پروتکل SNMP یا Simple Network Management Protocol چیست؟

اگر به سیستمی قابل‌اعتماد برای مانیتورینگ و مدیریت منابع شبکه نیاز دارید، استفاده از پروتکل SNMP می‌تواند گزینه‌ای مؤثر باشد. این پروتکل با ارائه آمار لحظه‌ای و سطح بالایی از جزئیات، کمک می‌کند تا بتوانید جنبه‌های مختلف عملکرد شبکه، از جمله سرورها و ترافیک محلی را مشاهده، اندازه‌گیری و تحلیل نمایید. در این مطلب، مروری پایه بر SNMP و اجزای آن ارائه می‌شود.

معرفی پروتکل SNMP

پروتکل مدیریت ساده شبکه یا SNMP یکی از پرکاربردترین پروتکل‌ها برای مدیریت دستگاه‌ها در شبکه است. این پروتکل ارتباط بین دستگاه‌های دارای قابلیت شبکه و سیستم‌های مدیریتی را برقرار می‌کند تا کاربران بتوانند عملکرد شبکه خود را به‌صورت لحظه‌ای مشاهده و ارزیابی کنند. SNMP روشی برای مشاهده، اندازه‌گیری و تحلیل عملکرد شبکه با جزئیات دقیق است. این پروتکل امکان بررسی کامل شبکه، از جمله سرورها و ترافیک داخلی را فراهم می‌سازد.

تصویر(۱)

اجزای پروتکل SNMP شامل موارد زیر است:

• SNMP Manager: مدیر یا ایستگاه مدیریت شبکه (NMS) به‌عنوان سیستم اصلی مانیتورینگ در شبکه SNMP عمل می‌کند. این بخش با تمام دستگاه‌هایی که دارای SNMP Agent هستند در ارتباط است و مرکز جمع‌آوری و پردازش داده‌ها محسوب می‌شود. مدیر می‌تواند از Agent‌ ها پرس‌وجو نموده، پاسخ دریافت کرده، متغیرها را تنظیم و رویدادهای ارسال‌شده از سمت Agent‌ ها را دریافت کند.
• دستگاه‌های تحت مدیریت: دستگاه‌هایی هستند که از پروتکل SNMP پشتیبانی می‌کنند و توسط NMS مدیریت می‌گردند. این دستگاه‌ها شامل تمام اجزای شبکه مانند روترها، سوئیچ‌ها، پرینترها و دستگاه‌های بی‌سیم می‌شوند.
• SNMP Agent: فرآیندی نرم‌افزاری است که روی دستگاه‌های تحت مدیریت نصب می‌شود. Agent مسئول جمع‌آوری و ارسال وضعیت و اطلاعات آماری گره شبکه به NMS بوده و هدف اصلی آن ارائه داده‌های دقیق درباره عملکرد دستگاه‌ها است.
• SNMP MIB: پایگاه اطلاعات مدیریتی (MIB) بخش مهمی از مدل SNMP است که داده‌های مبادله‌شده در سیستم را تعریف و ذخیره می‌کند. این پایگاه داده برای مدیریت خطا، بررسی عملکرد و برنامه‌ریزی ظرفیت، مورد استفاده قرار می‌گیرد. MIB ها می‌توانند متناسب با انواع دستگاه‌ها در حوزه اینترنت اشیاء از جمله دوربین‌های تحت IP، وسایل نقلیه، تجهیزات صنعتی و حتی سرویس‌هایی مانند DHCP تنظیم شوند.

تصویر(۲)

• SNMP OIDs: “شناسه اشیا” یا Object Identifiers رشته‌هایی از اعداد هستند که با نقطه از هم جدا می‌شوند و برای شناسایی اشیای تحت مدیریت در شبکه به‌کار می‌روند. OID ها به‌صورت درختی سازماندهی می‌شوند و تمام ویژگی‌های قابل مدیریت اجزای شبکه را در بر می‌گیرند. این ساختار به مدیر اجازه می‌دهد اطلاعات لازم برای مدیریت شبکه را جمع‌آوری کند.

پورت‌های استفاده شده در پروتکل SNMP

پروتکل SNMP از UDP به‌عنوان پروتکل انتقال داده خود استفاده می‌کند. این انتخاب باعث می‌شود ارتباط بین manager و Agent به‌صورت سبک و کارآمد برقرار گردد. انتقال ترافیک نیز از پورت‌های معروف ۱۶۱ (SNMP) و ۱۶۲ (SNMPTRAP) انجام خواهد شد.
پورت ۱۶۱ برای دریافت درخواست‌ها در سمت Agent به‌کار می‌رود، در حالی‌که مدیر از همان پورت جهت ارسال درخواست‌ها به Agent استفاده می‌کند. پورت ۱۶۲ نیز برای دریافت اعلان‌های Trap و InformRequest از Agent در سمت مدیر به کار می رود.

