Gerenciamento de Redes de TCP/IP

1. Gerenciamento deRedes de TCP/IP

2. Introdução • O que é o Gerenciamento de Redes? • Ações que permitem que a rede de computadores permaneça operando da forma mais adequada a maior parte do tempo • Envolve: expectativa dos usuários + recursos financeiros disponíveis • Gerenciamento manual é gerenciamento?

3. Introdução • Gerentes e recursos auxiliares • Motivo econômico: gerenciar uma rede com muitos gerentes é caro • 16 equipamentos - 1 gerente • 32 equipamentos - 2 gerentes • 64 equipamentos - 4 gerentes • 128 equipamentos - 8 gerentes • 256 equipamentos - 16 gerentes!!!

4. Introdução • Motivo técnico: gerentes humanos são muito “lentos” para perceberem certos eventos de rede

5. Introdução • Gerenciamento de Redes em Ciência da Computação: estudo de formas que auxiliem o gerente da rede em manter a mesma sempre ativa • Envolve: • Protocolos • Equipamentos • Software de gerenciamento

6. O que deve ser gerenciado? • A OSI dividiu o gerenciamento em 5 áreas funcionais distintas: • Gerenciamento de Falhas • Ex.: Como avisar ao gerente que o enlace da corporação caiu? • Gerenciamento de Configuração • Ex.: Quais os roteadores da rede devem sofrer um atualização do sistemas operacional?

7. O que deve ser gerenciado? • Gerenciamento de Desempenho • Ex.: Por que a conexão de 2Mbps com a Internet só está funcionando a 1Mbps? • Gerenciamento de Segurança • Ex.: Quem acessou os arquivos restritos às 5 horas da manhã? • Gerenciamento de Contabilização • Ex.: Que usuário utiliza mais a impressora? • Ex.: Quem mais utiliza HTTP às 15 horas?

8. O que deve ser gerenciado? • Tipicamente o gerenciamento se preocupa com elementos internos ao domínio administrativo • Redes de uma corporação • Universidade e seus setores • Com o advento da Internet, o gerenciamento deve se preocupar também com elementos externos • Por que o roteador do provedor de acesso não está repassando os pacotes corretamente?

9. Internet O que deve ser gerenciado? Portáteis Roteadores Hubs Estação de Gerenciamento Impressoras Switches Hosts

10. Etapas do gerenciamento • Criação e implantação da rede • Projeto físico - determinação de quais os equipamentos que serão utilizados • Configuração - determinação de quais os endereços IP atribuídos aos equipamentos • Manutenção • Instalação das estruturas (software) de gerenciamento • Monitoração e configuração

11. Base de dados Base de dados Rede Modelo de gerenciamento • O modelo de gerenciamento define as estruturas necessárias para se ter o gerenciamento de redes Solicitações Processo Gerente Processo Agente Respostas Notificações

12. Modelo de gerenciamento • Para cada funcionalidade/dispositivo existem programas específicos que capturam as informações de interesse • Inevitavelmente, com um grande número de equipamentos necessitaremos de um grande número de programas para gerenciar a rede • Equipamentos com mesmas funcionalidades, mas de fabricantes diferentes, são gerenciados por programas diferentes • Não existiria uma forma padrão de aquisição de informações em uma rede de computadores?

13. Datagrama IP Cabeçalho IP Mensagem ICMP 20 bytes Protocolos • ICMP • O ICMP é considerado parte da camada IP • Entretanto é encapsulado em um pacote IP

14. 32 bits Tipo Código Checksum (conteúdo depende do Tipo e Código da mensagem) Protocolos • As mensagens podem ser classificadas como requisições ou erros • Nenhuma mensagem de erro pode ser gerada em resposta a outra mensagem de erro

15. Protocolos • Implementação do ping • Mensagem ICMP Echo Request • Resposta: ICMP Echo Reply • Implementação do tracert • Uso de campo TTL do protocolo IP • Enquanto receber mensagens de descarte sabe que não chegou ao final • Chega ao destino com um Echo Reply

