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16/09/2015

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Gerenciamento de Redes

Professor: Andr Sousa E-mail: [email protected]

Um sistema de gerenciamento de rede uma coleo de ferramentas

para monitorar e controlar a rede, integradas da seguinte forma:

uma nica interface de operador, com um poderoso mas amigvel conjunto de comandos, para executar a maioria ou todas as tarefas de

gerenciamento da rede;

uma quantidade mnima de equipamentos separados, isto , a maioria do hardware e software necessrio para o gerenciamento da rede

incorporado nos equipamentos de usurios existentes.

O software usado para realizar as tarefas de gerenciamento, reside nos computadores hospedeiros (estaes de trabalho) e nos processadores de

comunicao (switches, routers, hubs,...).

Modelos de Gerncia

Um software de gerenciamento genrico composto por:

Elementos gerenciados

Agentes

Gerentes

Bancos de Dados de Informaes

Protocolos para troca de informaes de gerenciamento

Interfaces para programas aplicativos

Interfaces com o usurio

Modelos de Gerncia

A arquitetura do software de gerenciamento residente no gerente e

nos agentes varia de acordo com a funcionalidade da plataforma adotada.

Genericamente, o software pode ser dividido em trs grandes categorias:

software de apresentao (interface)

software de gerenciamento (aplicao)

software de suporte (base de dados e comunicao)

Modelos de Gerncia

Software de apresentao

A interface de usurio, em um sistema de gerenciamento, permite que o usurio monitore e controle a rede. Normalmente ela est localizada no

sistema hospedeiro gerente. Em alguns casos comum existir uma

interface em alguns agentes a fim de permitir a execuo de testes e

tambm a visualizao ou alterao de alguns parmetros localmente.

Modelos de Gerncia Modelos de Gerncia

Interface de usurio

unificada

Servio de apresentao das informaes de gerncia

Aplicao de gerenciamento de rede Aplicao de gerenciamento de rede

elemento de

aplicao

elemento de

aplicao

elemento de aplicao

Servio de transporte de dados de gerenciamento de rede

Mdulo de acesso

MIB Pilha de protocolos de

comunicao

MIB rede gerenciada

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O principal, em qualquer sistema de gerenciamento, que a interface seja unificada, isto , que ela seja a mesma em qualquer n, permitindo que o

usurio gerencie uma rede heterognea com um mnimo de treinamento.

Um dos perigos em qualquer sistema de gerenciamento a sobrecarga de informaes. Dependendo da configurao estabelecida, uma grande

quantidade de informaes pode ser disponibilizada para o usurio. As

ferramentas da interface de apresentao devem organizar, sumarizar e

simplificar, tanto quanto possvel, estas informaes. Na maioria dos

produtos existentes no mercado, so utilizados grficos e tabelas para a

apresentao das informaes.

Modelos de Gerncia

Gerente

O gerente um agente que possui o NMA (network-managment application). O NMA pode ser entendido como uma aplicao que inclui

uma interface de operador para permitir a um usurio autorizado gerenciar

a rede.

A funo principal do gerente a requisio e recepo das informaes transmitidas pelos agentes, sendo fundamental para a administrao da

rede.

Modelos de Gerncia

MIB

A base de informao gerencial (MIB - Management Information Base) o nome conceitual para a informao de gerenciamento, incluindo os objetos

gerenciados e seus atributos, operaes e notificaes. Pode-se tambm

considerar as informaes para a configurao do sistema como tambm

pertencentes MIB.

Modelos de Gerncia

Agente

O agente deve estar presente em cada n da rede administrada por SNMP.

Na maioria dos sistemas operacionais UNIX suportam o agente de SNMP

em seu software para terminais. Ele coleciona informao da rede e do

terminal como especificado no MIB. Muitos agentes de domnio pblico

esto disponveis. Um trabalho de programao comum estender um

agente para realizar as necessidades especficas de sua rede e esta tarefa

bastante direta direcionando dados para os recursos certos.

Um agente no necessariamente um computador. Muitos roteadores,

pontes e perifricos so capazes de executar processos de gerncia

SNMP.

