SNMP协议



SNMP(Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议)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：体系结构，改进后的协议就是著名的SNMP。SNMP的目标是管理互联网Internet上众多厂家生产的软硬件平台，因此SNMP受Internet标准网络管理框架的影响也很大。现在SNMP已经出到第三个版本的协议，其功能较以前已经大大地加强和改进了。

基本简介

　　SNMP的体系结构是围绕着以下四个概念和目标进行设计的：保持管理代理(agent)的软件成本尽可能低；最大限度地保持远程管理的功能，以便充分

 

SNMP工作原理

利用Internet的网络资源；体系结构必须有扩充的余地；保持SNMP的独立性，不依赖于具体的计算机、网关和网络传输协议。在最近的改进中，又加入了保证SNMP体系本身安全性的目标。

【SNMP风险】　　接入Internet的网络面临许多风险，Web服务器可能面临攻击，邮件服务器的安全也令人担忧。但除 此之外，网络上可能还存在一些隐性的漏洞。大多数网络总有一些设备运行着SNMP服务，许多时候这些SNMP服务是不必要的，但却没有引起网络管理员的重视。

　　根据SANS协会的报告，对于接入Internet的主机，SNMP是威胁安全的十大首要因素之一；同时，SNMP还是Internet主机上最常见的服务之一。特别地，SNMP服务通常在位于网络边缘的设备（防火墙保护圈之外的设备）上运行，进一步加剧了SNMP带来的风险。这一切听起来出人意料，但其实事情不应该是这样的。

　　　〖一、背景知识〗

　　SNMP开发于九十年代早期，其目的是简化大型网络中设备的管理和数据的获取。许多与网络有关的软件包，如HP的OpenView和Nortel Networks的Optivity Network Management System，还有Multi Router Traffic Grapher（MRTG）之类的免费软件，都用SNMP服务来简化网络的管理和维护。

　　由于SNMP的效果实在太好了，所以网络硬件厂商开始把SNMP加入到它们制造的每一台设备。今天，各种网络设备上都可以看到默认启用的SNMP服务，从交换机到路由器，从防火墙到网络打印机，无一例外。

　　仅仅是分布广泛还不足以造成威胁，问题是许多厂商安装的SNMP都采用了默认的通信字符串（例如密码），这些通信字符串是程序获取设备信息和修改配置必不可少的。采用默认通信字符串的好处是网络上的软件可以直接访问设备，无需经过复杂的配置。

　　通信字符串主要包含两类命令：GET命令，SET命令。GET命令从设备读取数据，这些数据通常是操作参数，例如连接状态、接口名称等。SET命令允许设置设备的某些参数，这类功能一般有限制，例如关闭某个网络接口、修改路由器参数等功能。但很显然，GET、SET命令都可能被用于拒绝服务攻击（DoS）和恶意修改网络参数。

　　最常见的默认通信字符串是public（只读）和private（读/写），除此之外还有许多厂商私有的默认通信字符串。几乎所有运行SNMP的网络设备上，都可以找到某种形式的默认通信字符串。

　　SNMP 2.0和SNMP 1.0的安全机制比较脆弱，通信不加密，所有通信字符串和数据都以明文形式发送。攻击者一旦捕获了网络通信，就可以利用各种嗅探工具直接获取通信字符串，即使用户改变了通信字符串的默认值也无济于事。

　　近几年才出现的SNMP 3.0解决了一部分问题。为保护通信字符串，SNMP 3.0使用DES（Data Encryption Standard）算法加密数据通信；另外，SNMP 3.0还能够用MD5和SHA（Secure Hash Algorithm）技术验证节点的标识符，从而防止攻击者冒充管理节点的身份操作网络。

　　虽然SNMP 3.0出现已经有一段时间了，但目前还没有广泛应用。如果设备是2、3年前的产品，很可能根本不支持SNMP 3.0；甚至有些较新的设备也只有SNMP 2.0或SNMP 1.0。

　　即使设备已经支持SNMP 3.0，许多厂商使用的还是标准的通信字符串，这些字符串对黑客组织来说根本不是秘密。因此，虽然SNMP 3.0比以前的版本提供了更多的安全特性，如果配置不当，其实际效果仍旧有限。

　　　〖二、禁用SNMP〗

　　要避免SNMP服务带来的安全风险，最彻底的办法是禁用SNMP。如果你没有用SNMP来管理网络，那就没有必要运行它；如果你不清楚是否有必要运行SNMP，很可能实际上不需要。即使你打算以后使用SNMP，只要现在没有用，也应该先禁用SNMP，直到确实需要使用SNMP时才启用它。

