SNMP 原理与实战详解

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大纲

一、什么是SNMP

二、SNMP背景

三、SNMP结构概述

四、SNMP支持的网管操作

五、SNMP的实现结构

六、SNMP的技术内容

七、SNMP的发展历史

八、SNMP的技术术语

九、综合上述（总结）

十、Net-SNMP详解

十一、SNMP的MIB详解

注，实验环境 CentOS 6.4 x86_64 软件版本 net-snmp 5.5。(说明：本博文的一些图片自于开源社区与官方网站并不是所有内容全是原创)

 

一、什么是SNMP

SNMP：“简单网络管理协议”，用于网络管理的协议。SNMP用于网络设备的管理。SNMP的工作方式：管理员需要向设备获取数据，所以SNMP提供了“读”操作；管理员需要向设备执行设置操作，所以SNMP提供了“写”操作；设备需要在重要状况改变的时候，向管理员通报事件的发生，所以SNMP提供了“Trap”操作。

二、SNMP背景

SNMP的基本思想：为不同种类的设备、不同厂家生产的设备、不同型号的设备，定义为一个统一的接口和协议，使得管理员可以是使用统一的外观面对这些需要管理的网络设备进行管理。通过网络，管理员可以管理位于不同物理空间的设备，从而大大提高网络管理的效率，简化网络管理员的工作。

三、SNMP结构概述

SNMP被设计为工作在TCP/IP协议族上。SNMP基于TCP/IP协议工作，对网络中支持SNMP协议的设备进行管理。所有支持SNMP协议的设备都提供SNMP这个统一界面，使得管理员可以使用统一的操作进行管理，而不必理会设备是什么类型、是哪个厂家生产的。如下图，

四、SNMP支持的网管操作

对于网络管理，我们面对的数据是设备的配置、参数、状态等信息，面对的操作是读取和设置；同时，因为网络设备众多，为了能及时得到设备的重要状态，还要求设备能主动地汇报重要状态，这就是报警功能。如下图，

• Get：读取网络设备的状态信息。

• Set：远程配置设备参数。

• Trap：管理站及时获取设备的重要信息。

   

五、SNMP的实现结构

在具体实现上，SNMP为管理员提供了一个网管平台(NMS)，又称为管理站，负责网管命令的发出、数据存储、及数据分析。被监管的设备上运行一个SNMP代理(Agent))，代理实现设备与管理站的SNMP通信。如下图，

管理站与代理端通过MIB进行接口统一，MIB定义了设备中的被管理对象。管理站和代理都实现了相应的MIB对象，使得双方可以识别对方的数据，实现通信。管理站向代理申请MIB中定义的数据，代理识别后，将管理设备提供的相关状态或参数等数据转换为MIB定义的格式，应答给管理站，完成一次管理操作。

已有的设备，只要新加一个SNMP模块就可以实现网络支持。旧的带扩展槽的设备，只要插入SNMP模块插卡即可支持网络管理。网络上的许多设备，路由器、交换机等，都可以通过添加一个SNMP网管模块而增加网管功能。服务器可以通过运行一个网管进程实现。其他服务级的产品也可以通过网管模块实现网络管理，如Oracle、WebLogic都有SNMP进程，运行后就可以通过管理站对这些系统级服务进行管理。

根据管理者和被管理的设备在网络管理操作中的不同职责，SNMP定义了3种角色。如下图，

网络管理系统：又称管理站、NMS。是系统的控制台，向管理员提供界面以获取与改变设备的配置、信息、状态、操作等信息。管理站与Agent进行通信，执行相应的Set和Get操作，并接收代理发过来的警报(Trap)。

代理：Agent是网络管理的代理人，负责管理站和设备SNMP操作的传递。介于管理站和设备之间，与管理站通信并相应管理站的请求，从设备获取相应的数据，或对设备进行相应的设置，来响应管理站的请求。代理也需要具有根据设备的相应状态使用MIB中定义的Trap向管理站发送报告的能力。

