Administração e Gerencia de Redes de Computadores

1. Prof: Carlos Alberto Luz Administração e Gerencia deRedes de Computadores

2. Roteiro Introdução O que deve ser gerenciado? Modelo de gerenciamento Protocolos SNMP Plataformas e arquiteturas de gerenciamento Métricas RMON Gerenciamento baseado na Web

3. 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?

4. 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!!!

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

6. 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

7. 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?

8. 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?

9. 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?

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

11. Bibliografia Stevenson, Douglas W. Network Management - What it is and what it isn't. April, 1995. Artigo de 1995 que discute profundamente as atividades de gerenciamento e como estas se relacionam com a rede. Disponível via Web em http://penta.ufrgs.br/gere97/whatisnm.htm

12. 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

13. Bibliografia Tanenbaum, A. S., Computer Networks, 3rd Edition, Pretice-Hall, 1996. Este livro aborda praticamente todos os tópicos do conteúdo de redes de computadores. Recomenda-se a versão original em inglês, visto que a versão em português apresenta alguns problemas de tradução.

14. Bibliografia Soares, L. F. G. et al. Redes de Computadores: das LANs, MANs e WANs às Redes ATM.Campus, 1995. Este livro cobre também redes ATM, assim como redes locais e de longa distância. Por ter sido escrito originalmente em português não apresenta os problemas do livro anterior. Perlman, R. Interconnections: Bridges, Routers,Switches, and Internetworking Protocols. Addison-Wesley, 2nd Edition, 1999. Esta referência contempla em detalhes os aspectos técnicos referentes à função de roteamento, seus protocolos, e a comutação de nível 2 (switching).

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

16. 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?

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

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

19. 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

20. 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

21. Bibliografia Comer, D. Internetworking with TCP/IP – Vol. 1, 2 and 3. Prentice-Hall, 2000, 1998, 1997. Estes três volumes são, em conjunto, uma referência principal e abordam os tópicos com um detalhamento importante.

22. 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

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

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

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. SNMP - Campos das Mensagens Get, GetNext, Set e GetResponse têm o mesmo formato Trap tem formato exclusivo 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

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

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

39. Bibliografia Leinwand, Allan; Conroy, Karen Fang. Network Management - A Practical Perspective. 2nd edition. Addison Wesley, 1996. Este livre discute profuncamento as áreas funcionais do gerenciamento e como estas podem ser implementadas. Miller, Mark A. Managing Internetworks with SNMP. 2nd edition. M&T Books, 1997. Este livro se preocupa mais com as atividades ralacionadas ao protocolo SNMP e como o mesmo deve ser usado no gerenciamento de redes.

40. Bibliografia Stallings, Willian. SNMP, SNMPv2 and RMON. 2nd edition. Addison Wesley, 1996. Este livro apresenta as duas primeiras versões do SNMP, mas mais importate, introduz os conceitos da arquitetura RMON e a utilização de sua MIB.

41. 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

42. 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 Raiz Nodo(1) Nodo(2) Nodo(1) Nodo(2) Objeto(1) Nodo(1) Objeto(2) Objeto(1) • O nodo raiz da MIB não possui OID • A árvore é percorrida em profundidade começando pelos ramos da esquerda e seguindo a direita

43. 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

44. (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

45. (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

46. 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

47. 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

48. 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

49. 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

50. 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