SNMP網路裝置效能資料收集

SNMP 是一種廣泛應用的網路管理協定，用於監控網路裝置的效能。要取得裝置的效能資料，首先需要了解 SNMP 的基礎知識，例如 OID（物件識別碼）的概念。OID 用於唯一標識裝置中的各種資訊，例如 CPU 使用率、記憶體使用量、網路流量等。透過 SNMP，管理系統可以向裝置傳送請求，取得指定的 OID 值。常用的命令列工具 snmpwalk 可以幫助我們快速查詢裝置的 OID 資訊。此外，也可以使用 Python 等程式語言，結合 PySNMP 函式庫，編寫程式碼來讀取和收集效能資料。

使用 SNMP 讀取與收集效能資料

簡介

SNMP（簡單網路管理協定）是一種廣泛使用的網路管理協定，用於監控和管理網路裝置的效能資料。本章節將介紹如何使用 SNMP 讀取和收集網路裝置的效能資料。

介面條目 SNMP OIDs

SNMP 使用 OID（物件識別碼）來識別網路裝置上的各種資訊。表 1-2 列出了與介面條目相關的 SNMP OIDs。

OID 清單

詳細解說

這些 OID 提供有關網路裝置介面的詳細資訊，包括其狀態、頻寬、傳輸和接收的資料量等。

SNMP 認證

早期的 SNMP 實作使用簡單的認證機制，包括唯讀和讀寫兩種社群字串。管理系統必須使用其中一個有效的社群字串進行認證，才能對代理程式發出命令。

從命令列查詢 SNMP

在撰寫應用程式之前，可以使用命令列工具查詢 SNMP，以驗證 SNMP 代理程式傳回的資訊是否正確。Net-SNMP-Utils 軟體包提供了多種命令列工具，可以用於查詢和設定 SNMP 物件。

安裝 Net-SNMP-Utils

在根據 RedHat 的系統上，可以使用以下命令安裝：

$ sudo yum install net-snmp-utils

在根據 Debian 的系統上，可以使用以下命令安裝：

$ sudo apt-get install snmp

使用 snmpwalk 命令

snmpwalk 命令是一個非常有用的工具，它接受一個 OID 節點作為引數，並嘗試發現所有子節點 OID。該命令使用 SNMP 操作 getnext，傳回樹中的下一個節點，有效地允許您遍歷從指定節點開始的整個子樹。

程式碼範例

snmpwalk -v 1 -c public localhost .1.3.6.1.2.1.2.2

內容解密：

此命令使用 snmpwalk 對本地主機上的 SNMP 代理程式進行查詢，檢索與介面條目相關的資訊。其中，-v 1 指定 SNMP 版本，-c public 指定社群字串，localhost 是目標主機，.1... 是要查詢的 OID 節點。

使用SNMP讀取與收集效能資料

SNMP（簡單網路管理協定）是一種用於管理和監控網路裝置的標準協定。在本章中，我們將探討如何使用SNMP來讀取和收集網路裝置的效能資料。

SNMP基礎

SNMP允許管理站（Manager）與被管理裝置（Agent）之間進行通訊，以收集和修改被管理裝置的資訊。SNMP使用OID（物件識別符號）來唯一標識被管理裝置中的每個物件。

使用snmpwalk命令收集資料

snmpwalk是一個用於透過SNMP協定檢索網路實體的資訊的命令列工具。以下是使用snmpwalk命令的一個範例：

$ snmpwalk –v2c -c public -On 192.168.1.68

內容解密：

• -v2c 指定使用的SNMP版本為v2c。
• -c public 設定community字串為public，這是用於驗證的密碼。
• -On 表示以數字形式顯示OID。
• 192.168.1.68 是被管理裝置的IP地址。

分析snmpwalk輸出的結果

執行snmpwalk命令後，將輸出被管理裝置的多個OID及其對應的值。以下是輸出的部分內容：

.1.3.6.1.2.1.1.1.0 = STRING: Linux fedolin.example.com 2.6.32.11-99.fc12.i686 #1 SMP Mon Apr 5 16:32:08 EDT 2010 i686
.1.3.6.1.2.1.1.2.0 = OID: .1.3.6.1.4.1.8072.3.2.10
...
.1.3.6.1.2.1.2.2.1.1.1 = INTEGER: 1
.1.3.6.1.2.1.2.2.1.1.2 = INTEGER: 2
...