代理服务器：Proxy是一种特殊的代理，在不能直接使用SNMP协议的地方，如：异种网络、不同版本的SNMP代理等情况，Proxy代替相关设备向管理站提供一种外观，为设备代理SNMP协议的实现。Proxy做了异种网络或不同版本代理和相应SNMP数据请求的转换工作。如下图，

附：管理信息库MIB：定义了设备上可以使用的管理信息。代理和管理站使用MIB作为统一的数据接口通信。

六、SNMP的技术内容

如下图，

七、SNMP的发展历史

• 1989年------ SNMPv1

• 1991年------ RMON(Remote Network Monitoring 远程网络监视)，它扩充了SNMP的功能，包括对LAN的管理及对依附于这些网络的设备的管理。RMON 没有修改和增加SNMPv1，只是增加了SNMP监视子网的能力。

• 1993年------ SNMPv2(SNMPv1的升级版)

• 1995年------ SNMPv2正式版，其中规定了如何在基于OSI的网络中使用SNMP

• 1995年------ RMON扩展为RMON2

• 1998年------ SNMPv3，一系列文档定义了SNMP的安全性，并定义了将来改进的总体结构，SNMPv3可以和SNMPv2、SNMPv1一起使用。

   

八、SNMP的技术术语

• SNMP：Simple Network Management Protocol(简单网络管理协议)，是一个标准的用于管理基于IP网络上设备的协议。

• MIB：Management Information Base(管理信息库)，定义代理进程中所有可被查询和修改的参数。

• SMI：Structure of Management Information(管理信息结构)，SMI定义了SNMP中使用到的ASN.1类型、语法，并定义了SNMP中使用到的类型、宏、符号等。SMI用于后续协议的描述和MIB的定义。每个版本的SNMP都可能定义自己的SMI。

• ASN.1：Abstract Syntax Notation One(抽象语法定义)。用于定义语法的正式语言，在SNMP中定义SNMP的协议数据单元PDU和管理对象MIB的格式。SNMP只使用了ASN.1中的一部分，而且使用ASN.1的语言特性定义了一些自定义类型和类型宏 ，这些组成了SMI。

• PDU： Protocol Data Unit(协议数据单元)，它是网络中传送的数据包。每一种SNMP操作，物理上都对应一个PDU。

• NMS： Network Management System，网络管理系统，又名网络管理站，简称“管理站”。它是SNMP的总控机，提供统一的用户界面访问支持SNMP的设备，一般提供UI界面，并有统计、分析等功能，是网管系统的总控制台。NMS是网络管理操作的发起者。

• Agent： 是SNMP的访问代理，简称“代理”，为设备提供SNMP能力，负责设备与NMS的通信。

• Proxy： 代理服务器，对实现不同协议的设备进行协议转换，使非IP协议的设备也能被管理。

• Trap： 是由设备主动发出的报警数据，用于提示重要的状态的改变。

• BER： Basic Encoding Rule，基本编码规格。描述如何将ASN.1类型的值编码为字符串的方法。它是ASN.1标准的一部分。BER编码将数据分成TLV三部分，T为Tag的缩写，是类型标识；L为Length的缩写，标识类型的长度；V为Value的缩写，标识数据内容。按照TLV的顺序对数据进行编码，生成字节流。SNMP使用BER将SNMP的操作请求和应答编码后进行传输，并用于接收端进行解码。

九、综合上述（总结）

1.SNMP现有几个版本

SNMP共有v1，v2，v3这三个版本：

• v1和v2都具有基本的读、写MIB功能。

• v2增加了警报、批量数据获取、管理站和管理站通信能力。

• v3在v2的基础上增加了USM，使用加密的数据和用户验证技术，提高了安全性。

• 另外，RMON是SNMP的一个重要扩展，为SNMP增加了子网流量、统计、分析能力。现有两个版本： Rmon：提供了OSI七层网络结构中网络层和数据链路层监视能力。Rmon2：提供了OSI七层网络结构中网络层之上各层的监视能力。

   

