Introdução
Gerenciamento de Redes TCP/IP
Arquitetura de Gerenciamento
Simple Network Management Protocol
O Protocolo
Estrutura e Identificadores das Informações Gerenciais
Tipos de Dados
Identificadores de Objetos
Estrutura da MIB
Base de Informações Gerenciais
Referências Bibliográficas
Este artigo introduz os conceitos básicos de uma das sub-áreas de redes de computadores, gerenciamento de redes, especificamente redes TCP/IP. Serão apresentados o conjunto de protocolos que compõem a família de protocolos SNMP. Nos próximos artigos, serão apresentadas a nova versão do protocolo SNMP, as extensões da MIB-II, e as novas tendências na área de gerenciamento.
Introdução
A área de gerencia de redes foi inicialmente impulsionada pela necessidade de monitoração e controle do universo de dispositivos que compõem as redes de comunicação.
Atualmente as redes de computadores e os seus recursos associados, alem das aplicações distribuídas, tem se tornado fundamental e de tal importância para uma organização, que elas basicamente "não podem falhar".
Isto significa que o nível de falhas e de degradação de desempenho considerados aceitáveis esta cada vez mais diminuindo, sendo este nível igual ate a zero, dependendo da importância da rede para uma instituição.
Com esta crescente necessidade de gerenciamento, fez-se necessário que padrões para ferramentas fossem estabelecidos. Em resposta a esta necessidade surgiram dois padrões:
- Família de Protocolos SNMP: o protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) refere-se a um conjunto de padrões para gerenciamento que inclui um protocolo, uma especificação de estrutura de dados, e um conjunto de objetos de dados. Este protocolo hoje já está na sua segunda versão oficial, chamada de SNMPv2. E já existem estudos para o desenvolvimento do SNMPv3. Este é o protocolo de gerencia adotado como padrão para redes TCP/IP, e que aqui será tratado.
- Sistemas de gerenciamento OSI: este termo refere-se a um grande conjunto de padrões de grande complexidade, que definem aplicações de propósito geral para gerencia de redes, um serviço de gerenciamento e protocolo, uma especificação de estrutura de dados, e um conjunto de objetos de dados. Este conjunto de protocolos é conhecido como CMIP [ISO 1991] [Stallings 1993]. Pela sua complexidade, e pela lentidão do processo de padronização, este sistema de gerenciamento não e muito popular.
Gerenciamento de Redes TCP/IP
Arquitetura de Gerenciamento
O modelo utilizado para gerenciamento de redes TCP/IP é composto pelos seguintes elementos:
- Estação de Gerenciamento;
- Agente de Gerenciamento;
- Base de Informações Gerenciais (MIB);
- Protocolo de Gerenciamento de Redes.
A estação de gerenciamento serve como interface para o gerente humano num sistema de gerenciamento de rede.
O agente de gerenciamento responde `as solicitações de informações e de ações da estação de gerenciamento e deve também prover assincronamente informações importantes que não foram solicitadas por esta estação.
Os recursos a serem gerenciados são representados como objetos, e a coleção objetos é referenciada como Base de Informações Gerenciais (MIB).
A forma de comunicação entre a estação de gerenciamento e o agente é definido pelo protocolo de gerenciamento de rede, o SNMP.
Simple Network Management Protocol
O conjunto de padrões SNMP [Stallings 1993] [Stevens 1994] e formado por:
- Um conjunto de especificações de estrutura e identificação para as informações gerenciais. Este padrão é chamado SMI (Structure of Management Information). Estas especificações são encontradas no RFC 1155 [Rose and McGloghie 1990].
- Um protocolo de comunicação entre o gerente e o agente, chamado simplesmente de SNMP (Simple Network Management Protocol). A especificação deste protocolo e apresentada no RFC 1157 [Case et al. 1990].
- Uma base de informações gerenciais que especifica quais variáveis são mantidas pelos elementos de rede. Esta base de informações é denominada MIB (Management Information Base), e a sua segunda versão, MIB-II, está especificada pelo RFC 1213 [McGloghie and Rose 1991].
Este conjunto de padrões pode ser utilizado para outros tipos de aplicações, alem daquelas convencionais de gerencia. Uma utilização possível, é o uso do SNMP para fazer o Balanceamento de carga em ambientes distribuídos [Uchoa 1995].
O Protocolo
O protocolo SNMP define mensagens, unidades de dados chamadas PDU (Protocol Data Unit), para serem trocadas durante uma comunicação entre o gerente e o agente.
Os cinco tipos de mensagens SNMP são:
- get-request-PDU: mensagem enviada pelo gerente ao agente solicitando o valor de uma variável;
- get-next-request-PDU: mensagem utilizada pelo gerente para solicitar o valor da próxima variável depois de uma ou mais variáveis que foram especificadas;
- set-request-PDU: mensagem enviada pelo gerente ao agente para solicitar que seja alterado o valor de uma variável
- get-response-PDU: mensagem enviada pelo agente ao gerente, informando o valor de uma variável que lhe foi solicitado;
- trap-PDU: mensagem enviada pelo agente ao gerente, informando um evento ocorrido.
Uma vez que quatro, das cinco mensagens SNMP, são do tipo pergunta reposta, o protocolo SNMP, usa o protocolo de transporte UDP.
Alem de ter sido projetado para operar sob UDP, um protocolo não orientado a conexão, o próprio SNMP também e um protocolo não orientado a conexão, sendo cada troca de mensagens uma transação diferente entre o agente e a estação de gerenciamento.
Cada estação de gerenciamento, como também o agente, devem implementar os protocolos SNMP e, por conseqüência, UDP e IP para poderem se comunicar. Tal imposição exclui do processo de gerenciamento dispositivos que não suportam parte dos protocolos TCP/IP, ou que, apesar de implementarem o TCP/IP para suportar suas aplicações, não desejam adicionar mais carga ao seu sistema com o suporte ao protocolo SNMP.
