SNMP简单网络管理协议

个人笔记。SNMP简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol),用于网络设备的管理。包括网络管理系统NMS（Network Management System），SNMP Agent，管理信息库MIB（Management Information Base），被管对象Management object，Get，GetNext，GetBulk，Response，Set，Trap，inform。

SNMP 简单网络管理协议

SNMP的基本概念

简单网络管理协议 Simple Network Management Protocol。

位于应用层，属于应用层协议，在传输层依靠UDP协议进行传输。

用于网络设备的管理。主要用在局域网中对设备进行管理，应用最为广泛的是对路由器交换机等网络设备的管理，当然不仅限于网络设备。

网络设备数量成几何级数增加，网络设备种类多种多样，不同设备厂商提供的管理接口（如命令行接口）各不相同，这使得网络管理变得愈发复杂。为解决这一问题，SNMP应运而生，SNMP作为广泛应用于TCP/IP网络的网络管理标准协议，提供了统一的接口，从而实现了不同种类和厂商的网络设备之间的统一管理。

SNMP提供最基本的功能集，适合小型、快速、低价格的环境使用。

组网图

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。

SNMP的“利用网络管理网络”的好处

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，工作效率得以提高。

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。

SNMP系统由4部分组成

四者关系图

网络管理系统NMS（Network Management System）

NMS是网络中的管理者，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SNMP 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。

SNMP Agent

SNMP 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。

SNMP 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。

被管对象 Management 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。

管理信息库MIB（Management Information Base）

MIB是一个数据库，指明了被管理设备所维护的变量。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。

Agent通过修改MIB，可以设置设备的状态参数。

Agent通过查询MIB，可以获知设备当前的状态信息。

MIB是以树状结构进行存储的。树的节点表示被管理对象，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对象标识符（object identifier），如system的OID为1.3.6.1.2.1.1，interfaces的OID为1.3.6.1.2.1.2。

MIB示意图

对网络管理有用的管理信息

静态信息：包括系统和网络的配置信息，例如路由器的端口数和端口编号，工作站的标识和CPU类型等，这些信息不经常变化。

动态信息：与网络中出现的事件和设备的工作状态有关，例如网络中传送的分组数，网络连接的状态等。

统计信息：即从动态信息推导出的信息，例如平均每分钟发送的分组数，传输失败的概率等。

SNMP协议分为三个版本

SNMPv1

SNMPv1是SNMP协议的最初版本，提供最小限度的网络管理功能。

SNMP V1中定义了5种类型的PDU（PDU具体见之后的章节）： Get GetNext Response(GET和SET操作的响应信息) Set(设置一个或多个参数值) Trap(将设备产生的告警或事件上报)

SNMPv1安全性较差，使用团体字(community) 来作为身份认证信息。当Agent接收到与其一样的团体字的管理端消息后才会进行消息应答。 SNMPv1整个消息采用明文传送，通过wireshark/tcpdump等抓包工具可看到明文。

SNMPv2c

SNMPv2c在SNMPv1版本的基础上引入了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）。

SNMP V2C定义了7种类型的PDU： Get GetNext GetBulk(GetBulk操作所对应的基本操作是GetNext，通过对Non repeaters和Max repetitions参数的设定，高效率地从Agent获取大量管理对象数据) Response Set Trap inform(相当于Trap的升级版，但是Trap消息发出去之后不会收到响应消息，而inform消息在发出之后能收到响应消息)

SNMP V2C也采用团体字认证。 SNMP V2C整个消息也采用明文传送。

SNMPv3

SNMPv3主要在安全性方面进行了增强，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。USM提供了认证和加密功能，VACM确定用户是否允许访问特定的MIB对象以及访问方式。 V3数据消息采用密文传送，通过wireshark/tcpdump等抓包工具不可见其实际的内容。

SNMP V3中沿用了V2c中7种类型的PDU，增加了report(当消息不能解密时发送该消息)。

SNMP查询（3种）

SNMP查询是指NMS主动向SNMP Agent发送查询请求。SNMP Agent接收到查询请求后，通过MIB表完成相应指令，并将结果反馈给NMS。

查询操作共有三种

Get操作：NMS使用该操作从SNMP Agent中获取一个或多个参数值。

GetNext操作：NMS使用该操作从SNMP Agent中获取一个或多个参数的下一个参数值。

GetBulk操作（SNMPv1版本不支持）：基于GetNext实现，相当于连续执行多次GetNext操作。在NMS上可以设置被管理设备在一次GetBulk报文交互时，执行GetNext操作的次数。

