网管与安全2.ppt

计算机网络管理与安全技术 李艇02W1 2 3 第2章管理信息结构与管理信息库 2 1管理信息结构管理信息结构SMI StructureofManagementInformation SMI用于定义存储在MIB中的管理信息的语法和语义 对MIB进行定义和构造 SMI只允许存储标量和二维数组 表对象 不支持复杂的数据结构 简化了实现 加强了互操作性 2 1管理信息结构 为满足协同操作的要求 SMI提供了以下标准化技术表示管理信息 l定义了MIB的层次结构 l提供了定义管理对象的语法结构 l规定了对象值的编码方法 2 1 1管理信息库结构 SNMP环境中的所有被管理对象都按层次性的结构或树型结构来排列 树结构端结点对象就是实际的被管理对象 每一个对象都代表一些资源 活动或其他要管理的相关信息 树型结构本身定义了如何把对象组合成逻辑相关的集合 并且层次树结构有三个作用 1 表示管理和控制关系2 提供了结构化的信息组织技术3 提供了对象命名机制 OSI管理信息树 四个 Internet 1 directory 1 mgmt 2 mib 2 1 例 2 1 1管理信息库结构 通过这种特殊结构的树来唯一的确定一个管理对象是OSI的管理模式而Internet也应用了这种管理信息结构 ITU InternationalTelecommunicationsUnion 为国际电信联盟即过去的CCITT ISO ITU上的节点其管理对象既符合ISO的标准又符合ITU的标准 在ISO节点下面 一个子树用于其他组织 其中一个是DoD 美国国防部 RFC1155确定一个DoD下的子树将由IAB Internet活动董事会 管理 2 1 1管理信息库结构 SMI在Internet节点下面定义了四个节点 directory 为将来使用OSI目录保留 mgmt 用于由IAB批准的所有管理对象 而mib 2是mgmt的第一个子节点 experimental 用来识别在互联网上实验中使用的所有管理对象 private 用于识别单方面定义的对象 或者说为私人企业管理信息准备的 2 1 1管理信息库结构 例如一个私人企业LT公司 向Internet编码机构申请注册 并得到一个代码100 Cisco公司为9 HP公司为11 3Com公司为43 该公司为它的令牌环适配器赋予代码为25 则令牌环适配器的对象标识为1 3 6 1 4 1 100 25 2 1 1管理信息库结构 管理对象是由对象类型和对象实例构成 而SMI仅仅定义了对象类型而没有定义对象实例 2 1 1管理信息库结构 对象类型是由对象标识符确定而对象实例则是对具有标识的对象具体的多种的表示 例如 有两个3Com公司的Hub 其对象标识符 ObjectID 为iso org dod internet private enterprises 43 1 8 5 而Hub1和Hub2的IP地址分别为172 16 46 2和172 16 46 3 我们说Hub1和Hub2为两个对象实例 管理对象不一定是网络元素 或网络设备 如Internet作为一个组织就有一个对象名 internet 其对象ID为1 3 6 1 它只有一个实例 管理对象仅仅意味着一个有标识的对象 不管其是物理的还是抽象的 在MIB中对象标识符可以用多种形式表示 如internetID linternetOBJECTIDENTIFIER isoorg 3 dod 6 1 linternetOBJECTIDENTIFIER 1361 2 1 2数据类型 MIB由一系列对象组成 每个对象属于一定的对象类型 并且有一个具体的值 对象类型的定义是一种语法描述 对象实例是对象类型的具体实现 只有实例才可以绑定到特定的值 SNMP的对象是用抽象语法ASN 1定义的 ASN 1是一种形式语言 它提供统一的网络数据表示 定义对象的数据类型 允许的形式 取值范围以及与其他MIB内部对象之间的关系 通常用于定义应用数据的抽象语法和应用层协议数据单元的结构 用ASN 1定义的应用数据在传送过程中要按照一定的规则变换成比特流 这种规则就是基本编码规则BER 2 1 2数据类型 在ASN 1中 每一个数据类型都有一个标签 标签有类型和值 数据类型是由标签的类型和值唯一决定的 标签的类型有4种 1 通用标签 用关键字UNIVERSAL表示 带有这种标签的数据类型是由标准定义的 适用于任何应用 2 应用标签 用关键字APPLICATION表示 是由某个具体应用定义的类型 3 上下文专用标签 与特定的应用程序相关 在文本的一定范围中适用 4 