Modelos de Gerncia

Os modelos de gerenciamento diferenciam-se nos aspectos

organizacionais no que se refere disposio dos gerentes na rede, bem

como no grau da distribuio das funes de gerncia. Existem dois

modelos adotados para gerncia de redes: o Modelo Internet e o Modelo

OSI.

Modelos de Gerncia

Modelo Internet

O modelo de gerenciamento Internet adota uma abordagem gerente/agente onde os agentes mantm informaes sobre recursos e os gerentes

requisitam essas informaes aos agentes.

O padro Internet SMI (Structure of Management Information) especifica uma metodologia para definio da informao de gerenciamento contida

na MIB. O SMI usa um subconjunto de tipos de dados ASN.1. A MIB define

os elementos de gerenciamento de informao como variveis e tabelas de

variveis.

Modelos de Gerncia

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Modelo OSI

O gerenciamento no modelo OSI da ISO baseia-se na teoria da orientao a objetos. Com isso, o sistema representa os recursos gerenciados atravs

de entidades lgicas, as quais recebem a denominao de objetos

gerenciados.

O modelo OSI permite a delegao das funes de monitorao aos agentes. Contudo, as funes de controle ainda ficam relegadas ao

gerente, pois o conhecimento relativo tomada de decises gerenciais no

se adapta para ser codificado em classes de objeto, ao contrrio do

conhecimento referente monitorao, que mais simples, geralmente

esttico e peridico.

Modelos de Gerncia

Existem cinco rea funcionais no gerenciamento num ambiente OSI:

Gerncia de configurao (estado da rede)

Gerncia de desempenho (vazo e taxa de erros)

Gerncia de falhas (comportamento anormal)

Gerncia de contabilidade (consumo de recursos)

Gerncia de segurana (acesso)

Um dos aspectos a serem considerados no gerenciamento OSI o fato de que tal modelo gera agentes mais complexos de serem desenvolvidos,

consumindo mais recursos dos elementos de rede, enquanto economiza o

uso da rede, devido a minimizao dos pedidos de informaes (pollings)

necessrios para obter dados sobre objetos gerenciados, livrando o

gerente para tarefas mais "inteligentes".

Modelos de Gerncia

Os protocolos de gerenciamento de rede tm sido tradicionalmente implementados como protocolos do nvel de aplicao. E at recentemente,

cada vendedor costumava ter um mtodo proprietrio pelo qual seus

agentes podiam se comunicar, o que levava a existncia de

incompatibilidades entre os diversos "padres".

A necessidade de uma representao padronizada foi sentida tanto pelo IAB (Internet Activities Board) quanto pela ISO. Enquanto a ISO trabalhou

lentamente na especificao do seu padro, o IAB saiu na frente com a

proposta do SNMP em 1989, como uma soluo temporria para

gerenciamento de redes TCP/IP. A ISO s lanou seu padro, chamado

CMIP (Common Management Information Protocol), muito tempo depois.

Devido a sua aceitao, o SNMP tornou-se um padro de "facto" na

indstria. Como conseqncia desse sucesso, o SNMPv2 (SNMP verso 2)

foi proposto em 1993. Em 1996, foi proposto o SNMPv3 que est em fase

de aprovao.

Protocolos e Padres de Gerenciamento

O protocolo SNMP (descrito nos RFCs 1155, 1157, 1212, 1213) foi projetado, em meados dos anos 80, como uma resposta aos problemas de

comunicao entre diversos tipos de redes. A idia bsica por trs do

SNMP era oferecer uma maneira facilmente implementvel e com baixo

overhead para o gerenciamento de roteadores, servidores, workstation e

outros recursos de redes heterogneas. A meta era que fosse apenas uma

soluo provisria at que outra aplicao, ou projeto de protocolo melhor

surgisse. Entretanto, nenhuma soluo melhor tornou-se disponvel.

Sendo baseado em TCP/IP totalmente compatvel com a Internet, funcionando na camada 7 do modelo OSI (Aplicaes).