2.ASN.1、BER、SMI、MIB、PDU的关系

• ASN.1：高级的数据描述语言。描述数据的类型、结构、组织、及编码方法。包括符号和语法两部分。SNMP使用ASN.1描述PDU和管理学对象信息库MIB。

• BER：ASN.1的基本编码规则。描述具体的ASN.1对象如何编码为比特流在网络上传输。SNMP使用BER作为编码方案，数据首先先经过BER编码，再经由传输层协议(一边是UDP)发往接收方。接收方在SNMP端口上收到PDU后，经过BER解码后，得到具体的SNMP操作数据。

• SMI：是SNMP的描述方法。规定了使用ASN.1子类型、符号。ASN.1功能强大，但SNMP只用到了其中很小一部分，对于这一部分内容的描述，限定了范围，即为SMI。SMI规定了使用到的ASN.1类型、宏、符号等。SMI是ASN.1的一个子集和超集。

• MIB：是SNMP中使用到的管理信息库。定义了数据格式、类型、顺序、意义等，使用SMI中定义的类型和ASN.1中的基本类型对对象进行描述，是一个使用SMI描述的管理信息库。每一类关心的事件都有一组MIB，比如网络接口有一颗MIB树，TCP有一颗MIB树，UDP也有一颗MIB树。

• PDU：是SNMP的协议数据单元。PDU是基本的通信格式，使用ASN.1描述，使用BER编码，通过传输层协议传送。

3.比较规范的SNMP背景

SNMP作为一种过渡技术以其简单易用的特性被广泛使用，使用的网络产品提供对SNMP的支持。SNMP还扩展了具有远程管理功能的RMON，使得管理人员可以对整个子网进行管理，而不是对整个子网内的设备进行管理。

十、Net-SNMP

1.net-snmp简介

使用net-snmp作为学习SNMP的工具，搭建一个net-snmp环境。Net-snmp是一个开源的SNMP项目。最新版本为：5.7.2。net-snmp支持snmpv1、snmpv2、snmpv3，支持基于IPv4和IPv6的SNMP应用程序。

• Net-snmp提供完整的API用于SNMP应用程序开发，包括C和Perl的API 。
  

• 一个功能强大且可扩展的SNMP代理：snmpd开发者可以开发动态模块扩展snmpd，net-snmp内置扩展子代理与主代理的通信协议。

• 提供众多命令行工具检查和使用SNMP协议

• 一个图形化的MIB浏览工具

• 一个Trap接收进程，用于接收和显示Trap，并将Trap记录到日志文件中。

   

2.net-snmp的安装与配置

官方网站： http://www.net-snmp.org/download.html，net-snmp被很多商业化的Linux包含，但是大多数的Linux使用net-snmp的主代理实现Linux的SNMP支持。

3.支持的平台

net-snmp可以在BSD UNIX、Linux、Windows等操作系统上编译运行。Windows下可以安装一个VMWare虚拟机软件，新建一个虚拟机，在虚拟机上安装Linux用来学习。

4.实验环境

• 操作系统，CentOS 6.4 X86_64

• 软件版本，net-snmp 5.5

5.同步时间

6.安装yum源

7.查看一下net-snmp相关软件包

注，有两个重要的安装，net-snmp.x86_64 、net-snmp-utils.x86_64 一个是net-snmp软件包，另一个是snmp的工具包。下面我们来安装一下，

8.查看一下安装的软件包

9.查看一下软件包具体安装的内容

下面是snmp软件包的内容，

下面是snmp的常用操作工具，

10.查看一下默认配置文件

注，大家可以看到默认配置文件有很多内容，但其实大部分都是注释。下面我们来讲解一下常用的配置选项，

下面是常用的配置选项，

主配置文件：/etc/snmp/snmpd.conf

常用定义项：

(1).首选是定义一个共同体名(community)，这里是public（多数SNMP设备或服务默认都是是用public），及可以访问这个public的用户名（sec name），这里是notConfigUser。Public相当于用户notConfigUser的密码：） ,source 在net-snmp中用来对来源IP加以控制,即哪些可以获取SNMP信息

