SNMP(简单网络管理协议)详解

一、简介

SNMP(简单网络管理协议)： 专门用于在 IP 网络管理网络节点（服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等）的一种标准协议，它是一种应用层协议。 SNMP 使网络管理员能够管理网络效能，发现并解决网络问题以及规划网络增长。通过 SNMP 接收随机消息（及事件报告）网络管理系统获知网络出现问题。

SNMP的前身是简单网关监控协议（SGMP），用来对通信线路进行管理。随后，人们对SGMP进行了很大的修改，特别是加入了符合Internet定义的SMI和MIB，改进后的协议就是著名的SNMP。

• 管理信息结构SMI（Structure ofManagement Information）定义了SNMP框架所用信息的组织和标识，为MIB定义管理对象及使用管理对象提供模板。
• 管理信息库MIB（，Management Information Base）定义了可以通过SNMP进行访问的管理对象的集合，一种树状数据库，MIB管理的对象，就是树的端节点。
• 对象识别符OID（Object Identifier）定义了端节点的唯一位置和唯一名字，其命名规则就是父节点的名字作为子节点名字的前缀。 

二、架构原理

 一个SNMP管理的网络由下列三个关键组件组成：

• 网络管理系统（NMS，Network-management systems）NMS运行应用程序，监控被管理的设备。网络管理系统提供网络管理需要的大量运算和记忆资源。
• 被管理的设备（managed device）被管理的设备是一个网络节点，它包含一个SNMP agent。被管理的设备通过管理信息库（MIB）收集并存储管理信息，并且让网络管理系统通过agent读取这些信息。
• 代理者（agent）agent是一种存在于被管理的设备中的网络管理软件模块。agent控制本地机器的管理信息，以和SNMP兼容的格式传送这项信息。

主代理是一个在可运行的SNMP网络组件上运作的软件，可回应从管理站发出的SNMP要求。它的角色类似C/S术语中的服务器。主代理依赖子代理提供有关特定功能的管理信息。

子代理是一个在可运行的SNMP网络组件上运作的软件，运行在特定子系统的特定管理信息库（MIB，Management Information Base）中定义的信息和管理功能。子代理的一些能力有：搜集主代理的信息、配置主代理的参数、回应管理者的要求、产生警告或陷阱trap

主代理和子代理的角色可以合并，在这种情况下我们可以简单的称之为代理（agent）。

​SNMP定义了五种Manager与Agent之间的通讯形式。

1. Get-request
2. Get-next-request
3. Set-request
4. Get-response
5. Trap

前三项都是属于Manager向Agent发出的讯息，后两项则属于Agent向Manager发出的讯息

Trap：当设备发生了各种事件之后，产生的MIB信息由SNMP代理主动向NMS发送，是不需要NMS请求的，NMS收到之后不需要向SNMP代理发送确认消息，SNMP发出去的Trap是根本不知道NMS是否收到，自己发送完毕之后，这些MIB信息会马上删除，不会驻留内存里面。

informs：informs和Trap恰好相反、设备发生事件后，这些信息并不会主动向NMS通告，除非NMS发送requst来查询，然后才会发出去，但是发出去的informs之后会保留在内存里面，当NMS收到informs之后必须向SNMP代理发送确认消息，如果不发送确认消息，SNMP代理会重复多次发送informs（informs具有可靠性）

通过NMS来更改设备上的配置，查询设备信息，发送的数据包为Get，更改设备的配置为Set

三、现存版本

• SNMPV1：该版本基于简单网关监视协议发展而来的，于1988年发布，安全性差，错误状态较少。典型的，SNMP为代理使用UDP端口161，为管理站使用UDP端口162。客户端的认证使用明码传送。
• SNMPV2：SNMP v2c（基于社区的SNMP第二版）定义于RFC 1901–RFC 1908，SNMP v2u（基于用户的SNMP第二版）定义于RFC 1909–RFC 1910。由于高复杂度，产生了商业化的变种，称为SNMP v2*，而且它的机制最后被SNMP第三版的两个安全性框架之一采用。
• SNMPV3：Internet工程工作小组（IETF）把在RFC3411-RFC3418（STD0062）中定义的SNMP第三版作为2004年的标准版本，以替代SNMPV1正式成为标准协议，SNMP第三版提供三项重要的服务：认证、隐私和访问控制。

四、技术优点

SNMP是管理进程（NMS）和代理进程（Agent）之间的通信协议。它规定了在网络环境中对设备进行监视和管理的标准化管理框架、通信的公共语言、相应的安全和访问控制机制。网络管理员使用SNMP功能可以查询设备信息、修改设备的参数值、监控设备状态、自动发现网络故障、生成报告等。