O SNMP um protocolo do nvel de aplicao da Arquitetura TCP/IP,

operando tipicamente sobre o UDP (User Datagram Protocol). Ele

considerado "simples" porque os agentes requerem um software mnimo.

Muito do poder de processamento de armazenamento de dados reside no

sistema de gerenciamento, enquanto um subconjunto complementar

dessas funes reside no sistema gerenciado.


SNMP

O modelo de gerenciamento de rede usado pelo SNMP inclui os seguintes

elementos-chave:

Estao de gerenciamento

Agentes

MIB

Protocolo de gerenciamento da rede, com as seguintes capacidades:

Habilitar a estao de gerenciamento a requisitar os valores dos objetos no agente;

Habilitar a estao de gerenciamento a configurar os valores dos objetos no agente;

Habilitar um agente a notificar a estao de gerenciamento sobre eventos significativos.


SNMP

Como consequncia da exigncia de simplicidade adotada no seu desenvolvimento, o SNMP acabou deixando de tratar algumas

caractersticas, o que fez com que ele tivesse algumas deficincias. Dentre

essas caractersticas, destacam-se: Suporte para a transferncia eficiente

de grandes blocos de dados

Estratgias de gerenciamento de rede centralizado

Segurana


SNMP

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O padro SNMP define 4 tipos bsicos de PDUs. Protocol Data Unit ou Unidade de Dados de Protocolo em telecomunicaes descreve um

bloco de dados que transmitido entre duas instncias da mesma camada.

O SNMPv2 incluiu mais dois tipos. Veja a tabela abaixo com os tipos de mensagens e uma breve descrio de cada uma:


SNMP

Mensagem Descrio

GetRequest L o valor de uma ou mais variveis

Get-Next-Request L o valor da varivel seguinte

Get-Bulk-Request Busca uma tabela

Set-Request Atualiza uma ou mais variveis

Inform-Request Confirmao do recebimento da PDU de

trap

Trap Aviso de trap do agente para o gerente

O SNMPv2 foi desenvolvido com base nas especificaes do Secure SNMP e do SMP (Simple Management Protocol) . Seu propsito era

remover muitas das deficincias do SNMP e aumentar sua aplicabilidade

para incluir redes baseadas no modelo OSI bem como no modelo TCP/IP.

Contudo, s as duas primeiras deficincias citadas acima foram

solucionadas por esta verso.


SNMPv2

ASN.1 uma linguagem para a definio de objetos, com regras para a codificao da informao de modo a minimizar o nmero de bits

necessrios para transmiti-la. A sintaxe bem extensa, e o protocolo

SNMP utiliza parte dela. Por exemplo, somente cinco tipos de dados so

permitidos: integer, bit string, octet string, null e object identifier. Os tipos

boolean e real no so permitidos.

.


ASN.1

uma verso do SNMP que apresenta uma proposta de soluo para o

problema de segurana encontrado nas verses anteriores do protocolo. As

propriedades de segurana abordadas so:

Autenticao

Permite a um agente verificar se uma solicitao est vindo de um gerente autorizado e a integridade do seu contedo.

Criptografar

Permite gerentes e agentes a criptografarem mensagens para evitar invaso de terceiros

Controle de Acesso

Torna possvel configurar agentes para oferecerem diferentes nveis de acesso a diferentes gerentes.


SNMPv3

O protocolo SNMP no adequado para ambientes de redes corporativas e constitudas de diversas redes locais conectadas atravs de outra de

longa distncia. Esses enlaces de rede de longa distncia, por operarem a

taxas de transmisso inferiores s LANs que a interconectam, passam a ter

grande parte da sua banda de transmisso ocupada para informaes de

gerenciamento. Uma soluo encontrada para dirimir este problema foi o

Remote MONitoring (RMON).

RMON uma capacidade de gerenciamento remoto do SNMP. A especificao RMON uma definio de uma MIB. Seu objetivo, contudo,

definir padres de monitorao e interfaces para a comunicao entre

agentes/gerentes SNMP.