در شرایطی که SNMP همراه با TLS یا DTLS پیاده‌سازی شود، تبادل پیام‌ها به‌صورت امن و از طریق پورت‌های ۱۰۱۶۱ و ۱۰۱۶۲ انجام می‌گیرد. این پورت‌ها همان عملکرد قبلی را دارند اما امنیت، محرمانگی و یکپارچگی ارتباط را تضمین می‌کنند.

مزایا و محدودیت‌های پروتکل SNMP:

• مزایا: SNMP سبک و استاندارد بوده و تقریباً توسط تمام دستگاه‌های شبکه پشتیبانی می‌شود. این پروتکل امکان مانیتورینگ متمرکز، تشخیص سریع خطا از طریق Trap ها و جمع‌آوری خودکار داده‌ها با حداقل سربار را فراهم می‌کند. مقیاس‌پذیری بالای آن نیز باعث می‌شود برای شبکه‌های کوچک و بزرگ قابل استفاده باشد.
• محدودیت‌ها: نسخه‌های قدیمی‌تر (SNMPv1 و SNMPv2c) فاقد رمزگذاری هستند و از رشته‌های ساده‌ Community برای احراز هویت استفاده می‌کنند که می‌تواند خطرات امنیتی به همراه داشته باشد. از آنجا که SNMP بر پایه UDP کار می‌کند، ممکن است در شبکه‌های شلوغ برخی پیام‌ها از بین بروند. همچنین مدیریت فایل‌های بزرگ MIB یا پیکربندی محیط‌های پیچیده می‌تواند زمان‌بر باشد.

با وجود این محدودیت‌ها، پروتکل SNMP در صورت استفاده همراه با تنظیمات امنیتی مناسب، همچنان یکی از گزینه‌های قابل‌اعتماد و کارآمد برای مانیتورینگ لحظه‌ای شبکه محسوب می‌شود.

تصویر(۳)

نحوه عملکرد پروتکل مدیریت شبکه ساده (SNMP)

پروتکل SNMP بر مجموعه‌ای از فرمان‌ها تکیه دارد که میان SNMP Manager یا NMS و Agent‌ های SNMP مبادله می‌شوند تا فرایند مانیتورینگ شبکه به‌صورت مؤثر انجام گیرد. این عملیات ها، بخشی حیاتی در نظارت و مدیریت کارآمد منابع شبکه به شمار می‌روند. در ادامه، چند فرمان اصلی SNMP که میان Manager و Agent استفاده می‌شوند آورده شده است:

1. Get: مدیر شبکه یک درخواست Get برای Agent ارسال می‌کند تا اطلاعات خاصی از دستگاه که با یک OID شناسایی می‌شود را دریافت نماید.
2. Response: ایجنت، مقدار OID درخواست‌شده را از پایگاه داده MIB استخراج کرده و داده‌های مرتبط را برای NMS ارسال می‌کند.
3. GetNext: این دستور مقدار OID بعدی در ساختار درختی MIB را استخراج می‌کند. با کمک این دستور، Manager می‌تواند داده‌های متعددی را به‌صورت کارآمد از یک دستگاه شبکه جمع‌آوری کند.
4. GetBulk: از نسخه SNMPv2 به بعد پشتیبانی می‌شود و به Manager اجازه می‌دهد چند مجموعه اطلاعات را تنها طی یک درخواست دریافت کند. این قابلیت باعث صرفه‌جویی در پهنای باند و افزایش سرعت جمع‌آوری داده‌ها می‌شود.
5. Trap: ایجنت ها از این فرمان که توسط خودشان آغاز می‌شود برای اطلاع‌رسانی به Manager درباره رویدادها یا شرایط خاص استفاده می‌کنند (مانند خطاهای بحرانی یا خرابی‌های سیستمی). Trap ها نقش مهمی در مانیتورینگ پیشگیرانه و شناسایی سریع مشکلات دارند.
6. Inform: مشابه Trap است اما مدیر باید دریافت آن را تایید کند. پیام‌های Inform از نسخه SNMPv2 به بعد در دسترس هستند.
7. Set: مدیر می‌تواند با استفاده از فرمان Set تنظیمات دستگاه‌های تحت مدیریت را تغییر دهد. این قابلیت امکان اعمال تنظیمات و اصلاحات از راه دور را فراهم می‌سازد.

درک این فرمان‌ها، پایه‌ای برای مانیتورینگ و مدیریت مؤثر شبکه به شمار می‌رود. به کمک آنها، مدیران شبکه می‌توانند داده جمع‌آوری نمایند، به رویدادها پاسخ دهند و دستگاه‌ها را از راه دور پیکربندی کنند.
با این حال، در اغلب موارد، مهندسان و مدیران شبکه این فرمان‌ها را به‌صورت دستی اجرا نمی‌کنند بلکه از نرم‌افزارهای مانیتورینگ که در پس‌زمینه فعال‌ هستند استفاده می نمایند و فرمان‌های SNMP را به‌طور خودکار اجرا کرده و داده‌ها را از دستگاه‌های شبکه دریافت می کنند.