图示

查询操作的工作原理

不同版本的SNMP查询操作的工作原理基本一致，唯一的区别是SNMPv3版本增加了身份验证和加密处理。下面以SNMPv2c版本的Get操作为例介绍SNMP查询操作的工作原理。

假定NMS想要获取被管理设备MIB节点sysContact的值，使用可读团体名为public，过程如下：

1. NMS向SNMP Agent发送Get请求报文。报文中各字段的设置如下：版本号为所使用的SNMP版本；团体名为public；PDU中PDU类型为Get类型，绑定变量填入MIB节点名sysContact。

2. SNMP Agent 首先对报文中携带版本号和团体名进行认证，认证成功后，SNMP Agent根据请求查询MIB中的sysContact节点，得到sysContact的值并将其封装到Response报文中的PDU，向NMS发送响应；如果查询不成功，SNMP Agent会向NMS发送出错响应。

SNMP设置（1种）

SNMP设置是指NMS主动向SNMP Agent发送对设备进行Set操作的请求。SNMP Agent接收到Set请求后，通过MIB表完成相应指令，并将结果反馈给NMS。

SNMP设置操作只有一种Set，NMS使用该操作可设置SNMP Agent中的一个或多个参数值。

图示

Set操作的工作原理

不同版本的SNMP Set操作的工作原理基本一致，唯一的区别是SNMPv3版本增加了身份验证和加密处理。下面以SNMPv3版本的Set操作为例介绍SNMP Set操作的工作原理。

假定NMS想要设置被管理设备MIB节点sysName的值为HUAWEI，过程如下：

1. NMS向Agent发送不带安全参数的Set请求报文，向SNMP Agent获取Context EngineID、Context Name和安全参数（SNMP实体引擎的相关信息）。

2. SNMP Agent响应NMS的请求，并向NMS反馈请求的参数。

3. NMS再次向SNMP Agent发送Set请求，报文中各字段的设置如下：

版本：SNMPv3

报文头数据：指明采用鉴权、加密方式。

安全参数：NMS通过配置的算法计算出鉴权参数和加密参数。将这些参数和获取的安全参数填入相应字段。

PDU：将获取的Context EngineID和Context Name填入相应字段，PDU类型设置为Set，绑定变量填入MIB节点名sysName和需要设置的值HUAWEI，并使用已配置的加密算法对PDU进行加密。

4. SNMP Agent首先对报文中携带版本号和团体名进行认证，认证成功后，SNMP Agent根据请求设置管理变量在管理信息库MIB中对应的节点，设置成功后向NMS发送响应；如果设置不成功，Agent会向NMS发送出错响应。

SNMP的Traps（2种）

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。

Traps有两种方式

Trap：SNMP Agent通过Trap向NMS发送告警或事件后，NMS不需要回复进行确认

Inform（SNMPv1版本不支持）：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

SNMP端口号

SNMP报文是普通的UDP报文，协议中规定有两个默认端口号

端口号161

NMS发送Get、GetNext、GetBulk和Set操作请求以及SNMP Agent响应这些请求操作时，使用该端口号。

Agent端使用UDP 161，接收管理端下发的消息如SET/GET指令

该端口号支持用户配置，但是需要保证NMS发送请求报文使用的端口号与SNMP Agent响应请求报文使用的端口号要一致。

端口号162

SNMP Agent向NMS发送Trap或Inform时，使用该端口号。

管理端使用UDP 162，接收Agent的消息如TRAP告警消息

该端口号支持用户配置，但是需要保证SNMP Agent发送Trap或Inform的端口号与NMS监听Trap或Inform的端口号要一致。

SNMP的安全性

v1 不安全

v2 比较安全

v2c 不安全

v3 很安全。v3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。USM提供了认证和加密功能，VACM确定用户是否允许访问特定的MIB对象以及访问方式。且v3数据消息采用密文传送。

v1和v2c用community来进行认证，相当于一个密码（有2个community，只读的是“public”，读写的是“privacy”）。 但是community是明文传输，一抓包就露馅了。所以v1和v2c也就只能在专用管理网里面用用了。