內容解密：

• 第一行顯示了系統的描述資訊，包括作業系統型別、版本和主機名稱。
• .1.3.6.1.2.1.1.2.0 表示系統物件ID，通常用於識別裝置型別。
• 後續的輸出顯示了網路介面的索引、名稱、型別等資訊，如.1.3.6.1.2.1.2.2.1.1.x 和 .1.3.6.1.2.1.2.2.1.2.x。

OID的意義與查詢

OID是SNMP中用於識別被管理物件的唯一識別符號。根據輸出結果，可以查詢相關OID的含義。例如：

• .1.3.6.1.2.1.1 對應於系統資訊群組，提供了系統的基本資訊，如系統描述、聯絡資訊等。
• .1.3.6.1.2.1.2 對應於網路介面群組，提供了網路介面的詳細資訊，如介面數量、介面狀態等。

內容解密：

• 使用SNMP MIB瀏覽器或相關檔案可以查詢OID的具體含義。
• 瞭解OID的含義有助於更好地理解和管理網路裝置。

練習與應用

嘗試使用提供的表格（Tables 1-1 和 1-2）來識別輸出的OID，並理解其含義。這有助於更深入地理解SNMP的工作原理和網路裝置的管理。

使用Python與SNMP進行效能資料收集

簡介

SNMP（簡單網路管理協定）是一種廣泛使用的網路管理協定，用於監控和管理網路裝置。在本章中，我們將探討如何使用Python與SNMP來收集網路裝置的效能資料。

設定應用程式

首先，我們需要設定應用程式的組態檔。我們將使用Windows INI-style的組態檔，因為它簡單易用。Python內建了組態檔解析模組，因此使用起來也很方便。

組態檔範例

[system_1]
description=My Laptop
address=192.168.1.68
port=161
communityro=public

[check_1]
description=WLAN incoming traffic
oid=1.3.6.1.2.1.2.2.1.10.3
system=system_1

[check_2]
description=WLAN incoming traffic
oid=1.3.6.1.2.1.2.2.1.16.3
system=system_1

建立SnmpManager類別

我們將建立一個名為SnmpManager的類別，用於管理SNMP裝置。該類別將具有兩個方法：add_system和add_check。

SnmpManager類別定義

import sys
from ConfigParser import SafeConfigParser

class SnmpManager:
    def __init__(self):
        self.systems = {}

    def add_system(self, id, descr, addr, port, comm_ro):
        self.systems[id] = {'description': descr,
                            'address': addr,
                            'port': int(port),
                            'communityro': comm_ro,
                            'checks': {}
                            }

    def add_check(self, id, oid, descr, system):
        oid_tuple = tuple([int(i) for i in oid.split('.')])
        self.systems[system]['checks'][id] = {'description': descr,
                                              'oid': oid_tuple,
                                              }