(2).定义一个组名（groupName）这里是notConfigGroup，及组的安全级别，把notConfigGroup这个用户加到这个组中。

sec.model：安全模式，可选值为v1/v2c/usm。

(3).定义一个可操作的范围(view)名， 这里是all，范围是 .1

注：

• incl/excl：对下面的MIB子树是包括还是排除。

• subtree：视图中涉及的MIB子树。

• mask：掩码

(4).定义notConfigUser这个组在all这个view范围内可做的操作(即权限），这时定义了notConfigUser组的成员可对.1这个范围做只读操作。

注：

• context：上下文，v1、v2c中始终为空。

• sec.model：安全模式，可选值为v1/v2c/usm。

• sec.level：安全级别，可选值为auth/noauth/priv，v1、v2c中只能为noauth。

• prefix：前缀，指定context如何与PDU中的context匹配，v3使用。

• read：授权的读视图。

• write：授权的写视图。

• notif：授权的trap视图。

(5).端口： 标准的SNMP服务使用161和162端口，厂商私有的实现一般使用199、391、705和1993端口,net-snmp用udp 161。

11.启动snmp

12.测试一下

注，启动代理时也可以使用如下参数使snmpd使用【配置文件】启动：

使用这个参数，我们可以配置很多的配置文件，设置不同的运行环境，便于我们开发和学习。

下面来测试一下，

从代理中读取一个管理对象验证代理是否正常运行。读取MIB库中的RFC1213->system->sysDescr 对象，该对象表示设备的描述信息。使用net-snmp提供的snmp工具读取，命令如下：

注，如果得到了信息，表示net-snmp安装成功。

13.net-snmp工具介绍

• snmpget 模拟snmp的GetRequest操作的工具。用来获取一个或几个管理信息。用来读取管理信息的内容。

• snmpgetnext 模拟snmp的GetNextRequest操作的工具。用来获取一个管理信息实例的下一个可用实例数据。一般用来遍历SNMP中的表格数据。

• snmpset 模拟snmp的SetRequest操作的工具。用来设置可以写的管理信息。一般用来配置设备或对设备执行操作。

• snmpbulkget 模拟snmp的GetBulkRequest操作的工具。用来获取大块的数据。一般在大量读取大块数据时使用，以提高带宽利用率，并且比使用snmpget、snmpgetnext及snmpwalk有更强的容错能力，代理会返回尽可能多的数据，比其它命令更有保证。

• snmpwalk 利用GetNextRequest对给定的管理树进行遍历的工具。一般用来对表格类型管理信息进行遍历。

• snmptrap 模拟trap的工具。用来发送模拟trap。一般用来测试管理站安装和配置是否正确，或者用来验证开发的Trap接收程序是否可以正常工作。

• snmptrapd 接收并显示trap的工具。一般在代理的开发过程中，接收代理发来的Trap，并将PDU细节打印出来，也来测试Trap发送功能是否正常。

• snmpinform 模拟发送InformRequest的工具。跟snmptrap类似，用来发送模拟的带应答的Trap，以测试管理站或自己开发的接收程序。

• snmptable 使用GetNextRequest 和 GetBulkRequest操作读取表信息，以列表形式显示的工具。

• snmpstatus 从SNMP实体读取几个重要的管理信息以确定设备状态的工具。用来简单测定设备状态。

• snmpbulkwalk 利用GetBulkRequest实现对给定管理树进行遍历的工具。对表格类型的管理信息进行遍历读取。

• snmpdelta 用来监视Integer类型的管理对象，会及时报告值改变情况的工具。用于监测一个设备或开发中的代理。

• snmptest 是一个复杂的工具，可以监测和管理一个网络实体的信息，通过SNMP请求操作与管理实体通信。

• snmptranslate 将对象名字和标识符相互转换的工具。用于数据格式的对象标识和可读式字符串的数据名称的转换。类似于域名与IP地址的关系。

• snmpusm SNMPv3 USM配置工具。用于SNMPv3的用户管理。

• snmpvacm 为一个网络实体创建和维护SNMPv3的基于视图访问控制参数的工具。用于维护SNMPv3的视图访问控制。

• snmpconf 生成snmpd配置文件的工具。用于生成snmpd的各种配置文件，用作模板，以生成用户级配置文件。

• snmpd Net-snmp开发的主代理程序，包括众多标准MIB的实现。还可以使用子代理对其进行扩展，是一个功能强大的SNMP代理。Linux、Unix和Windows系统运行snmpd后，直接具备了SNMP协议支持，可以被管理站管理。许多商业化的Linux中使用snmpd作为系统的SNMP代理。

