인증 방식으로 복귀

SNMPv2USM : User Security Model 추가

5.       SNMPv3

SNMPv3

모듈화로서 기존의 매니저/에이전트 패러다임을 SNMP 개체(entity)로 바꾼 것이다. 이것에 의하면 SNMP 개체는 구성된 모듈에 따라서 매니저가 될 수고 있고 에이전트가 될 수도 있다.

RMON(Remote Monitoring)의 경우 v1은 SNMP를, v2는 SNMPv2를 기반으로 정의되었고, 현재 가장 많이 사용하고 있는 버전은 SNMPv2c(community)이다.

SNMP 프로토콜 스택

SNMP는 TCP/IP 프로토콜 스택에서 응용계층의 프로토콜이다. SNMP 메시지를 전송하는 전송계층 프로토콜은 UDP를 사용한다. SNMP는 UDP의 161, 162 두 개의 포트를 통해서 메시지를 주고 받는다.

SNMP 메시지의 종류

SNMP에서 에이전트와 매니저가 주고 받는 메시지는 총 다섯 개이다.

정상적인 요청/응답은 161번 포트, 트랩 메시지는 162번 포트를 사용한다.

SNMP의 정보 관리 방법

SNMP는 이 기종의 시스템에서도 TCP/IP를 통해서 정보를 교환해야 하기 때문에, SNMP만의 독자적인 정보 관리 방법을 가지고 있다.

SMI(Structured Management Information)

SNMP MIB 들을 정의하기 위한 일반적인 구조이다.

MIB 객체들은 ASN.1 문법에 따라 정의되는데 각각의 객체들은 각각 이름과 표기 문법 다른 시스템으로 전송을 위한 인코딩 규칙 등을 가지고 있다. 이들은 서로 고유한 객체 식별자에 의해 구분된다.

MIB(Management Information Base)

MIB는 SNMP 관리 스키마로서 SNMP에서 관리하는 객체, MO(Managed Object)를 정의해 놓은 집단이다. MIB는 관리 객체를 정의하기 위해서 ITU-T에서 정의한다. ASN.1(Abstract Notation One)을 사용한다.

ASN.1은 객체를 설명하는 일종의 스크립트 언어이다. ASN.1으로 정의된 객체는 모두 트리 구조로 이루어져 있다.

O-ID(Object-Identifier)

OID는 MIB의 관리 객체(MO)를 지정하는 식별자(Primary Key)이다. OID는 계층구조에 따라 자신을 나타내는 번호와 이름을 가지고 있으며 부모이름도 알고 있다.

SNMP 데이터의 인코딩 방법

모든 SNMP 데이터는 인코딩 되어서 전송된다. 이것은 이 기종 시스템 사이의 데이터 독립성을 유지하기 위해서다. SNMP는 Basic Encoding Rules(BER)이라는 인코딩 방법을 사용하며 이것은 ITU-T의 X.209에 정의되어 있다.

모든 데이터는 TAG, LENGTH, VALUE 의 형식으로 인코딩 된다.

SNMP의 보안 방법

네트워크 상에서 정보를 안전하게 관리하기 위해서는 컴과 네트워크의 보안이 보장되어야 한다.

SNMP는 community라는 일종의 패스워드를 사용하며, SNMP 메시지를 인증한다. 네트워크를 통해 전송되는 모든 메시지에 커뮤니티 값을 집어 넣어서 메시지 단위로 인증을 수행한다.

공개 커뮤니티 : public

관례적으로 에이전트가 공개하는 MO에 대해서는 커뮤니티 값을 ‘public’으로 설정해 놓는다. SNMP 매니저와 브라우저를 이용할 때 커뮤니티 값은 선정해 두지 않았는데, 에이전트에서 값을 가지고 왔다면, 그것은 커뮤니티 값이 ‘public’으로 설정되었기 때문이다.

접근정책 (Access policy)

SNMP는 접근하는 형태별로 다른 커뮤니티 값을 사용한다. 이러한 접근제어 방법은 SNMP MIB에 의한 접근과 SNMP 접근 모드의 관점으로 나뉜다.

SNMP Trap

트랩은 에이전트에 특별한 이벤트나 사고가 발생하였을 때, 매니저의 요구가 없더라도 스스로 판단해서 매니저로 전송하는 일종의 리포트 매니저이다. 162번 포트 사용

SNMP의 단점

폴링 방식을 사용하기 때문에 관리하는 객체가 늘어날수록 많은 대역폭과 매니저의 프로세서를 필요로 한다.