私有标签 用关键字PRIVATE表示 是用户定义的类型 任何标准中都设有涉及到 2 1 2数据类型 从图中可看出基于TCP IP的ASN 1的数据类型有三种 简单类型 由单一成份构成的基本类型 构造类型 由两种以上成份构成的组合类型组成 用来构建表 应用类型 从其他类型中衍生出来的新类型 2 1 2数据类型 ASN 1不仅可以定义每个对象 还可以用来定义整个MIB的结构 为了保持对象的简单性 仅用了ASN 1元素和特性的一个子集 其中用到的5种通用类型可用于定义MIB对象 如表所示 前4种是简单类型 最后一种是构造类型 基于SNMP的ASN 1数据类型结构 interfacemib说明 2 1 2数据类型 在SNMP管理中 INETGER数据类型要带有标明的整数值 而规定中零值不允许用于响应消息 这样只能填入NULL OCTETSTRING数据类型用于以8比特的长度说明二进制和文本信息 OBJECTIDENTIFIER表示对象在MIB中的位置 SEQUENCE和SEQUENCEOF分别用于建立标量对象和表对象 从概念上讲标量对象相当于表对象一行上的值 标量对象的语法是 SEQUENCE type1 type2 typeN 其中每个 type 为ASN 1的基本类型之一 2 1 2数据类型 l表对象的语法是 SEQUCNCEOF entry 其中 entry 是一标量对象的结构 通过下面的图来说明标量对象和表对象之间的关系 mib操作 2 1 2数据类型 List IpAddrEntry SEQUENCE IpAdEntAddrIpAddressIpAdEntIfIndexINTEGERIpAdEntNetMaskIpAddressIpAdEntBcastAddrINTEGERIpAdEntReasmMaxSizeINTEGER 0 65535 ManagedObjectIpAddrEntryasaList 2 1 2数据类型 Table IpAddrTable SEQUENCEOFipAddrEntryManagedObjectIpAddrTableasaTable 2 1 3SMI的定义 管理信息库中包含各种类型的管理对象 如计数器 计量器 标量对象和表对象等 定义MIB中的对象有3种方法 1 为每一类对象定义一种对象类型2 定义一种带参数的通用对象类型3 利用ASN 1宏定义表示一个有关类型的集合 然后用这些类型定义管理对象 确定一个人 SNMP采用了第3种方法 有下面不同层次的定义 2 1 3SMI的定义 宏定义 定义了合法的宏实例 规定一系列相关类型的语法 宏实例 通过给宏定义分配参数 从具体的宏定义产生实例 说明一种具体类型 宏实例的值 表示一个具有特定值的实体 OBJECT TYPEMACRO BEGINTYPENOTATION SYNTAX type TYPEObjectSyntax ACCESS Access STATUS StatusDescrPartReferPartIndexPartDefValPartVALUENOTATION value VALUEObjectName Access read only Write only not accessible Status mandatory optional obsolete deprecated DescrPart DESCRIPTION value descriptionDisplayString emptyReferPart REFERENCE value referenceDisplayString emptyIndexPart INDEX IndexTypes IndexTypes IndexType IndexTypes IndexTypeIndexType value indexobjectObjectName type indextype DefValpart DEFVAL value defvalueObjectSyntax emptyDisplayString OCTETSTRINGSIZE 0 255 END管理对象的宏定义 RFC1212 2 1 3SMI的定义 SYNTAX 表示对象类型的抽象语法 在宏实例中关键字type应由RFC1155中定义的ObjectSyntax代替 即通用类型和应用类型 ObjectSyntax CHOICE simpleSimpleSyntax application wideApplicationSyntax SimpleSyntax是指通用类型 ApplicationSyntax是指应用类型 