Protokoły zarządzania sieciami telekomunikacyjnymi TMN, SNMPv 1÷3

Sieć zarządzania telekomunikacją TMN

Zarządzanie siecią

telekomunikacyjną (ang. Telecommunications Management

Network, TMN) jest zestawem funkcji i protokołów do ich

realizacji, zdefiniowanych przez

ITU-T

, w celu zarządzania sieciami

telekomunikacyjnymi i usługami świadczonymi przez nie. TMN

zakłada współpracę różnych systemów operacyjnych i różnych

sieci telekomunikacyjnych.

• ITU-T

- Sektor Normalizacji Telekomunikacji ITU (ang.: International

Telecommunication Union - Telecommunication Standardization
Sector)

• ITU-T zajmuje się tworzeniem wysokiej jakości standardów

obejmujących wszystkie dziedziny telekomunikacji, powstał 1
marca 1993 roku i zastąpił istniejący wówczas KomitetCCITT.

Podmioty którymi zarządzamy

Podział na dwa środowiska:

Teleinformatyczne:

– Sieci komputerowe

LAN/WAN

– Aplikacje,
– Backupy,
– Zdalne instalacje

oprogram.

– Zarządzanie

problemami.

Telekomunikacyjne:

– PDH, SDH, WDM, ATM,
– Centrale telefoniczne,
– Sieci dostępowe,
– Systemy radiowe,
– Systemy komórkowe.

Standardy zarządzania

sieciami

Podstawowym standardem dla zarządzania

sieciami jest standard ISO 7498-4, przyjęty przez

ITU-T jako zalecenie X.700. Wyodrębniono w nim

pięć funkcjonalnych obszarów zarządzania — MFA

(ang. management functional areas):

– zarządzanie uszkodzeniami
– zarządzanie konfiguracją
– zarządzanie rozliczeniami
– zarządzanie wydajnością
– zarządzanie bezpieczeństwem

Zarządzanie

bezpieczeństwem

Zarządzanie bezpieczeństwem

(ang. security management) —
polega na zapewnianiu ochrony
zarządzanych zasobów i danych
przesyłanych przez te zasoby (np.
autentyfikacja użytkowników,
szyfrowanie danych). Obejmuje
również prowadzenie dzienników
bezpieczeństwa (ang. security logs),
w których przechowywane są
meldunki i informacje dotyczące
bezpieczeństwa.

Architektura zarządzania

• Model architektury zarządzania sieciami opiera się

na modelu klient-serwer, który nazywany jest

modelem wymiany informacji typu zarządca-

agent

(ang. manager-agent model).

• Zarządzanie sieciami systemów zgodnych z

modelem OSI oraz sieciami TMN jest

zarządzaniem opartym na zgłaszaniu zdarzeń

(ang. event-driven management), w którym cała

odpowiedzialność za zawiadomienie zarządcy o

zdarzeniu spoczywa na agencie.

• W przeciwieństwie do powyższego, zarządzanie

siecią TCP/IP (ang. Transmission Control

Protocol/Internet Protocol) jest

zarządzaniem

opartym na przepytywaniu

(ang. polling based

management), gdzie zarządca jest odpowiedzialny

za monitorowanie agenta i wykrywanie zdarzeń.

Modele zarządzania sieciami

• SNMP (Simple Network Management

Protocol)

• CMIP (Common Management Information

Protocol)

• RMON (Remote monitoring )

• WBEM (Web-Based Enterprise Management )

SNMP (Simple Network

Management Protocol)

Simple Network Management Protocol — rodzina

protokołów sieciowych wykorzystywanych do
zarządzania urządzeniami takimi jak routery,
przełączniki, komputery czy centrale telefoniczne
za pośrednictwem sieci IP. Do transmisji wiadomości
SNMP wykorzystywany jest głównie protokół UDP:
standardowo port 161 wykorzystywany jest do
wysyłania i odbierania żądań, natomiast port 162
wykorzystywany jest do przechwytywania sygnałów
trap od urządzeń. Możliwe jest także wykorzystanie
innych protokołów do przekazywania żądań, na
przykład TCP.