SNMPv2

SNMPv1의 단점이 네트워크 과부하 문제를 해결하고 관리자의 통신 방법을 확장했다. SNMPv2 메시지는 버전, 커뮤니티, PDU(Protocol Data Unit)로 구성된다.

GetBulk-Request

SNMPv1의 단점이 트래픽 부하를 해결하기 위해서 추가된 Request.

가져올 객체의 범위를 지정해서 한 메시지 안에 포함시키기에 트래픽 부하를 줄인다.

Net-SNMP

Contents

Net-SNMP Package

History of Net-SNMP

Applications of Net-SNMP

Trap Daemon

How to extend SNMP agents with Net-SNMP

Architecture of Net-SNMP Agent

Package

•         An extensible agent

•         An SNMP library

•         tools to get or set information from SNMP agents

•         tools to generate and handle SNMP traps

•         a Tk/perl mib browser

History

•         Originally based on the Carnegie Mellon University implementations

•         University of California at Davis SNMP extends CMU-SNMP, calls UCD-SNMP

•         UCD-SNMP moves to Net-SNMP in April, 2002 (Web sites also moves from www.ucd-snmp.net to www.net-snmp.net)

•         Now, Net-SNMP 5.0.8 released

Application

•         snmpcmd  [Common OPTIONS] AGENT [PARAMETERS]

–         Common command line arguments

–         Common OPTIONS

§         -c  community

§         -v 1 | 2c | 3

§         -r retries

§         -t timeout

•         snmpget [COMMON OPTIONS] [-Cf] OID [OID]...

–         SNMP application that uses the SNMP GET request to query for information on a network entity

–         Ex) snmpget -c public localhost system.sysDescr.0

–         Result) system.sysDescr.0 = Linux enterflex2.postech.ac.kr …

•         snmpset [COMMON OPTIONS] OID TYPE VALUE

–         SNMP application that uses the SNMP SET request to set information on a network entity

–         Type: i (INTEGER), u (UNSIGNED), s (STRING)…

–         ex)  snmpset -c private -v 1 localhost system.sysContact.0 s mjchoi@postech.ac.kr

•         snmpwalk [APPLICATION OPTIONS] [COMMON OPTIONS] [OID]

–         SNMP application that uses SNMP GETNEXT requests to query a network entity

–         Retrieves lots of data, a part of MIB tree (subtree) at once

–         Ex) snmpwalk -c public localhost system

–         Result)      
  system.sysDescr.0 = …

                   system.sysObjectID.0 = …

                      system.sysUpTime.0 = …

•         snmpstatus [COMMON OPTIONS]

–         SNMP application that retrieves several important statistics from a network entity.

–         The IP address of the entity. à sysDescr.0 / sysUpTime.0 /…

–         Ex)  snmpstatus -c public -v 1 localhost

–         Result) [127.0.0.1] à[Linux enterflex2 .postech . ac .kr 2.4.7-10 #1 Thu Sep 6 17 :27:27 EDT 2001 i386 ]…

•         snmptranslate [OPTIONS] OID [OID]...

–         Application that translates SNMP object identifier values from their symbolic (textual) forms into their numerical forms

–         Ex) snmptranslate system.sysUpTime.0

–         Result) .1.3.6.1.2.1.1.3.0

•         snmptrap [COMMON OPTIONS] [-Ci] enterprise-oid agent generic-trap specific-trap uptime [OID TYPE VALUE]

–         SNMP application that uses the SNMP TRAP operation to send information to a network manager 

–         Definition)

TRAP-TEST-MIB DEFINITIONS ::= BEGIN

IMPORTS ucdExperimental FROM UCD-SNMP-MIB;

demotraps OBJECT IDENTIFIER ::= { ucdExperimental 990 }

demo-trap TRAP-TYPE

                      STATUS current

              ENTERPRISE demotraps

               VARIABLES { sysLocation }

               DESCRIPTION "This is just a demo"

               ::= 17

END

–  Ex) snmptrap –v 1 -c public host TRAP-TEST-MIB::demotraps localhost 6 17 '' SNMPv2-MIB::sysLocation.0 s "Just here"

–   Etc.

–                           snmpgetnext: retrieving unknown indexed data.