2 1 3SMI的定义 lACCESS 定义SNMP协议访问对象的方式 在具体实现中可以增加或限制访问 选项有只读 读写 只写和不可访问 lSTATUS 说明管理对象是当前的还是过时的 状态子句中定义了必要的 mandatory 或可选的 optional 对象也可规定为过时的 obsolete 但新标准不支持该类型 deprecated 表示当前必须支持这种对象 但在将来的标准中可能被取消 lDesctPart 对象类型语义的文本描述 该子句是可选的 2 1 3SMI的定义 lReferPart 用文字描述可参考在其他MIB模块中定义的对象 该子句是可选的 lIndexPart 用于定义表对象的索引项 lDefValPart 定义对象实例的默认值 代理在创建实例时使用 该子句是可选的 lVALUENOTATION 规定用于通过SNMP访问该对象时所用的名称 2 1 3SMI的定义 当用一个具体的值代替宏定义中的变量 或参量 时就产生了宏实例 它表示一个实际的ASN 1类型 返回的类型 该类型可取的值的集合 返回的值 宏实例的表示是先写出类型名 后跟宏定义的名字 再后是宏定义规定的宏体部分 2 1 3SMI的定义 SysDescrOBJECT TYPE语法 DisplayString SIZE 0 255 存取 只读要求 必须说明 实体的文字描述 该项目包括系统硬件类型 操作系统和网络软件的全称和版本号 它只含有ASCII字符 system1 对象定义实例 操作MIB说明 2 1 4标量对象和表对象 SNMP对一个MIB进行访问时 所想访问的是对象的一个特定的实例 而不是对象类型 SMI用简单的二维标量表的数据结构来解决对象实例的识别问题 1 定义表表的定义涉及到ASN 1的序列类型sequence和sequence of的使用及对象类型宏定义中索引部分Indexpart的使用 RFC1213规范的TCP连接表的定义 tcpConnTableOBJECT TYPESYNTAXSEQUENCEOFTcpConnEntryACCESSnot accessibleSTATUSmandatoryDESCRIPTION AtablecontainingTCPconnection specificinformation tcp13 tcpConnEntryOBJECT TYPESYNTAXTcpConnEntryACCESSnot accessibleSTATUSmandatoryDESCRIPTION InformationaboutaparticularcurrentTCPconnection Anobjectofthistypeistransient inthatitceasestoexistwhen orsoonafter theconnectionmakesthetransitiontotheCLOSEDstate TCP连接表的定义 RFC1213 INDEX tcpConnLocalAddress tcpConnLocalPort tcpConnRemAddress tcpConnRemPort tcpConnTable1 TcpConnEntry SEQUENCE tcpConnStateINTEGER tcpConnLocalAddress tcpConnLocalPortINERGER 0 65535 tcpConnRemAddressIpAddress tcpConnRemPortINTEGER 0 65535 tcpConnStateOBJECT TYPESYNTAXINTEGER closed 1 listen 2 SynSent 3 synreceived 4 established 5 finWait1 6 finWait2 7 closeWait 8 lastAck 9 closing 10 timeWait 11 deleteTCB 12 ACCESSread writeSTATUSmandatoryDESCRIPTION ThestateofthisTCPconnection tcpConnEntry1 TCP连接表的定义 RFC1213 2 1 4标量对象和表对象 l整个TCP连接表 tcpConnTable 是TCP连接项 tcpConnEntry 组成的同类型序列 SEQUENCEOF 而每个TCP连接项是TCP连接表的一行 可以看出一张表由0行或多行组成 lTCP连接项是由5个不同类型的标量元素组成的序列 这5个标量的类型分别是INTEGER IpAddress