• snmpdf 通过SNMP访问并显示网络实体磁盘利用情况的工具。用来监测网络实体的磁盘。

下面我们来说几个最常用的net-snmp工具，

常用命令：

(1).snmpget命令

注，snmpget 不同于 snmpwalk ，必须在命令行给出 <object>.<instance> 的格式，不能只给出 object。

案例，snmpget -v 2c -c public localhost system.sysDescr.0 #获取设备的描述信息。

(2).snmpwalk/snmpbulkwalk 命令

注，snmpbulkwalk命令： 获取snmp服务器的mib-2各种资讯，snmpbulkwalk用于通过SNMPv2 的SNMP GET BULK请求命令与其它网络实体通信，只能用于snmpv2,速度快于snmpwalk

案例，snmpbulkwalk -v 2c -c public 127.0.0.1 .1.3.6.1.2.1.1 #获取mib-2的system的数据。

(3).snmpwalk命令

注，获取snmp服务器的HOST-RESOURCES的各种资讯。

案例，snmpwalk -v 2c -c public localhost system #这条指令用于查看本机系统信息。

(4).snmpdelta命令

注，监控网卡流量等信息， 指定共同体为public，协议为snmpv1，以表格的方式输出结果,显示时间戳。

案例，

(5).snmpnetstat命令

注，查看snmp服务器的端口连接信息， 协议为snmp 2c。

案例，

(6).snmptranslate 命令

注，在MIB OID 在数字和文字名称之间进行转换。

例子，

• snmptranslate -On -IR HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem #用snmptranslate把symbol 格式的HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem 转换为 numberic 格式的oid,用-On(输出数字格式的oid),使用 -IR(允许“随机”访问 MIB)

   

  1 2	[root@node1 ~]# snmptranslate -On -IR HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem .1.3.6.1.2.1.25.1

   

   

• snmptranslate -Onf -IR HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem #用snmptranslate把symbol 格式的HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem 转换为symbol 格式的 oid,用-Onf(输出符号格式的oid)

  1 2	[root@node1 ~]# snmptranslate -Onf -IR HOST-RESOURCES-MIB::hrSystem .iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.host.hrSystem

• snmptranslate -Td iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2 #用snmptranslate输出该对象(iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2)的详细定义,用-Td(包括文字名称、所属 MIB、类型、状态、读写权限、描述信息，数字格式的 OID)
  

1 2 3 4 5

[root@node1 ~]# snmptranslate -Td iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2 SNMPv2-SMI::mib-2 mib-2 OBJECT-TYPE  -- FROM  SNMPv2-SMI, RFC1213-MIB ::= { iso(1) org(3) dod(6) internet(1) mgmt(2) 1 }

 

• snmptranslate -Tp iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2 #用snmptranslate打印从指定OID(.1.3.6.1.2.1)开始一直到该OID(.1.3.6.1.2.1)所属的 MIB 子树末端的树型结构信息

• snmptranslate -Ta #用snmptranslate导出所有已经加载的 MIB 的数据，每个对象一行

• snmptranslate -Tl #用snmptranslate导出所有已经加载的 MIB 的对象，并且输出完整的 oid 路径

• snmptranslate -To #用snmptranslate导出已经加载的所有 MIB 的数字格式的 oid ，不含值和类型，仅仅有 oid 而已

• snmptranslate -Ts #用snmptranslate只输出文字格式的 OID 名称而已

十一、SNMP的MIB详解

1.MIB管理信息库

IETF规定的管理信息库MIB（由中定义了可访问的网络设备及其属性，由对象识别符（OID：Object Identifier）唯一指定。MIB是一个树形结构，SNMP协议消息通过遍历MIB树形目录中的节点来访问网络中的设备。下图给出了NMS系统中SNMP可访问网络设备的对象识别树（OID：Object Identifier）结构。