Para que tais dispositivos também possam ser gerenciados, criou-se o conceito de agente proxy. Desta forma, este agente, que sabe se comunicar usando SNMP, responderia em nome do dispositivo que ele representa, e passaria o resultado da comunicação para o dispositivo de acordo com o protocolo que ele entende. Para tanto, este agente possui uma função de mapeamento que recebe as informações do dispositivo que ele representa e transforma armações em mensagens SNMP e vice-versa.
Estrutura e Identificadores das Informações Gerenciais
A estrutura da MIB e a identificação dos objetos gerenciais são definidos no padrao chamado SMI (Structure of Management Information), encontrados no RFC 1155 [Rose and McGloghie 1990].
As definições são feitas utilizado-se um pequeno conjunto de caracteristicas e elementos ASN.1.
Tipos de Dados
SNMP utiliza apenas um pequeno conjunto de diferentes tipos de dados, classificados em tipos universais e tipos de aplicação.
A – TIPOS UNIVERSAIS
Estes são os tipos permitidos para definirem objetos da MIB. Eles são baseados na classe UNIVERSAL.
- INTEGER (UNIVERSAL 2);
- OCTET STRING (UNIVERSAL 4);
- NULL (UNIVERSAL 5);
- OBJECT IDENTIFIER (UNIVERSAL 6);
- SEQUENCE, SEQUENCE OF (UNIVERSAL 16);
B – TIPOS DE APLICAÇÃO
- DisplayString: um string de 0 ou mais octetos. Cada variável deste tipo na MIB-II, não deve possuir mais de 255 caracteres;
- IpAddress: este tipo é um OCTET STRING de tamanho 4, um para cada octeto do numero IP;
- PhysAdress: um OCTET STRING que especifica o endereço físico;
- Counter: um inteiro não negativo, que só pode ser incrementado e não decrementado;
- Gauge: um inteiro não negativo, que pode ser tanto incrementado como decrementado;
- TimeTicks: um inteiro não negativo, que armazena o tempo em centenas de segundos, a partir de alguma época.
Identificadores de Objetos
Um identificador de um objeto, é um identificador único, que consiste numa seqüência de inteiros conhecidos como sub-identificadores.
A seqüência, lida da esquerda para a direita, define a localização deste objeto na estrutura de arvore da MIB.
Estrutura da MIB
Associado a cada um dos objetos da MIB, está o seu identificador, que nomeia este objeto. Esta identificação segue uma estrutura hierárquica, cuja convenção também serve para identificar os tipos dos objetos.
O documento SMI, define quatro nodos abaixo do nodo Internet:
- directory: esta sub-arvore é reservada para o uso futuro do X.500l;
- mgmt: esta sub-arvore é utilizada para o objetos gerenciados definidos em documentos IAB aprovados;
- experimental: esta sub-arvore é utilizada para identificadores de objetos gerenciados usados em experiências na Internet;
- private: esta sub-arvore está reservada para a utilização de identificadores de objetos gerenciados definidos unilateralmente, por exemplo, por fabricantes que desejem ter seus próprios objetos.
Base de Informações Gerenciais
A MIB é uma base de dados, cuja estrutura é especificada pelo padrão SMI, como ja descrito anteriormente.
Ela pode ser caracterizada como um banco de dados ativo, o que possibilita que os valores das suas variáveis sejam, não só recuperados,como também alterados.
Cada agente deve manter sua própria instancia da MIB, relacionada com os objetos que estão sendo gerenciados sob o seu domínio. O RFC 1213, define um conjunto de variáveis utilizadas para a monitoração e o controle de redes TCP/IP.
Para cada novo dispositivo a ser gerenciado, que não tenha sido previsto o seu gerenciamento, é necessário que seja definido um conjunto de novas variáveis, estendendo assim, a MIB-II original.
Referências Bibliográficas
[Case et al. 1990] Case, J. D., Fedor, M. S., Schoffstall, M. L., and Davin, C. Simple Network Management (SNMP), RFC 1157, Maio 1990.
[Case et al. 1993] Case, J. D., McCloghrie, K., Rose, M. T., and Waldbusser, S. An Introduction to Version 2 of the Internet-Standard Network Management Framework, RFC 1441, Abril de 1993.
[Hunt 1992] Hunt, Craig. TCP/IP Network Administration. ÓReilly & Associates, Inc., 1992.
[ISSO 1991] Information Technology Open Systems Interconection. Common Management Information Protocol Specification. Technical Report IS 9596, International Organization for Standardization, Maio 1991.
[McGloghie and Rose 1991] McCloghrie, K., Rose, M. T. Management Information Base for Network Management of TCP/IP-based Internets: MIB-II, RFC 1213 Marco 1991.
[Rose and McGloghie 1990] Rose, M. T., McCloghrie, K. Structure and Identification of Management Information for TCP/IP-based Internets, RFC 1155, Maio de 1990.
[Stallings 1993] Stallings, William. SNMP, SNMPv2, and CMIP - The Practical Guide to Network-Management Standards. Addison Wesley, 1993
[Stevens 1994]. Stevens, W. R. TCP/IP Illustrated,Volume 1 - The Protocols. Addison Wesley. 1994.
[Stevenson] Stevenson, D. W. Network Management - What it is and what it
isn't. ftp://zippy.telcom.arizona.edu/pub/snm/docs/
[Uchoa 1995] Uchoa, R. C. Suporte para Monitoramento e Controle de Carga em Ambientes Distribuidos. Dissertação de Mestrado. Departamento de Informatica PUC-RIO. Rio de Janeiro. 1995.
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