16. Gerenciamento não intrusivo • Analisa-se o conteúdo da rede através da monitoração do enlace • Um software (sniffer) captura todos os pacotes do enlace e fornece resultados sobre o tráfego • Não intrusivo porque não coloca nenhum tráfego de gerenciamento extra na rede

17. Protocolos • IAB (Internet Activities Board) tinha 3 opções (1988) • High-level Entity Management System (HEMS) • Simple Gateway Monitoring Protocol (SGMP) • Common Management Information Protocol over TCP (CMOT) • Decisão: implementar SNMP (baseado em SGMP) com vistas ao CMOT (CMIP over TCP) -> IETF (Internet Engineering Task Force) • SNMP • Para gerenciamento de falhas e configuração • Baseado em IP • Resultado: SNMP é o padrão de fato no gerenciamento de redes atualmente

18. GERÊNCIA SNMP SIMPLE MANAGEMENTE NETWORK PROTOCOL (SNMP) • Inicialmente desenvolvido em 1988 como uma pequena solução para gerenciamento de dispositivos conectados a Internet; • Padrão para as redes baseadas no conjunto de protocolos TCP/IP como a Internet: • Simples de implementar; • Amplamente difundido; • Compõe os frameworks de gerência de redes padrão IETF; • Evolutivo: SNMPv2, SNMPv3, RMON1, RMON2 ...

19. GERÊNCIA SNMP SIMPLE MANAGEMENTE NETWORK PROTOCOL (SNMP) • Composto de: • Protocolo para trocas de mensagens; • Padrões para estruturar a informação; • Originalmente o SNMP oferecia suporte somente para o gerenciamento de bridges, routers e gateways, mas rapidamente este suporte foi estendido para todo o tipo de dispositivo de rede; • Além das redes ethernet, existem implementações do SNMP para suporte a Novell IPX/SPX, ApleTalk DDP e outras tecnologias de enlace como ARCNET, ATM e FDDI.

20. GERÊNCIA SNMP EVOLUÇÃO SNMP • SNMPv1 continua sendo a versão completa padronizada para a Internet; • Segundo o IETF cada especificação (Request For Coments) pode apresentar os níveis proposta, rascunho, completa, experimental e histórica ; • O SNMPv3 é a terceira versão do SNMP em desenvolvimento com a proposta de adicionar características necessárias para o suporte dos ambientes de Internet atuais; • O SNMPv3 está passando para o nível rascunho e as principais propostas são a segurança e novas implementações para administração remota.

21. Nome Nível Descrição SNMPv1 Completa A versão Original, definida pela RFC 1157 [maio de 1990]. SNMPsec Histórica A primeira tentativa de adição de Segurança ao SNMPv1, definida pelas RFCs 1351 [julho de 1992], 1352 [julho de 1992] e 1353 [julho de 1992]. SNMPv2p Histórica Outra tentativa de adição de Segurança ao SNMP, definida pelas RFCs 1441[abril de 1993], 1445 [abril de 1993], 1446 [abril de 1993], 1448 [abril de 1993] e 1449 [abril de 1993]. SNMP2c Experimental Foi uma tentativa de combinar o protocolo de operação do SNMPv2 com com a segurança do SNMPv1, definida pelas RFCs 1901 [janeiro de 1996] , 1905 [janeiro de 1996] e 1906 [janeiro de 1996]. GERÊNCIA SNMP EVOLUÇÃO SNMP

22. SNMPv2u Experimental Foi uma tentativa de oferecer segurança baseada nas operações de nomes de usuários e protocolos SNMPv2, definida pelas RFCs 1905 [January 1996],1906 [janeiro de 1996],1909 [fevereiro de 1996] e 1910 [fevereiro de 1996]. SNMPv2* Experimental Foi uma tentativa de adicionar as melhores características do SNMPv2p e SNMPv2u, definida pelo documento encontrado no site SNMP Research. SNMPv3 Proposta Proposta atual para a adição de segurança e administração remota ao SNMP, definida pelas RFCs 2271 [janeiro de 1998], 2271 [janeiro de 1998], 2272 [janeiro de 1998], 2273 [janeiro de 1998], 2274 [janeiro de 1998] e 2275 [janeiro de 1998]. GERÊNCIA SNMP EVOLUÇÃO SNMP