–                           snmpbulkwalk :uses SNMP GETBULK requests to query a network entity

–                           snmptable: displaying table.

–                           snmpnetstat: symbolically displays the values of various network-related information  retrieved  from  a remote system using the SNMP protocol

Trap Daemon

•   snmptrapd [OPTIONS][LISTENING ADDRESSES]

–                           SNMP application that receives and logs  SNMP TRAP

–                           the default is to listen on UDP port 162

–                           snmptrapd is displayed as follows

–                           Result) 1999-11-12 23:26:07 localhost [127.0.0.1] TRAP-TEST-MIB::demotraps: Enterprise Specific Trap (demo-trap) Uptime: 1 day, 5:34:06 SNMPv2-MIB::sysLocation.0 = "Just here"

HOW To Extend

1.Define a private MIB: Example of Cluster MIB

2. Download net-snmp-5.0.8.tar.gz

3. Decompress the file in your home directory command: gtar xvfz net-snmp-5.0.8.tar.gz

4. Compile default SNMP agent

①       cd net-snmp-5.0.8

②       ./configure --prefix=“/usr/local/net-snmp”

③       make

④       make install

5. Install SNMP perl module for using mib2c

①       cd net-snmp-5.0.8

②       cd perl

③       perl Makefile.PL -NET-SNMP-CONFIG=“sh ../../net-snmp-config” -NET-SNMP-IN-SOURCE=true 

④       make

⑤       make test

⑥       make install

6. Compile the private MIB file using mib2c

–         cd net-snmp-5.0.8

–         cd local

–         mkdir cluster

–         copy the private mib in the current directory                           

ex) cp ~mjchoi/cluster.my ./cluster.my

–         export MIBS=ALL

–         MIBS=./cluster.my

–         mib2c -c mib2c.scalar.conf generalInfo

–         mib2c -c mib2c.scalar.conf currentStatus

–         mib2c -c mib2c.array-user.conf loadBalancer

–         mv generalInfo.* cluster

–         mv currentStatus.* cluster

–         mv loadBalancer.* cluster

–         cp –r cluster ../agent/mibgroup/.

8. Code the extension agent

(1) Header file: add necessary definitions C file

(1) Module definition: the code defining the contents of the MIB

     e.g. static oid      clusterName_oid[] = { 1, 3, 6, 1, 3, 1, 1, 1, 0 };

(2) Module initialization:

initialization before they can start providing the necessary information

    e.g. netsnmp_register_instance(netsnmp_create_handler_registration

                            ("clusterName",  do_clusterName, clusterName_oid,

                              OID_LENGTH(clusterName_oid), 

                              HANDLER_CAN_RWRITE));

(3) Variable handling: actually handles a request for a particular variable instance

    e.g.

char clusterName[NAME_LEN];

                     int *var_len;

  (4) Non-table-based modules:

the request handling routine is to retrieve any necessary scalar data

             e.g.

         switch (reqinfo->mode) {

           case MODE_GET:

             snmp_set_var_typed_value(requests->requestvb, ASN_OCTET_STR,

                                                         (u_char *) clusterName, var_len);

             break;

    …

    }

(5) Simple tables: process a simple table with limited table index

e.g.

int serviceTable_handler(netsnmp_mib_handler *handler,

                    netsnmp_handler_registration *reginfo,

                    netsnmp_agent_request_info *reqinfo,

                    netsnmp_request_info *requests)  {

                            …

                          switch (reqinfo->mode) {

                        case MODE_GET:

                                    switch (table_info->colnum) {

                                  case COLUMN_SRINDEX:

                               snmp_set_var_typed_value(var, ASN_INTEGER, …);                                     

                                  break; 

                     …

} (7) Set-able object: the handling of SNMPSET

e.g.

switch (reqinfo->mode) {

…   

  case MODE_SET_ACTION:

       // XXX: perform the value change here

       if ( /* XXX: error? */ ) {

           netsnmp_set_request_error(reqinfo,

requests, “error_msg.”);

       }

       break;

  case MODE_SET_COMMIT:

       //  XXX: delete temporary storage

       if ( /* XXX: error? */ ) {

            netsnmp_set_request_error(reqinfo, requests,

                                     SNMP_ERR_COMMITFAILED);

       }

       break;

  }

                         …

                          }

                             …

}

(6) General tables: process a general table, which the maximum

           index is not determinable

           e.g.