INTEGER 0 65535 IpAddress和INTEGER 0 65535 lTCP连接表的索引由4个元素组成 它们分别为本地地址 本地端口 远程地址和远程端口 l整个表是对象类型TcpConnTable的实例 表的每一行是对象类型TcpConnEntry的实例 而且5个标量各有3个实例 3行 在RFC1212中 这种对象称为列对象 其产生表中的一个实例 2 1 4标量对象和表对象 2对象实例的标识表中的标量对象称为列对象 其有唯一的对象标识符 如前表中列对象TcpConnLocalAddress有3个实例 而这3个实例的对象标识符都是 1 3 6 1 2 1 6 13 1 2 要想区分表中的行则把列对象的对象标识符与索引对象的值组合起来就可以指定表中列对象的一个实例 并规定标量对象的标识后附上索引对象的值 索引对象按照其出现在表的定义中的顺序列出 图3 12说明了TcpConnTable的所有实例标识符 x 1 3 6 1 2 1 6 13 1 tcpConnEntry的对象标识符 tcpConnEntry是tcpConnTable的行标识对象的实例标识符 2 1 4标量对象和表对象 3 概念表和行对象对于表对象 如tcpConnTable和tcpConnEntry 没有实例标识符 因为它们是子节点 SNMP不能访问 在这些对象的MIB定义中 其访问特性为 not accessible 4 标量对象由于标量对象只能取一个值 所以从原则上讲不必区分对象类型的对象实例 然而为了与列对象一致 SNMP规定在标量对象标识符之后级联一个0 表示该对象的实例标识符 复习 2 1 4标量对象和表对象 5 按字典排序随机访问技术 按照对象的实例标识符进行取值 顺序访问技术 基于MIB中的对象按字典排序进行取值 对象标识符是一个整数序列 是对象在MIB中的逻辑位置 只要遍历MIB树 就可以排出所有对象及其实例的字典顺序 字典排序的作用 管理站通过字典排序搜索MIB树 在不知道对象标识符的情况下访问对象的值 例如 为检索一个表项 管理站可以用GetNext操作 按字典顺序得到预定的对象实例 2 2MIB 功能组 在RFC1213定义的MIB 是当前应用的管理信息库标准 它是MIB 的扩充 增加了一些对象和组 文件包含11个功能组和175个对象 MIB 2功能组 mib 的对象ID为1 3 6 1 2 1 复习 MIB 2功能组 2 2 1系统组 Systemgroup 系统组所包含的对象用来描述被管理网络设备的最高级特性和通用配置信息 如系统名 对象ID等 NMS向对象发送get request报文 NMS应用系统组获得的一个路由器的系统数据 Title SystemInformation router1 gxtech eduNameorIPAddress 172 16 252 1SystemName router1 gatech eduSystemDescription CiscoInternetworkOperatingSystemSoftwareIOS 7000Software C7000 JS M Version11 2 6 RELEASEOFTWARE gel Copyright c 1986 1997byCiscoSystems Inc CompiledTue06 May 9719 11bykuongSystemContact SystemLocation SystemObjectID iso org dod internet private enterprises cisco ciscoProducts cisco7000SystemUpTime 315131795ms 36days 11 21 57 95SystemInformationonRouter 复习 系统组的构成 1 系统服务对象sysServices 是7位二进制数 每一位对应OSI和TCP IP结构中的一层 制定对象识别方式 新建 如果系统提供某一层服务 则对应的位为1 否则为0 例如 一个节点的系统提供应用层和网络层服务 则sysServices对象具有值1000100 6810 2 系统启动时间sysUpTime 管理站周期地查询某个计数器的值 同时也查询系统启动时间的值 相比之下 管理站就可以知道该计数器在多长时间中变化了多少值 另外 在故障管理中 管理站可以周期地查询代理这个值 如果发现当前得到的值比最近一次得到的值小 则可推断出代理的系统已经重新启动过了 2 2 2接口组 Interfacegroup 