使用PySNMP函式庫

在本專案中，我們將使用PySNMP函式庫，它是一個純Python實作的SNMP函式庫，不依賴任何預編譯的函式庫。

安裝PySNMP函式庫

您可以使用以下命令安裝PySNMP函式庫：

$ sudo yum install pysnmp
$ sudo yum install python-pyasn1

或者使用Python套件管理器（PiP）安裝：

$ sudo pip install pysnmp
$ sudo pip install pyasn1

SNMP GET命令

SNMP GET命令用於從SNMP代理程式取得特定的OID值。

SNMP GET命令範例

>>> from pysnmp.entity.rfc3413.oneliner import cmdgen
>>> cg = cmdgen.CommandGenerator()
>>> comm_data = cmdgen.CommunityData('my-manager', 'public')
>>> transport = cmdgen.UdpTransportTarget(('192.168.1.68', 161))
>>> variables = (1, 3, 6, 1, 2, 1, 1, 1, 0)
>>> errIndication, errStatus, errIndex, result = cg.getCmd(comm_data, transport, variables)
>>> print errIndication
None
>>> print errStatus
0
>>> print errIndex
0
>>> print result
[(ObjectName('1.3.6.1.2.1.1.1.0'), OctetString('Linux fedolin.example.com
2.6.32.11-99.fc12.i686 #1 SMP Mon Apr 5 16:32:08 EDT 2010 i686'))]
>>>

內容解密：

在這個範例中，我們使用了PySNMP函式庫的CommandGenerator類別來建立一個SNMP GET命令。首先，我們匯入了必要的模組並建立了一個CommandGenerator物件。然後，我們建立了一個CommunityData物件，用於指定SNMP共同體字串。接著，我們建立了一個UdpTransportTarget物件，用於指定SNMP代理程式的位址和埠號。最後，我們呼叫了getCmd方法來執行SNMP GET命令，並列印出了結果。

在結果中，我們可以看到OID值為1.3.6.1.2.1.1.1.0的對應值是一個字串，包含了Linux系統的版本資訊。

使用 SNMP 讀取與收集效能資料

SNMP GET 命令的執行細節

在 PySNMP 中，SNMP GET 命令對應到 getCmd() 方法的呼叫。當我們發起 SNMP GET 請求時，需要準備三個主要物件：CommunityData、UdpTransportTarget 和變數元組。

初始化 CommunityData 物件

當我們初始化 CommunityData 物件時，需要提供兩個字串：社群字串（community string）和代理或管理員安全名稱字串。在大多數情況下，安全名稱可以是任意字串。此外，還可以指定使用的 SNMP 版本（預設為 SNMP v2c）。如果需要查詢版本 1 裝置，可以使用以下命令：

comm_data = cmdgen.CommunityData('my-manager', 'public', mpModel=0)

Transport 物件的初始化

UdpTransportTarget 物件使用包含完整網域名稱或 IP 位址字串和整數埠號的元組進行初始化。

OID 的表示

最後一個引數是 OID，以包含所有節點 ID 的元組表示。因此，在讀取組態專案時，我們需要將點分隔的字串轉換為元組。

呼叫 getCmd() 方法

最後，我們呼叫 getCmd() 方法，該方法實作了 SNMP GET 命令，並將這三個物件作為引數傳遞。該命令傳回一個元組，每個元素描述如下：

SNMP SET 命令的使用

SNMP SET 命令在 PySNMP 中對應到 setCmd() 方法的呼叫。所有引數都相同；唯一的區別是變數部分現在包含一個元組：OID 和新值。

示例：嘗試修改唯讀物件

from pysnmp.entity.rfc3413.oneliner import cmdgen
from pysnmp.proto import rfc1902

cg = cmdgen.CommandGenerator()
comm_data = cmdgen.CommunityData('my-manager', 'public')
transport = cmdgen.UdpTransportTarget(('192.168.1.68', 161))
variables = ((1, 3, 6, 1, 2, 1, 1, 1, 0), rfc1902.OctetString('new system description'))
errIndication, errStatus, errIndex, result = cg.setCmd(comm_data, transport, variables)

結果分析

print(errIndication)  # None
print(errStatus)  # 6
print(errIndex)  # 1
print(errStatus.prettyPrint())  # noAccess(6)
print(result)  # [(ObjectName('1.3.6.1.2.1.1.1.0'), OctetString('new system description'))]