SNMP具有以下技术优点：

1. 基于TCP/IP互联网的标准协议，传输层协议一般采用UDP。
2. 自动化网络管理。网络管理员可以利用SNMP平台在网络上的节点检索信息、修改信息、发现故障、完成故障诊断、进行容量规划和生成报告。
3. 屏蔽不同设备的物理差异，实现对不同厂商产品的自动化管理。SNMP只提供最基本的功能集，使得管理任务与被管设备的物理特性和实际网络类型相对独立，从而实现对不同厂商设备的管理。
4. 简单的请求—应答方式和主动通告方式相结合，并有超时和重传机制。
5. 报文种类少，报文格式简单，方便解析，易于实现。
6. SNMPv3版本提供了认证和加密安全机制，以及基于用户和视图的访问控制功能，增强了安全性。

五、snmp4j代码示例

先看一下SNMP协议要传输的内容：SNMP的5种协议数据单元_协议分析网

接下来就是用SNMP4J协议的jar包来完成各个功能：http://www.snmp4j.org/html/download.html

SNMP4J把开发包分为了两个，一个SNMP4J.jar主要负责get,trap,set，一个是SNMP4J-Agent.jar主要负责作为一个网元被管理。

5.1、开发一个Agent

 需要用到两个配置文件bc和cfg文件，可以在这里下载：http://download.csdn.net/detail/three_man/7477991

import java.io.File;  
import java.io.IOException;  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.List;  
import org.snmp4j.agent.BaseAgent;  
import org.snmp4j.agent.CommandProcessor;  
import org.snmp4j.agent.DuplicateRegistrationException;  
import org.snmp4j.agent.io.ImportModes;  
import org.snmp4j.agent.mo.DefaultMOTable;  
import org.snmp4j.agent.mo.MOTableRow;  
import org.snmp4j.agent.mo.snmp.RowStatus;  
import org.snmp4j.agent.mo.snmp.SnmpCommunityMIB;  
import org.snmp4j.agent.mo.snmp.SnmpNotificationMIB;  
import org.snmp4j.agent.mo.snmp.SnmpTargetMIB;  
import org.snmp4j.agent.mo.snmp.StorageType;  
import org.snmp4j.agent.mo.snmp.VacmMIB;  
import org.snmp4j.agent.security.MutableVACM;  
import org.snmp4j.mp.MPv3;  
import org.snmp4j.security.SecurityLevel;  
import org.snmp4j.security.SecurityModel;  
import org.snmp4j.security.USM;  
import org.snmp4j.smi.Integer32;  
import org.snmp4j.smi.OID;  
import org.snmp4j.smi.OctetString;  
import org.snmp4j.smi.Variable;  
  
public class MyAgent extends BaseAgent {  
    private List<DefaultMOTable> moTables = new ArrayList<DefaultMOTable>();  
    private String community;  
      
    protected MyAgent(File bootCounterFile, File configFile, List<DefaultMOTable> moTables, String community) {  
        super(bootCounterFile, configFile, new CommandProcessor(new OctetString(MPv3.createLocalEngineID())));  
        this.moTables = moTables;  
        this.community = community;  
    }  
      
    @Override  
    protected void registerManagedObjects() {  
        try {  
            for (DefaultMOTable table : moTables) {  
                server.register(table, null);  
            }  
        } catch (DuplicateRegistrationException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
      
    public void startUp(){  
        try {  
            this.init();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        this.loadConfig(ImportModes.REPLACE_CREATE);  
        this.addShutdownHook();  
        this.getServer().addContext(new OctetString(community));  
        this.finishInit();  
        this.run();  
        this.sendColdStartNotification();  
    }  
      
    /** 
     * to set community 
     */  
    @Override  
    protected void addCommunities(SnmpCommunityMIB communityMIB) {  
        Variable[] com2sec = new Variable[] {  
                new OctetString(community),                     // community name  
                new OctetString("cpublic"),                 // security name  
                getAgent().getContextEngineID(),            // local engine ID  
                new OctetString(community),                     // default context name  
                new OctetString(),                          // transport tag  
                new Integer32(StorageType.nonVolatile),     // storage type  
                new Integer32(RowStatus.active)             // row status  
        };  
        MOTableRow row =  
            communityMIB.getSnmpCommunityEntry().createRow(  
                    new OctetString("public2public").toSubIndex(true), com2sec);  
        communityMIB.getSnmpCommunityEntry().addRow(row);  
  