用于实体的物理接口方面的配置信息和发生在每个接口的事件的统计信息 允许接口可以是点对点的连接 但一个接口一般依附于一个子网 该功能组对所有的系统都是必须实现的 由两个节点构成 2 2 2接口组 Interfacegroup 变量ifNumber是指网络接口数 每个接口相关的信息由表对象ifTable定义 每个接口对应一个表项 该表的索引是ifIndex 取值为1到ifNumber之间的数 IfType是接口类型的定义 常用的接口类型有54种 每种接口都有一个标准编码 如ethernet csmacd 6 iso88025 tokenRing 9 等 节点MIB操作 2 2 2接口组 Interfacegroup 关于接口状态的对象 ifAdminStatus对象为可读可写 使得管理者能为该接口设定理想的操作参数 ifOperStatus对象是只读的 反映出接口的当前实际工作状态 如果两个对象的值都为down 2 则该接口已被管理站关闭 如果IfAdminStatus的值为up 1 而IfOperStatus的值为down 2 则表明该接口出现了故障 panel 右键 状态表示 复习 2 2 2接口组 Interfacegroup 对象ifSpeed是一个只读计量器 表示接口的速率 例如ifSpeed取值10000000表示10Mbps 有些接口速率可根据参数变化 ifSpeed的值反映了接口当前的数据速率 接口组中的对象可用于故障管理和性能管理 END 2 2 2接口组 Interfacegroup 例如可以通过检查进出接口的字节数 ifInUcastPkts和ifOutUcastPkts 或队列长度 ifOutQLen 检测拥挤 可以通过接口状态获知工作情况 统计出输入 输出的错误率 输入错误率 ifInErrors ifInUcastPkts ifInNUcastPkts 输出错误率 ifOutErrors ifOutUcastPkts ifOutNUcastPkts 提供接口发送的字节数和分组数以作为计费的一种数据依据 2 2 3地址转换组 Addresstranslationgroup 地址转换组包含一个表 每一行对应系统的一个物理接口 提供从网络地址到物理地址的映射关系 网络地址是指系统在该接口的IP地址 物理地址取决于子网的种类 如果接口连接一个局域网 则物理地址是对该接口的MAC地址 诊断 地址映射 2 2 2地址转换组 Addresstranslationgroup 2 2 4IP组 IP组提供与IP协议有关的信息 在网络中路由器周期性的执行路由算法并更新路由表 IP组定义执行网络层协议 如主机和路由器 的节点的所有需要的参数 其功能组是必须实现的 IP组包含三个表对象 IP地址表 IP路由表和IP地址转换表 通过IPMIB我们可以获得IP层的任何辅助信息 如对象ipForwarding的值表示节点 路由器或网关 在两个自主的网络之间是否在起作用 IpInAddrErrors能使我们检测到因IP地址出错而丢弃的数据报的总数 操作 2 2 4IP组 IP地址表 IP地址表的结构和对象描述 IP地址表 IpAddrTable包含与本地IP地址有关的信息 每一行对应一个IP地址 其值与接口表的ifIndex一致 表中的对象值可以用get request或get next request消息得到 在配置管理中 可以利用这个表中的信息检查网络接口的配置情况 表中的对象属性都是只读的 所以SNMP不能改变主机的IP地址 IpAdEntAddr为表的索引项 操作 IP路由表 IP路由表 IP路由表 ipRouteTable包含关于转换路由的一般信息 表中的一行对应于一个已知的路由 由目的IP地址ipRouteDest作为该表的索引项 对于每一个路由 通向下一个结点的本地接口由ipRouteIfIndex表示 其值与接口表中的ifIndex一致 IP路由表 IpRouteTable中的所有对象对故障管理都是有用的 通过ipRouteType和ipRouteProto可得知路由信息是如何得到的 每个路由对应的路由协议由变量ipRouteProto指明 MIB说明 其中RIP HELLO OSPF为内部路由协议 BGP为外部路由协议 有些是制造商专用的协议 如ciscoIgrp为CISCO专用 如果路由是人工配置 则ipRouteProto表示为local IP路由表 IpRouteTable中的信息可用于配置管理 表中的对象是可读写的 可用SNMP设置路由信息 IpRouteTable也可用于故障管理 如果用户不能与远程主机建立连接 