在這個例子中，我們嘗試寫入唯讀物件，導致錯誤。值得注意的是，我們需要將字串轉換為 SNMP 物件型別；否則，它們不會作為有效的引數傳遞。

SNMP GETNEXT 命令的使用

SNMP GETNEXT 命令實作為 nextCmd() 方法。語法和用法與 getCmd() 相同；唯一的區別是結果是指定 OID 節點的直接子節點的物件列表。

示例：查詢 SNMP 系統 OID 的直接子節點

from pysnmp.entity.rfc3413.oneliner import cmdgen

cg = cmdgen.CommandGenerator()
comm_data = cmdgen.CommunityData('my-manager', 'public')
transport = cmdgen.UdpTransportTarget(('192.168.1.68', 161))
variables = (1, 3, 6, 1, 2, 1, 1)
errIndication, errStatus, errIndex, result = cg.nextCmd(comm_data, transport, variables)

結果分析

for object in result:
    print(object)

輸出結果為：

[(ObjectName('1.3.6.1.2.1.1.1.0'), OctetString('Linux fedolin.example.com 2.6.32.11-99.fc12.i686 #1 SMP Mon Apr 5 16:32:08 EDT 2010 i686'))]
[(ObjectName('1.3.6.1.2.1.1.2.0'), ObjectIdentifier('1.3.6.1.4.1.8072.3.2.10'))]
[(ObjectName('1.3.6.1.2.1.1.3.0'), TimeTicks('340496'))]
[(ObjectName('1.3.6.1.2.1.1.4.0'), OctetString('Administrator ([email protected])'))]
[(ObjectName('1.3.6.1.2.1.1.5.0'), OctetString('fedolin.example.com'))]
[(ObjectName('1.3.6.1.2.1.1.6.0'), OctetString('MyLocation, MyOrganization, MyStreet, MyCity, MyCountry'))]

此圖示呈現了 SNMP GETNEXT 命令的執行結果：

@startuml
skinparam backgroundColor #FEFEFE
skinparam componentStyle rectangle

title SNMP網路裝置效能資料收集

package "資料庫架構" {
    package "應用層" {
        component [連線池] as pool
        component [ORM 框架] as orm
    }

    package "資料庫引擎" {
        component [查詢解析器] as parser
        component [優化器] as optimizer
        component [執行引擎] as executor
    }

    package "儲存層" {
        database [主資料庫] as master
        database [讀取副本] as replica
        database [快取層] as cache
    }
}

pool --> orm : 管理連線
orm --> parser : SQL 查詢
parser --> optimizer : 解析樹
optimizer --> executor : 執行計畫
executor --> master : 寫入操作
executor --> replica : 讀取操作
cache --> executor : 快取命中

master --> replica : 資料同步

note right of cache
  Redis/Memcached
  減少資料庫負載
end note

@enduml

詳細解析此圖示

此圖示展示了 SNMP GETNEXT 命令的流程。首先，SNMP GETNEXT 命令會查詢指定 OID 的直接子節點。接著，傳回這些子節點的物件列表。每個物件都包含名稱和值，方便管理和監控網路裝置。

程式碼段作用與邏輯解析：

variables = (1, 3, 6, 1, 2, 1, 1)
errIndication, errStatus, errIndex, result = cg.nextCmd(comm_data, transport, variables)

此程式碼段的作用是使用 nextCmd() 方法查詢 OID (1, 3, 6, 1, 2, 1, 1) 的直接子節點。其中，variables 指定了要查詢的 OID，而 nextCmd() 方法則執行查詢並傳回結果。

邏輯解析：

• variables 元組包含了 OID 的各個部分，這些部分組合起來形成完整的 OID。
• nextCmd() 方法接收 comm_data、transport 和 variables 作為引數，分別代表社群資料、傳輸目標和查詢的 OID。
• 方法傳回四個值：errIndication、errStatus、errIndex 和 result，分別表示錯誤指示、錯誤狀態、錯誤索引和查詢結果。
• 結果 result 是物件列表，每個物件包含名稱和值，用於描述查詢到的 OID 直接子節點的資訊。