Elementy składowe SNMP

• Protokół zarządzania sieciowego (Network

management protocol)

• Baza danych informacji zarządzania

(Management Information Base - MIB)

• SMI (Structure of Management Information) -

typy danych i ich reprezentacja;

jednoznaczna identyfikacja zmiennych w

ramach MIB

• Stacja zarządzająca (Management station)

• Agent zarządzania (Management agent)

Stacja zarządzająca

Stacja zarządzająca pełni funkcję interfejsu pomiędzy

operatorem i systemem zarządzania zasobami
systemowymi. Powinna zawierać następujące elementy:

•

Zestaw aplikacji zarządzania umożliwiających

analizowanie danych, likwidację zagrożeń i uszkodzeń itp.;

• Interfejs pozwalający na monitorowanie i sterowanie

funkcjonowaniem sieci;

• Funkcje translacji poleceń i komend operatora na akcje

nadzorowania oddalonych elementów systemu;

• Bazę danych pozwalającą przechować informacje

pozyskane z baz MIB wszystkich zarządzanych elementów
nadzorowanej sieci.

Agent zarządzania (Management agent)

Innym aktywnym składnikiem systemu

zarządzania jest

aplikacja agenta

, która

uruchomiona w

kluczowych elementach sieciowych typu

hosty, routery, mostki i inne, odpowiada na
żądania

kierowane do nich ze stacji zarządzającej. W

niektórych przypadkach możliwe jest również

powiadamianie realizowane wyłącznie z

inicjatywy agenta.

Management Information Base

MIB (ang. Management Information Base) – rodzaj

bazy danych wykorzystywanej do zarządzania
sprzętem w sieci komunikacyjnej. Składa się z
obiektów zapisanych w (wirtualnej) bazie danych,
które wykorzystywane są do zarządzania
podmiotami (takimi jak routery czy przełączniki).

Baza danych informacji zarządzania (MIB) jest

zbiorem opisanych formalnie obiektów, z których
każdy reprezentuje konkretny rodzaj informacji.
Obiektami MIB można zarządzać za pomocą
protokołu SNMP poprzez system zarządzania
siecią. Obiekty zawierają informacje potrzebne
systemowi zarządzania i są przechowywane jako
zbiór zmiennych MIB.

PDU (Protocol Data Units)

Komunikacja między dwoma stacjami odbywa się za pomocą specjalnie

zdefiniowanych poleceń protokołu SNMP zwanych PDU (Protocol Data Units).

• GetRequest – Zarządca żąda odczytania wartości określonego obiektu w

bazie MIB Agenta,

• GetNextRequest – Zarządca wymaga podania wartości obiektów, które są

powiązane

z innymi obiektami, co powoduje sekwencyjne przeszukanie bazy MIB,
• GetBulkRequest – zapytanie Zarządcy o blok informacji (wiele rekordów

bazy) – SNMPv2 i nowsze,

• GetResponse – odpowiedź Agenta zawierająca rekordy z bazy odczytane na

żądanie Zarządcy,

• SetRequest – polecenie wprowadzenia zmiany do bazy MIB Agenta,
• Trap – komunikat Agenta o pojawieniu się sytuacji nadzwyczajnej lub jakiegoś

zdarzenia,

• InformRequest – pakiet typu Trap przesyłany między różnymi stacjami

Zarządzania

służący do wymiany informacji – SNMPv2 i nowsze.

Simple Network Management Protocol

Istnieją trzy wersje protokołu:
• SNMPv1 - pierwsza wersja, która została

opublikowana w 1988 roku; opisany w RFC 1157. W
tej wersji protokołu bezpieczeństwo oparte jest na
tak zwanych communities, które są pewnego
rodzaju nieszyfrowanymi hasłami umożliwiającymi
zarządzanie urządzeniem.

• SNMPv2 - eksperymentalna wersja protokołu,

określana także SNMPv2c, opisana w dokumencie
RFC 1901.

• SNMPv3 - wspierająca uwierzytelnianie oraz

szyfrowaną komunikację.

Funkcjonowanie SNMP

• W procesie zarządzania używane są bazy MIB

(ang. Management Information Base - baza
informacji zarządzania), czyli zbiory zmiennych,
które manager SNMP w zależności od
uprawnień może odczytać lub zmienić. W tym
celu manager SNMP kontaktuje się z
agentem na danym zarządzanym urządzeniu
wykorzystując jedno z dwóch wcześniej
skonfigurowanych haseł:

• hasło odczytu, tzw. public_community,
• hasło zapisu, tzw. private_community.