23. Protocolos • SNMP (Simple Network Management Protocol) • Simples porque os recursos gerenciados necessitam de pouco processamento nas tarefas de gerenciamento; mínimo de software necessário • Tarefas mais complexas de processamento e armazenagem de dados são de responsabilidade do sistema gerenciador • Poucas funções de gerenciamento são pertinentes aos recursos gerenciados • Para o protocolo ser simples existe um conjunto limitado de comandos e mensagens do protocolo possíveis

24. Protocolos • Protocolo não orientado a conexão; nenhuma ação prévia é necessária no envio de mensagens; nenhuma ação é necessária após as mensagens terem sido enviadas • Conseqüência: não existe nenhuma garantia que as mensagens do protocolo chegarão ao destino • Na prática, entretanto, a maioria das mensagens são entregues, e aquelas que não são podem ser retransmitidas • Robustez: como não existe conexão, nem o gerente nem o sistema gerenciado necessitam um do outro para operar

25. Protocolos • Para que um recurso possa ser gerenciado, basta criar um agente SNMP para o recurso • O gerenciamento é feito de forma uniforme por um sistema de gerenciamento • A interface de gerenciamento é então a interface do sistema que interage com os agentes • Cada endereço IP pode possuir vários agentes SNMP, mas de forma geral tem-se apenas um gerente e várias expansões do mesmo

26. Protocolos • Agentes SNMP podem ser encontrados em: • Hubs mais sofisticados • Servidores de rede e seus sistemas operacionais • Placas de rede mais sofisticadas e respectivos hosts • Dispositivos de rede como pontes, switch’s e roteadores • Equipamentos de testes como analisadores e monitores de rede • No-breaks • Modens • Bastidor de modens • Servidores Web • Servidores de FTP • etc, etc e etc

27. Sistema de Gerenciamento Sistema Gerenciado Recursos Aplicação de Gerenciamento Objetos Gerenciados Resposta Resposta Trap Trap Get-Next Get-Next Set Set Get Get Mensagens SNMP Gerente SNMP Agente SNMP UDP UDP IP IP Enlace Enlace Físico Físico Rede Modelo SNMP

28. Local Network Header IP Header UDP Header Mensagem SNMP Local Network Trailer Datagrama UDP Datagrama IP SNMP - Aplicação Apresentação Quadro no nível de enlace Sessão UDP - Transporte IP - Rede SNMP

29. SNMP - Mensagens • SNMP Protocol Data Units (PDUs) • Mensagem SNMP • Versão + Comunidade (header de autenticação) • PDU • 5 tipos de PDUs • GetRequest • GetNextRequest • GetResponse • SetRequest • Trap

30. Versão Comu- nidade PDU GetRequest, GetNextRequest, GetResponse ou SetRequest Tipo de PDU Request ID Status de Erro Índice do Erro Objeto 1, Valor 1 Objeto 2, Valor 2 . . . VarBind List SNMP - Campos das Mensagens • Get, GetNext, Set e GetResponse têm o mesmo formato • Trap tem formato exclusivo

31. SNMP - Campos das Mensagens • Campos • Versão. Para garantir que gerente e agente estão executando a mesma versão do protocolo. Mensagens com versões diferentes são descartadas. • Comunidade. Garante o acesso a um conjunto limitado de objetos da MIB. Caso exista diferenças na comunidade é emitido pelo agente uma trap que indica falha de autenticação • Caso a versão e comunidade estejam consistentes então é processada a PDU logo a seguir

32. SNMP - Campos das Mensagens • Tipo de PDU. Inteiro que identifica a operação a ser processada • 0 - GetRequest; • 1 - GetNextRequest; • 2 - GetResponse; • 3 - SetRequest; • 4 - Trap • Request ID. Inteiro que identifica pares de mensagens SNMP entre agente e gerente.