上图中的节点是从internet开始的，其实上面还有几个节点请看下图。

下图给出了对一个DS1线路状态进行查询的OID设置例子。

2.SNMP消息类型

SNMP中定义了五种消息类型：Get-Request、Get-Response、Get-Next-Request、Set-Request、Trap

• Get-Request 、Get-Next-Request与Get-Response
  SNMP管理站用Get-Request消息从拥有SNMP代理的网络设备中检索信息，而SNMP代理则用Get-Response消息响应。Get- Next-Request用于和Get-Request组合起来查询特定的表对象中的列元素。如：首先通过下面的原语获得所要查询的设备的接口数：
  {iso org(3) dod(6) internet(1) mgmt(2) mib(1) interfaces(2) ifNumber(2)}
  后再通过下面的原语，进行查询（其中第一次用Get-Request，其后用Get-Next-Request）：
  {iso org(3) dod(6) internet(1) mgmt(2) mib(1) interfaces(2) ifTable(2)}

• Set-Request
  SNMP管理站用Set-Request 可以对网络设备进行远程配置（包括设备名、设备属性、删除设备或使某一个设备属性有效/无效等）。

• Trap
  SNMP代理使用Trap向SNMP管理站发送非请求消息，一般用于描述某一事件的发生。

3.SNMP管理信息库MIB

管理信息库MIB指明了网络元素所维持的变量（即能够被管理进程查询和设置的信息）。MIB给出了一个网络中所有可能的被管理对象的集合的数据结构。SNMP的管理信息库采用和域名系统DNS相似的树型结构，它的根在最上面，根没有名字。下图画的是管理信息库的一部分，它又称为对象命名（objectnamingtree）。

管理信息库的对象命名举例，对象命名树的顶级对象有三个，即ISO、ITU-T和这两个组织的联合体。在ISO的下面有4个结点，其中的一个（标号3）是被标识的组织。在其下面有一个美国国防部（Department of Defense）的子树（标号是6），再下面就是Internet（标号是1）。在只讨论Internet中的对象时，可只画出Internet以下的子树（图中带阴影的虚线方框），并在Internet结点旁边标注上{1.3.6.1}即可。在Internet结点下面的第二个结点是mgmt（管理），标号是2。再下面是管理信息库，原先的结点名是mib。1991年定义了新的版本MIB- II，故结点名现改为mib-2，其标识为{1.3.6.1.2.1}，或{Internet(1) .2.1}。这种标识为对象标识符。最初的结点mib将其所管理的信息分为8个类别，见下图，现在mib-2所包含的信息类别已超过40个。

应当指出，MIB的定义与具体的网络管理协议无关，这对于厂商和用户都有利。厂商可以在产品（如路由器）中包含SNMP代理软件，并保证在定义新的MIB项目后该软件仍遵守标准。用户可以使用同一网络管理客户软件来管理具有不同版本的MIB的多个路由器。当然，一个没有新的MIB项目的路由器不能提供这些项目的信息。

这里要提一下MIB中的对象{1.3.6.1.4.1}，即enterprises（企业），其所属结点数已超过3000。例如IBM为 11.3.6.1.4.1.2}，Cisco为{1.3.6.1.4.1.9}，Novell为{1.3.6.1.4.1.23}等。世界上任何一个公司、学校只要用电子邮件发往iana-mib@isi.edu进行申请即可获得一个结点名。这样各厂家就可以定义自己的产品的被管理对象名，使它能用 SNMP进行管理。

好了，到这里SNMP的内容基本就讲解结束了，有关SNMP更详细的内容大家可以参考SNMP的RFC文档http://www.faqs.org/rfcs/rfc1157.html，在下面的博客中我们主要来讲解一下，RRDTool绘图工具的使用。最后想说，希望大家有所收获^_^……

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SNMP 原理与实战详解

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