　　下面列出了如何在常见的平台上禁用SNMP服务。

　　　■ Windows XP和Windows 2000

　　在XP和Win 2K中，右击“我的电脑”，选择“管理”。展开“服务和应用程序”、“服务”，从服务的清单中选择SNMP服务，停止该服务。然后打开服务的“属性”对话框，将启动类型该为“禁用”（按照微软的默认设置，Win 2K/XP默认不安装SNMP服务，但许多软件会自动安装该服务）。

　　　■ Windows NT 4.0

　　选择“开始”→“设置”，打开服务设置程序，在服务清单中选择SNMP服务，停止该服务，然后将它的启动类型该为禁用。

　　　■ Windows 9x

　　打开控制面板的网络设置程序，在“配置”页中，从已安装的组件清单中选择“Microsoft SNMP代理”，点击“删除”。检查HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\RunServices和HKEY_LOCAL_MACHINE\ SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run注册键，确认不存在snmp.exe。

　　　■ Cisco Systems硬件

　　对于Cisco的网络硬件，执行“no SNMP-server”命令禁用SNMP服务。如果要检查SNMP是否关闭，可执行“show SNMP”命令。这些命令只适用于运行Cisco IOS的平台；对于非IOS的Cisco设备，请参考随机文档。

　　　■ HP硬件

　　对于所有使用JetDirect卡（绝大部分HP网络打印机都使用它）的HP网络设备，用telnet连接到JetDirect卡的IP地址，然后执行下面的命令：

　　SNMP-config: 0

　　quit

　　这些命令将关闭设备的SNMP服务。但必须注意的是，禁用SNMP服务会影响服务的发现操作以及利用SNMP获取设备状态的端口监视机制。

　　　■ Red Hat Linux

　　对于Red Hat Linux，可以用Linuxconf工具从自动启动的服务清单中删除SNMP，或者直接从/etc/services文件删除启动SNMP的行。对于其他Linux系统，操作方法应该也相似。

　　　〖三、保障SNMP的安全〗

　　如果某些设备确实有必要运行SNMP，则必须保障这些设备的安全。首先要做的是确定哪些设备正在运行SNMP服务。除非定期对整个网络进行端口扫描，全面掌握各台机器、设备上运行的服务，否则的话，很有可能遗漏一、二个SNMP服务。特别需要注意的是，网络交换机、打印机之类的设备同样也会运行SNMP服务。确定SNMP服务的运行情况后，再采取下面的措施保障服务安全。

　　　■ 加载SNMP服务的补丁

　　安装SNMP服务的补丁，将SNMP服务升级到2.0或更高的版本。联系设备的制造商，了解有关安全漏洞和升级补丁的情况。

　　　■ 保护SNMP通信字符串

　　一个很重要的保护措施是修改所有默认的通信字符串。根据设备文档的说明，逐一检查、修改各个标准的、非标准的通信字符串，不要遗漏任何一项，必要时可以联系制造商获取详细的说明。

　　　■ 过滤SNMP

　　另一个可以采用的保护措施是在网络边界上过滤SNMP通信和请求，即在防火墙或边界路由器上，阻塞SNMP请求使用的端口。标准的SNMP服务使用161和162端口，厂商私有的实现一般使用199、391、705和1993端口。禁用这些端口通信后，外部网络访问内部网络的能力就受到了限制；另外，在内部网络的路由器上，应该编写一个ACL，只允许某个特定的可信任的SNMP管理系统操作SNMP。例如，下面的ACL只允许来自（或者走向）SNMP管理系统的SNMP通信，限制网络上的所有其他SNMP通信：

　　access-list 100 permit ip host w.x.y any

　　access-list 100 deny udp any any eq snmp

　　access-list 100 deny udp any any eq snmptrap

　　access-list 100 permit ip any any

　　这个ACL的第一行定义了可信任管理系统（w.x.y）。利用下面的命令可以将上述ACL应用到所有网络接口：

　　interface serial 0

　　ip access-group 100 in

　　总之，SNMP的发明代表着网络管理的一大进步，现在它仍是高效管理大型网络的有力工具。然而，SNMP的早期版本天生缺乏安全性，即使最新的版本同样也存在问题。就象网络上运行的其他服务一样，SNMP服务的安全性也是不可忽视的。不要盲目地肯定网络上没有运行SNMP服务，也许它就躲藏在某个设备上。那些必不可少的网络服务已经有太多让人担忧的安全问题，所以最好关闭SNMP之类并非必需的服务——至少尽量设法保障其安全。