RMON

RMON d ao gerente da rede a habilidade para monitorar sub-redes como um todo ao invs de apenas dispositivos individuais na sub-rede.

O protocolo RMON oferece suporte implementao de um sistema de gerenciamento distribudo. Nele fica atribuda aos diferentes elementos, tais

como estaes de trabalho, hubs, switches ou roteadores, das redes locais

remotas a funo de monitorar remotamente. Cada elemento RMON tem,

ento, como tarefas, coletar, analisar, tratar e filtrar informaes de

gerenciamento da rede e apenas notificar estao gerente os eventos

significativos e situaes de erro. A figura a seguir ilustra a utilizao do

RMON em uma rede.

No caso de existirem mltiplos gerentes, cada elemento RMON deve determinar quais informaes de gerenciamento devem ser encaminhados

para cada gerente.


RMON

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Sendo assim, os objetivos do protocolo RMON so:

Reduzir a quantidade de informaes trocadas entre a rede local gerenciada e a estao gerente conectada a uma rede local remota.

Possibilitar o gerenciamento contnuo de segmentos de redes locais, mesmo quando a comunicao entre o elemento RMON e a estao

gerente estiver, temporariamente, interrompida.

Permitir o gerenciamento pr-ativo da rede, diagnosticando e registrando eventos que possibilitem detectar o mau funcionamento e prever falhas que

interrompam sua operao.


RMON

Detectar, registrar e informar estao gerente condies de erro e eventos significativos da rede.

Enviar informaes de gerenciamento para mltiplas estaes gerentes, permitindo, no caso de situaes crticas de operao da rede gerenciada,

que a causa da falha ou mau funcionamento da rede possa ser

diagnosticada a partir de mais de uma estao gerente.

Dois padres bsicos de protocolo RMON so especificados: RMON1 e RMON2, funcionalmente complementares.


RMON

O RMON1 opera somente na camada Media Access Control (MAC) oferecendo recursos ao administrador da rede para monitorar o trfego e

coletar informaes e estatsticas da operao de um segmento de rede

local, alm de realizar o diagnstico remoto de falhas e erros ocorridos no

segmento de rede a partir de funcionalidades de um analisador de

protocolo suportadas pelo correspondente elemento RMON.

Porm, o fato do RMON1 s trabalhar na camada MAC, significa que este somente apresenta estatsticas para trfego agregado porm no apresenta estatsticas para camadas diferentes de vrias pilhas de

protocolos (ex. IP, FTP, IPX). Isto tambm significa que, por no serem

capazes de monitorar a camada de rede, os dispositivos RMON1 no

distinguem o trfego originado atravs de um roteador, o que uma grande

deficincia.


RMON1

O RMON2, por sua vez, opera no nvel da camada de rede e camadas superiores, complementando portanto o RMON1, possibilitando coletar

informaes estatsticas e monitorar a comunicao fim-a-fim e o trfego

gerado por diferentes tipos de aplicao.


RMON2

O uso de SNMP requer que todos os agentes, bem como as estaes de gerncia, suportem UDP e IP, o que limita o gerenciamento direto de

dispositivos e exclui outros, tais como bridges e modems, que no

suportam nenhuma parte da pilha de protocolos do TCP/IP. Alm disso,

existem inmeros pequenos sistemas (PCs, workstations, controladores

programveis ) que implementam TCP/IP para suportar suas aplicaes,

mas para os quais no desejvel adicionar o peso do SNMP.

Os chamados agentes proxys so utilizados quando h componentes no compatveis com o protocolo SNMP. Os agentes so responsveis por se

comunicar com esses dispositivos usando algum protocolo no padro, e

repassa as informaes para os gerentes. O agente proxy na verdade a

representao de Remote Monitoring, ou RMON.


Proxies

O CMIP o protocolo para gerenciamento de redes definido pelo modelo OSI. O CMIP especifica os elementos de protocolo que so usados para

prover os servios de operao e notificao definidos pelo CMIS.

implementado num modelo orientado a objetos e baseado em eventos.

Destina-se ao gerenciamento de diferentes nveis do modelo OSI, inclusive

o de aplicaes. Devido sua complexidade, tem uso restrito.