              Init_{Name}_Entry();  // Perform any necessary initialization

              while (( index = Get_Next_{Name}_Entry() ) != EndMarker ) {

                  construct OID from vp->name and index

                  compare new OID and request

                  if valid {

                     save current data

                     if finished // exact match, or ordered table

                     break; // so don't look at any more entries

                  }

                 …

              }

           …

9. Compile the MIB extension and generate SNMP daemon

•         ./configure --with-mib-modules=“cluster/generalInfo, cluster/currentStatus, cluster/loadBalancer”

•         cd agent   

•         make

•         ./snmpd –c config_file (ex) ./snmpd –c /etc/snmp/snmpd.conf

–         snmpd [OPTIONS] [LISTENING ADDRESSES]

–         SNMP agent which binds to a port and awaits requests from SNMP management software.

–         collects the requested information and/or performs the requested operations and returns the information to the sender.

–         By default, snmpd listens for SNMP requests on  UDP port 161.

10.  Modify snmpd.conf for SNMP community

# First, map the community name

#               sec.name    source     community

com2sec  clusterUser  default       postech

# Second, map the security name into a group name:

#          groupName      securityModel  securityName

group clusterGroup              v1            clusterUser

# Third, create a view for us to let the group have rights to:

#          name        incl/excl          subtree               mask(optional)

view    mibview     included   .iso.org.dod.internet

# Finally, grant the group read-only access to the systemview view.

#             group context sec.model sec.level prefix read   write  notif

access  clusterGroup ""  any    noauth  exact  mibview  mibview none

1. NMS 란 무엇인가?

1.1 NMS의 정의

네트워크상의 전 장비들의 중앙 감시 체제를 구축하여 Monitoring, Planning 및 분석이 가능하여야 하며 관련 데이터를 보관하여 필요 즉시 활용 가능하게 하는 관리 시스템이다. 다시 말하면, NMS는 네트워크 관리자가 NMS제품을 사용하여 현재 운영되는 workstation으로부터 네트웍을 control and monitor할 수 있게 한다.

1.2 NMS가 하는 일

NMS(network Management System)는 전반에 걸친 정보를 수집 관리하는데 그 목적이 있다. 현재 많은 NMS상품들이 시중에 나와 있고 기본적으로 아래와 같은 공통점을 갖는다.

(1) 네트워크상의 전 장비들의 중앙 감시 체제를 구축하여 Monitoring, Planning 및 분석이 가능하여야 하며 관련 데이터를 보관하여 필요 즉시 활용 가능하여야 한다.
　
(2) SNMP Protocol을 관리Protocol로 사용하며 CMIP으로의 전환 방안이 제시되어야 한다.
　
(3) Ethernet및 FDDI네트워크에 접속되어있는 자원들을 관리할 수 있어야 한다.
　
(4) Graphic User Interface를 지향해야 한다.
　
(5) MIB-1, MIB-2및 타 Vendor Specific MIB을 지원할 수 있어야 한다.
　
(6) 보안성이 우수하고 관리가 용이해야 한다.

통상 NMS는 Workstation급에 Network관리자가 사용하기에 편한 곳에 설치하며 단위 Network에 복수 개의 NMS를 병행할 수도 있다. NMS구동은 SNPM에 의해 작동하며 SNMP(Single Network Management Protocol) System은 NMS, NMS Agent, MIB(Management Information Base) 3부분으로 이루어 진다. SNMP는 Network Device 즉, Routers, Bridges, Terminal Server, Host PC 등에 직접 Query하는 Transaction-Oriented Protocol이다.

NMS는 SNMP Agent에 정보를 의뢰함으로써 Device들을 감시 제어한다. SNMP Agent는 NMS의 요구에 응답하고 Network상의 관리 대상 장비에 존재하는 S/W이다. Agent에는 장비에 관한 정보인 MIB(Routing Table Counter, status indication 등)이 있으며 이들은 Agent에 대한 NMS의 Poll과 Query에 대한 응답으로 NMS에 보내지고 이들은 다시 DB에 저장된다.

본래 의미에서의 네트워크 관리 기능은 아직 사람에게 의지하고 있지만 최근에는 SNMP등의 규격화된 관리용 Protocol을 이용하는 제품이 출하되기 시작했다. 그러나 SNMP을 지원하고 있는 기기만 관리 대상이 되므로 이후 network에 접속되는 기기는 이와 같은 Protocol을 지원하는 추세가 가속화 되고 있다.