    }  
} 

•  主要的代码是需要继承BaseAgent
• 需要设置community
• 需要注册Table,这个注册中的内容将是供给get和walk的内容。
• 可以从MIB直接构建Agent,可能需要的包为：mibble-mibs是能够独MIB结构。这个也提供个下载地址吧： http://download.csdn.net/detail/three_man/7478061

5.2、Trap Receiver

import java.io.IOException;  
import java.util.logging.Logger;  
import org.snmp4j.MessageDispatcherImpl;  
import org.snmp4j.Snmp;  
import org.snmp4j.TransportMapping;  
import org.snmp4j.mp.MPv2c;  
import org.snmp4j.smi.Address;  
import org.snmp4j.smi.GenericAddress;  
import org.snmp4j.smi.UdpAddress;  
import org.snmp4j.transport.DefaultUdpTransportMapping;  
import org.snmp4j.util.MultiThreadedMessageDispatcher;  
import org.snmp4j.util.ThreadPool;  
import com.prince.snmp.tool.Command;  
import com.prince.snmp.tool.util.Configure;  
import com.prince.snmp.tool.util.Const;  
  
/** 
 * 构建一个多线程的Trap Receiver 
 * @author wangzijian 
 * 
 */  
public class SnmpReceiver implements Command{  
    private final Logger log = Logger.getLogger(SnmpReceiver.class.getName());  
  
    @Override  
    public void startUp() throws IOException {  
        log.info("Snmp Trap Receiver Start");  
        log.info("listened on " + Configure.getInstance().getUdpTrapIpPort());  
        ThreadPool pool = ThreadPool.create(Const.THREAD_POOL_NAME, Const.AGENT_THREAD_NUM);  
        MultiThreadedMessageDispatcher dispatcher = new MultiThreadedMessageDispatcher(pool, new MessageDispatcherImpl());  
        Address listenAddress = GenericAddress.parse(Configure.getInstance().getUdpTrapIpPort());  
        TransportMapping transport = new DefaultUdpTransportMapping((UdpAddress) listenAddress);  
        // 构建SNMP，并且使其开始监听  
        Snmp snmp = new Snmp(dispatcher, transport);  
        snmp.getMessageDispatcher().addMessageProcessingModel(new MPv2c());  
        snmp.listen();  
        snmp.addCommandResponder(new CommandResponderImpl());  
    }  
}  


package com.prince.snmp.tool.receiver;  
  
import java.util.List;  
import java.util.logging.Logger;  
import org.snmp4j.CommandResponder;  
import org.snmp4j.CommandResponderEvent;  
import org.snmp4j.PDU;  
import org.snmp4j.smi.OID;  
import org.snmp4j.smi.VariableBinding;  
  
public class CommandResponderImpl implements CommandResponder {  
    private final Logger log = Logger.getLogger(CommandResponderImpl.class.getName());  
      
    @Override  
    public void processPdu(CommandResponderEvent event) {  
        PDU pdu = event.getPDU();  
        if(PDU.TRAP == pdu.getType()){  
            operate(pdu);  
        }else{  
            log.info("pdu method is:" + pdu.getType() + " not a trap");  
        }  
          
    }  
  
    private void operate(PDU pdu) {  
        List<VariableBinding> bindings = pdu.getBindingList(new OID(".1"));  
          
        for (VariableBinding binding : bindings) {  
            System.out.println(binding.getOid() + "====" + binding.getVariable().toString());  
        }  
    }  
}  

•  需要一个多线程的服务器MultiThreadedMessageDispatcher
• 还需要一个处理类 CommandResponderImpl  snmp.addCommandResponder
• 在处理类中能够得到PDU，这个类不只可以作为Receiver还能够开发为Agent，但是需要自己来写很多逻辑，还有可能用到文件或者内存数据库