CMIP

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Define os servios providos para o sistema de gerenciamento OSI. Estes servios so invocados pelos processos de gerenciamento para

comunicao remota. uma interface de servios de gerenciamento de

redes OSI que monitora e controla redes heterogneas.


CMIS

Criado com objetivo de viabilizar a convivncia da arquitetura Internet e do protocolo de gerenciamento OSI, o CMOT se baseia na estrutura de

gerenciamento OSI e nos modelos, servios e protocolos desenvolvidos

pela ISO para gerenciamento de redes. O CMOT permite que a estrutura

de gerenciamento OSI possa ser aplicada sobre os objetos gerenciados de

uma rede TCP/IP.


CMOT

CORBA (Common Object Request Broker Arquitecture) um padro atualmente em desenvolvimento pelo OMG (Object Management Group)

para fornecer mecanismos pelos quais objetos podem, de forma

transparente, fazer solicitaes e receber respostas. O CORBA ORB uma

estrutura que fornece interoperabilidade entre objetos, construda em

(possivelmente) linguagens diferentes, executando em (possivelmente)

mquinas diferentes em ambientes heterogneos distribudos.


CORBA

No gerenciamento OSI, objetos gerenciados so vistos como entidades sofisticadas com atributos, procedimentos associados e capacidades de

notificao, e outras caractersticas complexas associadas com a

tecnologia orientada a objetos. Para manter o SNMP simples, ele no foi

projetado para trabalhar com tais conceitos sofisticados. Na verdade, os

objetos no SNMP no so objetos propriamente ditos do ponto de vista da

orientao a objetos; ao invs disso, objetos no SNMP so simplesmente

variveis com poucas caractersticas, tais como tipo de dados e permisses

de leitura e/ou escrita.

Comparao: SNMP versus CMIP

Em relao MIB, as duas arquiteturas adotaram a abordagem orientada a objetos para descrever e especificar as informaes nela armazenadas. No

caso Internet, so definidos os objetos a serem armazenados na MIB. A

ISO, por sua vez, especifica algumas classes de objetos a serem

empregadas pelos sistemas de gerenciamento e fornece um guia de

definio dos objetos gerenciados.)

A partir dos diversos aspectos apresentados sobre as arquiteturas de gerenciamento OSI e Internet, pode-se concluir que:

As duas arquiteturas apresentam modelos de gerenciamento similares envolvendo elementos agentes e gerentes da rede, uma MIB e um

protocolo de aplicao responsvel pelo transporte de operaes e

informaes de gerenciamento entre tais elementos agentes e gerente.


No caso da arquitetura Internet, o elemento agente muito mais simples. A sua funo bsica responder s operaes de gerenciamento emitidas

pelo gerente. No caso OSI, o agente tanto responde s operaes como

tambm emite notificaes quaisquer de gerenciamento. Tais operaes

so mais complexas do que as definidas para sistemas Internet. Vale

salientar tambm que, tanto no OSI como no SNMPv2 um elemento de

rede pode exercer os papis de agente e de gerente simultaneamente, o

que no acontece no SNMP.

No que diz respeito aos protocolos de gerenciamento, o SNMP um protocolo no orientado conexo que normalmente utiliza os servios

prestados pelo UDP. O CMIP um protocolo orientado conexo

executado sobre toda pilha de protocolos OSI de gerenciamento. Dentro

deste contexto, pode-se afirmar que o sistema de gerenciamento OSI

apresenta um nvel de confiabilidade maior em relao ao da Internet.

Contudo, em determinadas situaes de falhas, a simplicidade do SNMP

pode representar uma eficincia maior na soluo do problema ocorrido.


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A mais recente tendncia no gerenciamento de redes a utilizao de sistemas de gerenciamento baseados na tecnologia Java. Um sistema de

gerenciamento baseado em Java consiste de um browser gerenciador no

NMS (Network Management System) e uma mquina inteligente Java no

agente. O browser gerente monitora e controla os elementos de rede na

rede. A mquina Java num elemento da rede executa as funes de

gerenciamento de um agente, bem como responde a perguntas do NMS. O

browser gerente e os processos dos agentes so programas de aplicaes

Java stand-alone que so similares aos programas escritos em linguagens

de mais alto nvel disponveis no momento. A comunicao entre NMS e o

agente feita pelas classes Java.