【SNMP数据】

　　SNMP 1.0规定了5种协议数据单元PDU（也就是SNMP报文），用来在管理进程和代理之间的交换。

　　get-request操作：从代理进程处提取一个或多个参数值

　　get-next-request操作：从代理进程处提取紧跟当前参数值的下一个参数值

　　set-request操作：设置代理进程的一个或多个参数值

　　get-response操作：返回的一个或多个参数值。这个操作是由代理进程发出的，它是前面三种操作的响应操作。

　　trap操作：代理进程主动发出的报文，通知管理进程有某些事情发生。

　　前面的3种操作是由管理进程向代理进程发出的，后面的2个操作是代理进程发给管理进程的，为了简化起见，前面3个操作今后叫做get、get-next和set操作。图1描述了SNMP的这5种

 

图2 SNMP报文格式

报文操作。请注意，在代理进程端是用熟知端口161俩接收get或set报文，而在管理进程端是用熟知端口162来接收trap报文。　　前面的3种操作是由管理进程向代理进程发出的，后面的2个操作是代理进程发给管理进程的，为了简化起见，前面3个操作今后叫做get、get-next和set操作。图1描述了SNMP的这5种

 

图2 SNMP报文格式

报文操作。请注意，在代理进程端是用熟知端口161俩接收get或set报文，而在管理进程端是用熟知端口162来接收trap报文。

　　图2是封装成UDP数据报的5种操作的SNMP报文格式。可见一个SNMP报文共有三个部分组成，即公共SNMP首部、get/set首部trap首部、变量绑定。

　　〖公共SNMP首部〗

　　■ 版本

　　写入版本字段的是版本号减1，对于SNMP（即SNMPV1）则应写入0。

　　图2是封装成UDP数据报的5种操作的SNMP报文格式。可见一个SNMP报文共有三个部分组成，即公共SNMP首部、get/set首部trap首部、变量绑定。

　　〖公共SNMP首部〗

　　■ 版本

　　写入版本字段的是版本号减1，对于SNMP（即SNMPV1）则应写入0。

　■共同体（community）

　　共同体就是一个字符串，作为管理进程和代理进程之间的明文口令，常用的是6个字符“public”。

 

表1 PDU类型

　　

　　〖PDU类型〗

　　根据PDU的类型，填入0～4中的一个数字，其对应关系如表1所示意图。

　　〖get/set首部〗

　　

　　■请求标识符(request ID)

　　这是由管理进程设置的一个整数值。代理进程在发送get-response报文时也要返回此请求标识符。管理进程可同时向许多代理发出get报文，这些报文都使用UDP传送，先发送的有可能后到达。设置了请求标识符可使管理进程能够识别返回的响应报文对于哪一个请求报文

 ■差错状态（error status）

　　由代理进程回答时填入0～5中的一个数字，见表2的描述。

 ■差错状态（error status）

　　由代理进程回答时填入0～5中的一个数字，见表2的描述。

　　

 

表2 差错状态描述



■ 差错索引(error index)

　　当出现noSuchName、badValue或readOnly的差错时，由代理进程在回答时设置的一个整数，它指明有差错的变量在变量列表中的偏移。

　　　〖trap首部〗

　　

　　■企业（enterprise）

　　填入trap报文的网络设备的对象标识符。此对象标识符肯定是在图3的对象命名树上的enterprise结点{1.3.6.1.4.1}下面的一棵子

 

表3 trap类型

树上。

　　 〖trap类型〗

　　此字段正式的名称是generic-trap，共分为表3中的7种。

　　类型2、3、5时，在报文后面变量部分的第一个变量应标识响应的接口。

　　

　　■特定代码(specific-code)

　　指明代理自定义的时间（若trap类型为6），否则为0。

　　

　　■ 时间戳(timestamp)

　　指明自代理进程初始化到trap报告的事件发生所经历的时间，单位为ms。例如时间戳为1908表明在代理初始化后1908ms发生了该事件。

　　■变量绑定(variable-bindings)

　　指明一个或多个变量的名和对应的值。在get或get-next报文中，变量的值应忽略。

【SNMP发展】　　简单网络管理协议（SNMP）是目前TCP/IP网络中应用最为广泛的网络管理协议。1990年5月，RFC1157定义了SNMP（simplenetworkmanagementprotocol）的第一个版本SNMPv1。RFC1157和另一个关于管理信息的文件RFC1155一起，提供了一种监控和管理计算机网络的系统方法。因此，SNMP得到了广泛应用，并成为网络管理的事实上的标准。