5.3、send trap

package com.prince.snmp.tool.trap;  
  
import java.io.IOException;  
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;  
import java.util.List;  
import java.util.Vector;  
import org.snmp4j.CommunityTarget;  
import org.snmp4j.PDU;  
import org.snmp4j.Snmp;  
import org.snmp4j.TransportMapping;  
import org.snmp4j.event.ResponseEvent;  
import org.snmp4j.smi.Address;  
import org.snmp4j.smi.GenericAddress;  
import org.snmp4j.smi.OctetString;  
import org.snmp4j.smi.UdpAddress;  
import org.snmp4j.smi.VariableBinding;  
import org.snmp4j.transport.DefaultUdpTransportMapping;  
import com.prince.snmp.tool.Command;  
import com.prince.snmp.tool.trap.dataGenerator.ITrapGenerator;  
import com.prince.snmp.tool.util.Configure;  
  
public class TrapSender implements Command{  
    private Snmp snmp;  
    private Address targetAddress;  
    private ITrapGenerator generator;  
      
    public TrapSender(ITrapGenerator generator) {  
        this.generator = generator;  
        targetAddress = GenericAddress.parse(Configure.getInstance().getUdpTrapIpPort());  
        TransportMapping<UdpAddress> transport = null;  
        try {  
            transport = new DefaultUdpTransportMapping();  
            snmp = new Snmp(transport);  
            transport.listen();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
      
    public void sendTrap(){  
        CommunityTarget target = new CommunityTarget();  
        target.setAddress(targetAddress);  
        target.setRetries(Configure.getInstance().getRetries());  
        target.setTimeout(Configure.getInstance().getTimeOut());  
        target.setCommunity(new OctetString(Configure.getInstance().getCommunity()));  
        target.setVersion(Configure.getInstance().getSnmpVersion());  
          
        List<TrapData> datas = generator.generateTrapData();  
          
        try {  
            for (TrapData trapData : datas) {  
                sendPdu(trapData, target);  
            }  
        } catch (IllegalAccessException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (InvocationTargetException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (NoSuchMethodException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
      
    private void sendPdu(TrapData trapData, CommunityTarget target) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IOException {  
        PDU pdu = MoToPdu.moToPdu(trapData);  
        ResponseEvent respEvnt = snmp.send(pdu, target);  
          
        // 解析Response    
        if (respEvnt != null && respEvnt.getResponse() != null) {    
            Vector<VariableBinding> recVBs = (Vector<VariableBinding>) respEvnt.getResponse().getVariableBindings();    
            for (int i = 0; i < recVBs.size(); i++) {    
                VariableBinding recVB = recVBs.elementAt(i);    
                System.out.println(recVB.getOid() + " : " + recVB.getVariable());    
            }    
        }  
    }  
  
      
}  

•   trap主要注意必须设置两个VariableBingding

                pdu.add(new VariableBinding(SnmpConstants.sysUpTime, new TimeTicks(trap.getSysUpTime())));

                pdu.add(new VariableBinding(SnmpConstants.snmpTrapOID, new OID(trap.getTrapOid())))

5.4、get

private static void simpleGet() throws IOException {  
    TransportMapping<UdpAddress> transport = new DefaultUdpTransportMapping();  
    Snmp snmp = new Snmp(transport);  
    transport.listen();  
      
    CommunityTarget target = new CommunityTarget();   
    target.setCommunity(new OctetString("CONV"));  
    Address targetAddress = GenericAddress.parse("udp:10.141.43.237/161");   
    target.setAddress(targetAddress);  
    target.setRetries(3);  
    target.setTimeout(3000);  
    target.setVersion(SnmpConstants.version2c);  
      
    PDU pdu = new PDU();    
       pdu.add(new VariableBinding(new OID(".1.3.6.1.4.1.7569.1.2.1.23.3.1")));    
       pdu.setType(PDU.GETBULK);  
       pdu.setMaxRepetitions(20);  
       pdu.setNonRepeaters(0);  
         
       ResponseEvent respEvnt = snmp.send(pdu, target);    
       if (respEvnt != null && respEvnt.getResponse() != null) {    
              Vector<VariableBinding> recVBs = (Vector<VariableBinding>) respEvnt.getResponse().getVariableBindings();    
              for (int i = 0; i < recVBs.size(); i++) {    
                     VariableBinding recVB = recVBs.elementAt(i);    
                     System.out.println(recVB.getOid() + " : " + recVB.getVariable());    
  
              }    
  
       }    
}  

•  get相对于比较简单，资料也比较多。主要是设定pdu.setType(PDU.GETBULK);
• 利用getnext和一些判断可以实现walk.
• http://blog .sina.com.cn/s/blog_6cb15f8f0100yx4p.html 这个哥们儿写得非常好

具体的代码没有写，因为下一篇会共享一个小的工具，可以以配置文件为基础来构建Receiver，发送Trap，构建Agent等。

六、附录

具体参考：阿里云登录 - 欢迎登录阿里云，安全稳定的云计算服务平台

简单网络管理协议SNMP（史上最全）_奇妙之二进制的博客-CSDN博客_snmp是什么协议文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-781411.html

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