Funkcjonowanie SNMP

• Odczytanie wybranej zmiennej daje managerowi

określoną informację o stanie danego elementu sieci,
podczas gdy zapis do danej zmiennej pozwala mu na
sterowanie zachowaniem się urządzenia w sieci.

• Oprócz operacji odczytu i zapisu zmiennych w

agencie przez managera istnieje również możliwość
takiego skonfigurowania agenta, aby sam
poinformował danego managera o zmianie swojego
stanu w przypadku zajścia określonego zdarzenia.
Odbywa się to przy pomocy wysyłanego przez
agenta komunikatu Trap lub (od wersji drugiej
protokołu SNMP) przy pomocy komunikatu Inform.

Jak powstało SNMPv2

Główna wada protokołu SNMP polega na tym, że

nie gwarantuje on danym odpowiedniego
poziomu bezpieczeństwa. Nie ma tu np.
możliwości weryfikacji czy szyfrowania
poleceń PDU. Aby usprawnić pracę aplikacji
zarządzających sieciami, zaproponowano
najpierw protokół S-SNMP (Secure SNMP),
który oferował wiele rozwiązań nieobecnych w
protokole SNMP. Jednak protokół ten nie był w
pełni kompatybilny z SNMP, więc nie zyskał
większej popularności.

Jak powstało SNMPv2

Następnie zaproponowano SNMPv2. Największa zmiana w

stosunku do SNMP polega na wprowadzeniu dwóch nowych
jednostek PDU:

• GetBulkRequest (możliwość odczytywania całego bloku

informacji po wygenerowaniu jednego zapytania).

• InformRequest (możliwość wymiany informacji między

różnymi stacjami zarządzania).

• Wydawałoby się, że protokół SNMPv2 powinien odnieść

sukces. Niestety, nic takiego się nie stało. Aplikacji
zarządzania opartych na tym standardzie jest bardzo mało.
Niektórzy twierdzą, że SNMPv1 jest tak dobry, że nowe opcje
wprowadzone do SNMPv2 są za mało atrakcyjne, aby
zachęcić producentów systemów zarządzania do
implementowania tego protokołu.

Bezpieczeństwo

• Kwestie bezpieczeństwa są największym

problemem użytkowników protokołu SNMP w
wersji pierwszej i drugiej. Jedyne zabezpieczenie
w tym protokole, tzw. community string będący
de facto hasłem, jest wysyłany poprzez sieć w
postaci niezaszyfrowanej (Pozwala to na jego
podsłuchanie przy użyciu programów typu
sniffer).

• SNMPv3 znacząco poprawia bezpieczeństwo

protokołu poprzez wprowadzenie bardziej
zaawansowanych metod uwierzytelniania.

Wady i zalety

SNMP to obecnie najpopularniejszy protokół służący do

zarządzania sieciami. Swoją popularność zawdzięcza
następującym zaletom:

• Stosunkowo małe dodatkowe obciążenie sieci

generowane przez sam protokół.

• Niewielka ilość poleceń własnych obniża koszty

urządzeń go obsługujących.

• Niskie koszty wdrożenia do eksploatacji.
Główne wady SNMP:
• Brak zapewnienia bezpieczeństwa przesyłanym

danym (SNMP w wersji pierwszej i drugiej).

• Skomplikowana praca samego agenta.
• Ograniczanie przepustowości sieci.

Simple Network Management

Protocol

(ang. Prosty Protokół Zarządzania

Siecią) — standard protokołu

używanego do nadzoru i zarządzania

różnymi elementami sieci

telekomunikacyjnych, takimi jak

routery, przełączniki, komputery czy

centrale telefoniczne.

SNMP

•Istnieją obecnie trzy wersje protokołu

SNMP:

•pierwsza (SNMPv1),
•druga (SNMPv2),
•trzecia (SNMPv3).
•Przy tym wersja druga ma kilka odmian w

zależności od zastosowanych usprawnień

związanych z bezpieczeństwem:

•SNMPv2p (ang. party-based),
•SNMPv2c (ang. community-based),
•SNMPv2u (ang. user-based).
•Spośród tych odmian najpopularniejsza

jest najprostsza, tj. SNMPv2c stosująca

ten sam rodzaj zabezpieczeń (mianowicie

community-string) co wersja SNMPv1.