نسخه‌های مختلف پروتکل SNMP

پروتکل SNMP در طول زمان از چندین نسخه عبور کرده که هر کدام ویژگی‌ها و بهبودهایی نسبت به نسخه پیشین ارائه داده‌اند. شناخت این نسخه‌ها به منظور انتخاب نسخه‌ای متناسب با نیاز محیط کاری، برای مدیران شبکه ضروری است:

• SNMPv1: اولین نسخه SNMP است که چارچوب پایه‌ این پروتکل را شکل داد. این نسخه از مدل ساده‌ای بر پایه “Community String” برای احراز هویت استفاده می‌کند و امکان مانیتورینگ و مدیریت پایه دستگاه‌ها را فراهم می‌سازد. با وجود پشتیبانی گسترده، SNMPv1 فاقد قابلیت‌های امنیتی و عملکردی پیشرفته است.

• SNMPv2c: نسخه‌ای توسعه‌یافته از SNMPv1 است که در آن حرف «c» مخفف community می‌باشد. این نسخه بهبودهایی همچون پشتیبانی از Bulk Transfer ارائه می‌دهد که باعث افزایش کارایی انتقال داده در شبکه می‌شود. SNMPv2c همچنان از همان مدل احراز هویت مبتنی بر Community String استفاده می‌کند و تنها مقداری امنیت بالاتری نسبت به نسخه قبلی دارد.

• SNMPv3: پیشرفته‌ترین و ایمن‌ترین نسخه SNMP محسوب می‌شود. این نسخه شامل ویژگی‌های امنیتی قدرتمندی مانند احراز هویت، رمزگذاری و کنترل یکپارچگی پیام‌ها است. SNMPv3 برای رفع کاستی‌های امنیتی نسخه‌های قبلی طراحی شده و مدل امنیتی انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهد که می‌تواند متناسب با نیاز محیط‌های مختلف شبکه تنظیم شود.

هر نسخه از پروتکل SNMP بر پایه نسخه قبلی ساخته شده و قابلیت‌ها و امنیت بیشتری ارائه می‌دهد. مدیران شبکه باید با توجه به نیازهای خاص محیط خود، بین سازگاری، کارایی و امنیت تعادل برقرار کرده و نسخه مناسب را انتخاب کنند.

مقایسه Trap و Inform در پروتکل SNMP

Trap و Inform دو سازوکار اصلی در SNMP برای اطلاع‌رسانی رویدادها به مدیر شبکه هستند اما از نظر اطمینان و نحوه تایید پیام تفاوت دارند.

• SNMP Trap:
  Trap ها روش سنتی اطلاع‌رسانی در SNMP محسوب می‌شوند. هنگامی که شرایط از پیش تعیین‌شده‌ای رخ دهد، SNMP Agent پیامی به مدیر ارسال می‌کند. این پیام از طریق UDP فرستاده می‌شود که تضمینی برای تحویل ندارد؛ بنابراین اگر پیام Trap در مسیر از بین برود، Agent از آن آگاه نمی‌شود و هیچ تلاشی برای ارسال مجدد انجام نمی‌دهد.
• SNMP Inform:
  از نسخه SNMPv2 معرفی شد و در SNMPv3 نیز ادامه یافت. Inform مکانیزمی قابل‌اعتمادتر است زیرا مدیر باید دریافت پیام را تایید نماید. اگر Agent در بازه زمانی مشخصی تایید دریافت نکند، پیام را دوباره ارسال خواهد کرد. این ویژگی باعث می‌شود Inform برای محیط‌های حساس و بحرانی که اطلاع از هر رویداد اهمیت دارد، گزینه‌ای مناسب‌تر باشد.

در عمل، انتخاب بین Trap و Inform به سطح اطمینان موردنیاز شبکه بستگی دارد. اگرچه Inform اطمینان بیشتری فراهم می‌کند اما به دلیل فرآیند تأیید، پهنای باند بیشتری مصرف می‌کند. بنابراین درک تفاوت‌ها و مزایا و معایب هرکدام برای پیاده‌سازی مؤثر SNMP بسیار مهم است.

نتیجه‌گیری

برای ارتقاء سطح مدیریت شبکه، استفاده از پروتکل SNMP می‌تواند انتخابی هوشمندانه باشد. ترکیب قدرتمند ارتباطات Pull و Push، ساختارهای پیچیده MIB و فرمان‌های پویا، این پروتکل را به ابزاری مؤثر برای مانیتورینگ و مدیریت دستگاه‌ها و منابع شبکه تبدیل کرده است. با بهره‌گیری از SNMP، می‌توان اطمینان حاصل کرد که شبکه همیشه در سطح بالایی از پایداری، کارایی و اطمینان عمل می‌کند.