33. SNMP - Campos das Mensagens • Status de Erro. Identifica operações executadas com sucesso ou um dos cinco erros previstos • 0 (noError) - Operação sem erros • 1 (tooBig) - O tamanho da PDU GetResponse excede um limite local • 2 (noSuchName) - Não existe objeto com o nome requisitado • 3 (badValue) - Uma PDU SetRequest contém uma variável de tipo, tamanho ou valor inconsistente • 4 (readOnly) - Uma PDU SetRequest foi enviada para alterar o valor de um objeto read-only • 5 (genErr) - Erro genérico

34. SNMP - Campos das Mensagens • Índice do Erro. Indica a qual par objeto-valor, passado na PDU, se refere o erro • VarBind. Ligação entre um objeto e um valor; VarBind List: lista destas ligações • Em GetRequest e GetNextRequest os objetos possuem valores associados igual a NULL (tipo de dado especial de ASN.1)

35. Arquitetura de Gerenciamento Baseada na Web • Interface de gerenciamento: browser • Vantagem: Independência de plataforma • Existem navegadores para todas as plataformas mais usadas • As informação de gerenciamento são armazenadas em um WebServer • O browser acessa o WebServer para obter tais informações

36. Browser A Web Server Browser B Browser C Arquitetura de Gerenciamento Baseada na Web

37. Arquitetura de Gerenciamento Baseada na Web • Existem duas formas de gerenciamento • Gerentes SNMP usando WebServers • O browser acessa um gerente que acessa as informações via SNMP • As informações são disponibilizadas em páginas HTML pelo gerente SNMP • Agentes SNMP com HTTP • O browser acessa diretamente os recursos através do browser • O WebServer acessa os dados através de SNMP • Os dados são disponibilizados através de páginas HTML geradas pelo agente SNMP • O recurso gerenciado deve possuir capacidade de processamento para suportar ao mesmo tempo um WebServer e um agente SNMP

38. Browser HTTP HTTP Web Server Web Server Páginas HTML Páginas HTML SNMP Gerente SNMP Agente SNMP Agente SNMP SNMP Arquitetura de Gerenciamento Baseada na Web

39. Management Information Base (MIB) - Conceitos • É uma base de dados conceitual • Os dados podem estar realmente em um SGBD • ex.: Taxa de utilização de um link • Os dados podem ser encontrados nos próprios recursos • ex.: Estado atual de uma interface • Uma MIB é apresentada como uma árvore de dados estruturada • Nodos intermediários contém sub-nodos, mas não contém nenhum valor associado • Se um nodo não possui sub-nodos então ele é chamado de objeto e possui um valor associado

40. Raiz Nodo(1) Nodo(2) Nodo(1) Nodo(2) Objeto(1) Nodo(1) Objeto(2) Objeto(1) Management Information Base (MIB) - Identificação • Cada nodo possui um identificador (OID) • O OID de um nodo é composto pelo OID de seu pai mais o seu próprio identificador relativo • O nodo raiz da MIB não possui OID • A árvore é percorrida em profundidade começando pelos ramos da esquerda e seguindo a direita

41. Management Information Base (MIB) - Identificação • O uso de número nos OIDs dificulta a compreensão de cada nodo da MIB • Alternativamente, um OID pode ser substituído por um nome melhor explicativo: OID Name • ex.: system = 1.3.6.1.2.1.1 • ex.: sysUpTime = 1.3.6.1.2.1.1.3 • Nas identificações, o OID e o OID Name podem ser utilizados conjuntamente • ex.: sysUpTime = system.3

42. (MIB) -Recursos Envolvidos • Para executar o gerenciamento, o sistema utiliza várias fontes de informação em relação às MIBs • Valores do dado acessado: agente no recurso gerenciado • Descrição do dado acessado: arquivo de MIB • Tipo do dado acessado: arquivo de MIB • O que é um arquivo de MIB? Arquivo que descreve uma base de dados conceitual informando a descrição de cada dado, seu tipo e estruturação dentro da árvore • Apenas o valor do dado é recuperado através do acesso aos agentes