•Wersja pierwsza protokołu opisana jest w następujących

dokumentach RFC:

•RFC 1065

- "Structure and identification of management

information for TCP/IP-based internets",

•RFC 1066

- "Management information base for network

management of TCP/IP-based internets",

•RFC 1067

- "A simple network management protocol".

•

Poszczególne odmiany wersji drugiej protokołu opisane są

w następujących dokumentach RFC:

•SNMPv2p

– RFC 1441

"Introduction to version 2 of the Internet-standard Network

Management Framework",

– RFC 1452

"Coexistence between version 1 and version 2 of the Internet-

standard Network Management Framework",

•SNMPv2c

– RFC 1901

"Introduction to Community-based SNMPv2",

– RFC 1908

"Coexistence between Version 1 and Version 2 of the Internet-

standard Network Management Framework",

•SNMPv2u

– RFC 1909

"An Administrative Infrastructure for SNMPv2",

– RFC 1910

"User-based Security Model for SNMPv2".

•

Wersja trzecia protokołu SNMP opisana jest w

dokumentach:

•RFC 3411

"An Architecture for Describing Simple

Network Management Protocol (SNMP)

Management Frameworks"

•RFC 3418

"Management Information Base (MIB)

for the Simple Network Management Protocol

(SNMP)"

•RFC 3584

"Coexistence between Version 1,

Version 2, and Version 3 of the Internet-standard

Network Management Framework"

•

Każdy komunikat dotyczy określonej zmiennej,

tzw. OID (ang. Object IDentifier). Dla przykładu

zmienna OID o nazwie sysUpTime (czas pracy

urządzenia od ostatniego włączenia) ma postać

1.3.6.1.2.1.1.3.0, co odpowiada jej adresowi w

drzewie MIB.

Funkcjonowanie

•Protokół SNMP zakłada istnienie w zarządzanej sieci

dwóch rodzajów urządzeń: zarządzających i

zarządzanych. Urządzenie (komputer) jest

zarządzającym (tzw. NMS, ang. Network Management

Station), gdy jest na nim uruchomiony odpowiedni

program, manager SNMP (zarządca SNMP).

Urządzenie jest zarządzane, jeśli działa na nim

program agent SNMP.

•W procesie zarządzania używane są bazy MIB (ang.

Management Information Base - baza informacji

zarządzania), czyli zbiory zmiennych, które manager

SNMP w zależności od uprawnień może odczytać lub

zmienić. W tym celu manager SNMP kontaktuje się z

agentem na danym zarządzanym urządzeniu

wykorzystując jedno z dwóch wcześniej

skonfigurowanych haseł:

•hasło odczytu, tzw. public_community,

•hasło zapisu, tzw. private_community.

•Odczytanie wybranej zmiennej daje managerowi

określoną informację o stanie danego elementu

sieci, podczas gdy zapis do danej zmiennej

pozwala mu na sterowanie zachowaniem się

urządzenia w sieci.

•Oprócz operacji odczytu i zapisu zmiennych w

agencie przez managera istnieje również

możliwość takiego skonfigurowania agenta, aby

sam poinformował danego managera o zmianie

swojego stanu w przypadku zajścia określonego

zdarzenia. Odbywa się to przy pomocy

wysyłanego przez agenta komunikatu Trap lub

(od wersji drugiej protokołu SNMP) przy pomocy

komunikatu Inform.

•SNMP domyślnie działa na porcie 161 TCP oraz

UDP.

•Komunikaty Trap są domyślnie wysyłane do portu

162 TCP lub UDP.

Budowa komunikatów

Budowa komunikatów protokołu

SNMP zdefiniowana jest przy pomocy

notacji zwanej Abstract Syntax

Notation One (oznaczanej ASN.1).

Sposobem kodowania struktur

danych komunikatów SNMP jest

uproszczony BER.

Wady i zalety

•SNMP to obecnie najpopularniejszy protokół

służący do zarządzania sieciami. Swoją

popularność zawdzięcza następującym zaletom:

•Stosunkowo małe dodatkowe obciążenie sieci

generowane przez sam protokół.

•Niewielka ilość poleceń własnych obniża koszty

urządzeń go obsługujących.

•Niskie koszty wdrożenia do eksploatacji.
•Główne wady SNMP
•Brak zapewnienia bezpieczeństwa przesyłanym

danym (SNMP w wersji pierwszej i drugiej).

Document Outline