　　SNMP在90年代初得到了迅猛发展，同时也暴露出了明显的不足，如，难以实现大量的数据传输，缺少身份验证（Authentication）和加密（Privacy）机制。因此，1993年发布了SNMPv2，具有以下特点：

　　 支持分布式网络管理

　　 扩展了数据类型

　　 可以实现大量数据的同时传输，提高了效率和性能

　　 丰富了故障处理能力

　　 增加了集合处理功能

　　 加强了数据定义语言

【管理信息库】

　　

 

图3 管理信息库的对象命名举例

　　管理信息库MIB指明了网络元素所维持的变量（即能够被管理进程查询和设置的信息）。MIB给出了一个网络中所有可能的被管理对象的集合的数据结构。SNMP的管理信息库采用和域名系统DNS相似的树型结构，它的根在最上面，根没有名字。图3画的是管理信息库的一部分，它又称为对象命名（objectnamingtree）。

　　对象命名树的顶级对象有三个，即ISO、ITU-T和这两个组织的联合体。在ISO的下面有4个结点，其中的一个（标号3）是被标识的组织。在其下面有一个美国国防部（Department of Defense）的子树（标号是6），再下面就是Internet（标号是1）。在只讨论Internet中的对象时，可只画出Internet以下的子树（图中带阴影的虚线方框），并在Internet结点旁边标注上{1.3.6.1}即可。

 

表4 最初的结点mib管理的信息类别

　　在Internet结点下面的第二个结点是mgmt（管理），标号是2。再下面是管理信息库，原先的结点名是mib。1991年定义了新的版本MIB-II，故结点名现改为mib-2，其标识为{1.3.6.1.2.1}，或{Internet(1) .2.1}。这种标识为对象标识符。

　　最初的结点mib将其所管理的信息分为8个类别，见表4。现在de mib-2所包含的信息类别已超过40个。

　　应当指出，MIB的定义与具体的网络管理协议无关，这对于厂商和用户都有利。厂商可以在产品（如路由器）中包含SNMP代理软件，并保证在定义新的MIB项目后该软件仍遵守标准。用户可以使用同一网络管理客户软件来管理具有不同版本的MIB的多个路由器。当然，一个没有新的MIB项目的路由器不能提供这些项目的信息。

　　这里要提一下MIB中的对象{1.3.6.1.4.1}，即enterprises（企业），其所属结点数已超过3000。例如IBM为11.3.6.1.4.1.2}，Cisco为{1.3.6.1.4.1.9}，Novell为{1.3.6.1.4.1.23}等。

【SNMP的运行过程】　　驻留在被管设备上的AGENT从UDP端口161接受来自网管站的串行化报文，经解码、团体名验证、分析得到管理变量在MIB树中对应的节点，从相应的模块中得到管理变量的值，再形成响应报文，编码发送回网管站。网管站得到响应报文后，再经同样的处理，最终显示结果。

　　下面根据RFC1157详细介绍Agent接受到报文后采取的动作：

　　首先解码生成用内部数据结构表示的报文，解码依据ASN.1的基本编码规则，如果在此过程中出现错误导致解码失败则丢弃该报文，不做进一步处理。

　　第二步：将报文中的版本号取出，如果与本Agent支持的SNMP版本不一致，则丢弃该报文，不做进一步处理。当前北研的数据通信产品只支持SNMP版本1。

　　第三步：将报文中的团体名取出，此团体名由发出请求的网管站填写。如与本设备认可的团体名不符，则丢弃该报文，不做进一步处理，同时产生一个陷阱报文。SNMPv1只提供了较弱的安全措施，在版本3中这一功能将大大加强。

　　第四步：从通过验证的ASN.1对象中提出协议数据单元PDU，如果失败，丢弃报文，不做进一步处理。否则处理PDU，结果将产生一个报文，该报文的发送目的地址应同收到报文的源地址一致。

【SNMP的常用程序开发】

　　Agent:NetSNMP 、Agent++ 、 MG-soft、solarwind

　　管理端： winsnmp—windows自带的SNMP库；

　　snmp4j— JAVA版本的SNMP协议栈；

　　ObjectSNMP—面向对象的java snmp开发包；O/M Mapping技术。Linux/Unix下的Snmp工具包：net-snmp