Estado da Arte

Gerenciamento de Redes Baseado em Java

O gerenciamento de redes baseado no SNMP consiste de um programa de aplicao, SNMP daemon e um mdulo de User Datagram Protocol - UDP

para transportar as funes de gerenciamento. As mensagens entre o

gerente e os agentes esto na forma de SNMP PDU que concorda com a

sintaxe ANS.1 e codificao BER.

O sistema Java consiste de browser e mquina Java para transportar funes de gerenciamento. O sistema Java usa classes para comunicao

entre o gerente e um agente. A fundamental caracterstica de segurana da

tecnologia Java aperfeioa a segurana do gerenciamento de rede. Uma

desvantagem da abordagem Java que pode ser ineficiente quando usado

com pequenas conexes TCP, cada uma para um pequeno nmero de

variveis MIB. Mas tambm verdade que quando aumenta o tamanho dos

dados recuperados, o TCP torna-se mais eficiente que o UDP.

Comparao: SNMP versus Java

CARACTERISTICAS SNMP Java/Web

Protocolo de Transporte UDP TCP

Daemon SNMPd Agent

MIB ASN.1 ASN.1

Encoding BER Bytecode

Message Passing SNMP PDU Class

Extensible Agent Difficult Easy

Segurana Baixo Nivel Boa

Auto Configurao No definida Definida

A maior vantagem a popularidade. Agentes SNMP esto disponveis para dispositivos de rede que variam de computadores, pontes, modems,

at impressoras. O fato que SNMP existe com tal apoio d crena

considervel razo para sua existncia; SNMP se tornou interopervel.

E o protocolo s pode ser utilizado em tantos tipos diferentes de dispositivos porque simples. E concentra a maior parte do processamento

na mquina do manager, permitindo que os ns da rede utilizem o

protocolo mesmo no tendo grande poder de processamento.

Vantagens do SNMP

Os maiores problemas do SNMP esto vinculados falhas de segurana,

facilitando o acesso de intrusos. Estes problemas so solucionados na

verses mais atuais do SNMPv2, acrescentando alguns somou alguns

mecanismos de segurana que ajudam a combater os 3 principais

problemas de segurana:

- privacidade de dados (prevenir os intrusos de ganhar acesso a

informao levadas pela rede),

- autenticao (impedir os intrusos de enviar dados falsos pela rede), e

controle de acesso (que restringe acesso de variveis particulares a certos

usurios, removendo assim a possibilidade de um usurio derrubar a rede

acidentalmente).

Vantagens do SNMP

Na verdade, SNMP prov pouco suporte para esquemas de autenticao. Ele suporta apenas um esquema de duas passwords.

Uma password pblica permite ao manager pedir o valor de variveis (get), e outra password privada permite ao manager fixar valores de variveis

(set). Essas passwords so chamadas communities, e todo dispositivo

conectado numa rede gerenciada por SNMP deve ter essas duas

communities configuradas. Ao menos uma das communities devem estar

presentes em cada mensagem do manager para o agente, sendo descrita

sem nunhuma proteo, como texto simples, propiciando falhas de

segurana.

No difcil um intruso descobrir as passwords e influir no funcionamento da rede.

Desvantagens do SNMP

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As PDUs so descritas como bloco de dados, transmitidos entre duas instancias de mesma camada.

As camadas recebem a PDU da camada superior como um bloco de dados, adicionando seu cabealhos (e em alguns casos, rodaps) de

controle, criando a sua prpria PDU, processo esse chamado de

encapsulamento.

Sendo comumente utilizado o termo "Pacote" para todas as informaes trocadas numa rede, este termo s deve ser aplicado para as PDUs de

camada 3 (Rede).

PDU Protocol Data Unit

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