可检查路由表中的信息是否有错 IP地址转换表 IP地址转换表 ipNetToMediaTable提供了物理地址和IP地址的对应关系 每个接口对应表中的一项 这个表与地址转换组语义相同 IP地址转换表 MIB说明 例2 1 有一用户无法使自己的机器连接到网络中心的一台服务器上 其网络设置如图所示 问如何诊断出故障原因 分析过程如下 首先检查管理系统中的网络地图 通过ifOperStatus和ifAdminStatus读取网络各设备的接口当前的工作状态 若MIB值均为up则可以确信所有的网络设备都运行正常 操作panel 找出用户机器与服务器之间正在使用的路由 通过ipRouteDest ipRouteNextHop和ipRouteIfIndex来查询用户机器 请求到服务器的下一站 如通过用户机器的一接口到达路由器A 路由探测 u使用ipRouteDest对象来找出到达服务器的路由项u使用ipRouteNextHop得到下一站的IP地址u使用ipRouteIfIndex得到实体的外出接口 向路由器A请求同样的信息 得出路由器A是通过接口 Ethernet3 经由路由器B向服务器转发数据的 向路由器B请求同样的信息 得出路由器B是通过接口 TokenRing 直接发送数据给服务器 从而确认是否有一条有效路径 通过ipNetToMedia表中的对象得到IP地址到MAC地址的映射 使用表中的ipNetToMediaIfIndex ipNetToMediaPhysAddress ipNetToMediaNetAddress 若在接口 TokenRing 含有关于服务器的一项则可确认路由器B已和服务器通信了 2 2 5ICMP组 该组仅由发送或接收到的各种ICMP信息的计数器组成 通过ICMP组的对象可以对网络的性能管理功能进行分析 例如 一个用户在与远程登录的主机会话时性能非常慢 我们可以使用性能管理工具和性能管理对象对网络进行分析 首先 用性能管理对象检查主机CPU的负载情况 可用图形方式显示 若CPU利用率很高70 90 可排除用户和通信线路的问题 host hrDevice hrprocessorTable hrProcessorload 检查主机的用户数和进程数 若两个数值都很小 说明CPU负载为非正常的使用 中文MIB 主机信息 通过查看ICMP组对象icmpInEchos icmpOutEchos icmpInEchoReps和icmpOutEchoReps的数量 若数量很大则说明某个或某些ICMP分组消耗了太多的系统资源 引起了主机性能的下降 操作 2 2 5ICMP组 一个实体若接收到大量的icmpInSreQuenchs可能意味着是网络上的拥挤 若其发送大量的icmpOutSreQuenchs则可能意味着该实体用尽了资源 当有IP错误时 则可通过查看icmpInErrors和icmpOutErrors的数量来确定是否是ICMP分组导致的问题 MIB操作 2 2 6TCP组 ltcp组包含与TCP协议的实现和操作有关的信息 2 2 6TCP组 2 2 6TCP组 表中的前3项与重传有关 当TCP实体发送数据段后就等待应答 并开始计时 如果超时后没有得到应答 就认为数据段丢失了 因而要重新发送 MIB操作 说明 取值 对象tcpRtoAlgorithem说明计算重传时间的算法 其取值为 lother 1 不是以下的任何取值 lconstant 2 重传的超时值为常数 lrsre 3 该算法根据通信流量情况动态地计算超时值 lvanj 4 是由VanJacobson发明的一种动态算法 在网络往返时间变化较大时比前一种算法要更适合一些 2 2 6TCP组 Tcp组只包含一个连接表 2 2 6TCP组 TCP组对象可以用配置管理 性能管理和计费管理 TCP重传策略和相关的时间配置会对该协议的传输性能有很大的影响 通过查询对象tcpRtoAlgorithm tcpRtoMax和tcpRtoMin可以获得TCP当前的配置 通过tcpMaxConn可以配置一个网络使其能够处理所需数目的远程TCP连接 MIB操作 说明 取值 tcpCurrEstab中的当前连接数包含在TCP连接总数之内 而TCP连接数越多 系统性能会越差 MIB操作 取值 TCP口 开Web 取值 建立连接被拒绝的次数可以用来衡量网络的可靠性 通过对象tcpAttemptFails和tcpEstabResets取值的大小来判断网络的拒绝率 MIB操作 说明 取值 2 2 6TCP组 通过tcpRetrasSegs的值可以得到系统重新发送TCP段的个数