43. (MIB) -Recursos Envolvidos • Normalmente apenas o gerente necessita de um arquivo de MIB • O gerente pode não conhece a natureza dos dados • O arquivo pode ser compilador para que as informações sejam acessadas mais rapidamente • Uso de um compilador de MIB pelo gerente • O agente não precisa se utilizar de um arquivo de MIB • Ele sempre sabe a natureza dos dados que está implementando • Um arquivo de MIB é utilizado pelos agentes quando uma nova implementação é realizada, mas o arquivo serve apenas como documentação • Com freqüência o termo “arquivo MIB” é referenciado apenas por MIB, o que pode gerar confusão

44. Elementos do Gerenciamento • Para que o gerenciamento possa ser implantado, temos necessariamente que utilizar os seguintes elementos: • Gerente (estação de gerenciamento, sistema gerenciador) • Acessa dados de uma base localizada no sistema gerenciado • Agente (recurso gerenciado, sistema gerenciado) • Exporta os dados da base de gerenciamento para que o gerente possa ter acesso aos mesmos • Protocolo (ex.: SNMP) • Fornece o mecanismo de comunicação entre o gerente e agente • Base de dados (ex.: MIB) • Os dados a serem gerenciados, seu valor, tipo e significado

45. Bases de Gerenciamento • Cada MIB define um conjunto de objetos que podem ser acessados pelos gerentes • MIB-I (RFC 1066, RFC 1156) • Publicada pela primeira vez em 1990 • Apresentava objetos para gerenciamento genérico de equipamentos • MIB-II (RFC 1158, RFC 1213) • Definições da MIB-I foram expandida e melhoradas • Permite expansão da MIB para melhoramentos específicos de empresas

46. MIB-II • Dividida em três sub-árvores • ccitt (0), administrada pelo CCITT • iso (1), administrada pela ISO • joint-iso-ccitt(2), pela ISO e CCITT • iso(1), org(3), U.S. Departament of Defense: dod(6) e internet(1) • Sobre internet temos: • directory(1): reservado para uso da ISO • mgmt(2): para gerenciamento genérico • experimental(3): para experimentações • private(4) com enterprises(1): para gerenciamento específico

47. MIB-II • Os objetos da MIB-II são encontrados no OID 1.3.6.1.2.1 ou mgmt.1 ou mib-2 • system (mib-2.1): descrições gerais do sistema gerenciado • interfaces (mib-2.2): gerenciamento das interfaces do sistema • ip (mib-2.4): para gerenciamento a nível IP • icmp (mib-2.5): objetos relativos ao protocolo ICMP • tcp (mib-2.6): para gerenciamento de conexões TCP • udp (mib-2.7): para gerenciamento de transmissões UDP • snmp (mib-2.10): para gerenciamento do próprio SNMP

48. SMI • SMI - Structure of Management Information • Conjunto de regras que define como uma MIB é especificada • Definido na RFC1155 • Melhoramentos na RFC1212 e RFC1215 • Um arquivo de MIB usa a notação ASN.1 e as regras SMI para definir os objetos da MIB • SMI define que cada objeto da MIB deve possuir: • Um nome (OID) que identifica o objeto unicamente • Uma sintaxe que identifica o tipo do objeto • Uma codificação que descreve como as informações serão transmitidas

49. Exemplo • MRTG • Mib- Browser

50. Gerenciamento de Redes - Plataformas de Gerenciamento • Pacote de software que fornece as funcionalidades básicas de gerenciamento para vários componentes diferentes de rede. • Objetivo: fornecer funcionalidades genéricas para gerenciamento padrão dos vários dispositivos. • GUI • Mapa da rede • DBMS • Método padrão de consulta aos dispositivos • Menu de sistema programáveis • Log de eventos