2. SNMP 프로토콜

2.1 기본 구성

위에서 말한 바와 같이 SNMP는 다음의 3부분으로 구성되어있다.

　1. 관리대상 (서비스 제공자, Agent)
　2. 네트워크 관리 Station(서비스 이용자, manager)
　3. 네트워크 관리 Protocol

SNMP의 기본관리구조는 그림 5.1과 같으며 서비스 제공자는 Agent로, 서비스 이용자는 Manager로 각각 불린다. 또 SNMP Protocol구성과 SNMP를 사용한 네트워크 관리방법은 그림 5.2와 같다.

SNMP는 IP (Internet Protocol)에서 작동하는 UDP(User datagram Protocol:커넥션형 트랜스포트 프로토콜)에 장치되어 있다. 따라서 SNMP통신을 하기 위해서는 Manager와 Agent모두에게 가IP Address가 필요하다.

<그림 5.1 SNMP의 기본적인 관리구조>

<그림 5.2 SNMP 프로토콜 구성과 SNMP를 사용한 네트워크 관리방법>

2.2 SNMP의 통신 방식

SNMP의 통신은 그림 5.3과 같다. SNMP를 사용한 통신은 SNMP Manager와 SNMP Agent사이에서 MIB(Management Information Base : 관리정보 베이스)를 기초로, 여러 명령어를 사용해서 네트워크를 관리한다.

● 기본 명령어와 동작

명령어

1. GET : 관리정보를 검색하는데 사용된다.
2. GET-NEXT : 관리정보를 연속해서 검색하는데 사용된다.
3. SET : 관리정보를 바꿔쓰는데 사용된다.
4. TRAP : 예외작동을 통지하는 경우에 사용된다.

동작

1. 변수 읽어들이기 : Agent가 가지고 있는 변수를 읽어들인다.
2. 변수 써 넣기 : Agent가 가지고 있는 변수를 바꿔 쓴다.
3. 트랩 : 예상치 못한 사태가 발생했음을 전한다.

이러한 명령어들은 모두 SNMP Manager측에서 발신되지만 SNMP Agent측에서는 장애 등의 예상치 못한 사태가 발생했을 때에만 SNMP Manager에게 trap명령을 통지하는 구조로 되어 있다. 또 SNMP Manager의 SNMP 애플리케이션에는 GUI와 SNMP Manager가 하나로 된 것과 따로 된 것이 있으므로 구입시 주의하여야 한다.

<그림 5.3 SNMP 통신 체제>

2.3 MIB (Management Information Base)

MIB는 SNMP에서 관리하는 정보의 데이터 베이스와 같은 것으로 (관리 항목의 정의 파일 및 표 등이 있는 것), 어떤 항목에 대하여 문의하면 어떤 대답이 되돌아올지를 각각 정해놓고 있다. MIB에는 다음의 세 종류가 있다.

1. MIB-1

MIB-1은 관리정보 베이스로 원래는 MIB라고 불렀으나 MIB의 확장판인 MIB-2가 발표됨에 따라 MIB-2와 구별하기 위해서 MIB-1이라 불리게 되었다.
MIB -1은 네트워크 관리에 필요한 최소한의 관리대상을 정의하고 있는데 그 object는 114개이다.

2. MIB-2

MIB-2는 MIB-1의 확장판으로 MIB-1의 모든 object들을 포함하여 총 171개의 object를 포함하고 있다. 현재 시장에서 제공되고 있는 대부분의 제품은 MIB-2를 지원하고 있다.

3. 확장 MIB

MIB-1, MIB-2에서는 규정되어 있지 않으나, Vendor가 가지고 있는 독자적 기능을 SNMP에서 관리할 수 있도록 정의한 관리 항목이다.

이상으로 근거리 통신망(LAN)의 전반적인 사항을 알아 보았다. 여기서는 데이터 통신의 기본 개념과 네트워킹의 기본, 네트워크 장비 및 인터네트워킹의 개요, 프로토콜, 네트워크 운영체제, 네트워크 관리 시스템 등에 대해 살펴 보았다. 이러한 근거리 통신망의 전반적인 사항은 뒤에서 배울 원거리 통신망의 기본이 된다.