网络安全管理技术作业-SNMP实验报告

 

1. 实验要求

    

2. 添加并开启Windows SNMP代理组件；
3. 编制控制台程序，接受用户输入的OID字符串，返回在Windows SNMP代理中的对应值；
4. 开发GUI界面程序，使用户可通过该程序观察主机CPU、内存、硬盘空间、流量值；
5. 开发阈值告警功能，用户通过界面可设置性能阈值（如CPU），当超过阈值时自动报警。

 

1. 实验过程

 

1. 安装并开启Windows SNMP代理组件

安装并开启Windows SNMP组件操作很简单，主要是通过"打开或关闭Windows功能"这个系统工具来完成，具体步骤因操作系统而已。以Windows 7 为例，点击开始菜单的"控制面板"，在新窗口左侧选择"程序"，在右侧点击"打开或关闭Windows功能"，弹出如下图所示的窗口，勾选"简单网络管理协议（SNMP）"，包括它的子项"WMI SNMP提供程序"，点击"确定"，会有几分钟的等待时间。

这样Windows SNMP 服务就已经安装好了，一般而言，这个服务也就启动了。当然，也可以通过Windows服务管理器确认一下相应服务的运行状态，并可以做必要的设置等操作。方法为，按快捷键Win + R，输入"services.msc"，打开Windows 服务管理器，如下图。

滚动到SNMP Services，可以看到它的状态是已启动。在左侧窗口中可以停止或重启这个服务。

1. 开发SnmpWatcher程序

SnmpWatcher是实现作业要求第2-4项的Windows程序。这套程序的功能本质是一个SNMP Client，对应的SNMP Sever是Windows，具体而言是前文安装和启动的SNMP Service程序。通过阅读相应的RFC文档，实现这样一个C/S模式的客户端，没有什么难度，不过却较为繁琐，好在已经有开发者提供了一套开源的SNMP库——SNMP Sharp Net，官方网站是http://www.snmpsharpnet.com/，开源项目代码托管在Sourceforge，地址是http://sourceforge.net/projects/snmpsharpnet/。SnmpWatcher就使用这个库。

    下面简单介绍一下SnmpWatcher这个程序的开发。

开发环境和工具如下表。

开发环境和工具
设备
	ASUS A41IE 笔记本电脑
软件
操作系统	Windows 7 Ultimate with SP1, 32 bit（需要安装和开启SNMP服务）
开发工具	Microsoft Visual C# 2010 Express
网络
	可以不需要

    特别说明的是，在这个实验的开发过程中访问的SNMP Server是开发环境的主机，其实也可以是有网络链接的其他主机，不过简单起见，就只用了开发主机了，所以网络可以是不需要的，在实际应用时，SNMP协议必然是运行在网络环境中的。

项目的文件目录如下图所示。现在简单说明一下主要class和namespace的设计。

1. Program

   这个是应用程序的主类，即包含了Main方法入口。Program类保存了应用程序运行的重要数据作为自己的属性，如SNMP HOST和COMMUNITY，同时负责在启动时读取配置文件"snmpwathcer.ini"，这个文件设置了HOST和COMMUNITY数据和用户界面方式命令行或图形窗口，下面是一个"snmpwatcher.ini"的标准模版。

;This is the config file for SnmpWatcher

[SnmpWatcher]

Host=localhost

Community=public

UI=window

 

1. 工具类

   即IniFile和SnmpWatcher，IniFile是读取上文提到了"snmpwatcher.ini"配置文件的工具类，主要在Program类中使用。SnmpWatcher是对SnmpSharpNet进行简单封装的工具类，主要在Calc相关类中使用。

2. Stat

   这个名字空间是主要提供了数据类，即对作业要求监控的CPU、内存、硬盘空间、流量值等的数据的封装，对应的类分别是CpuStat、MemoryStat、DiskStat、NetworkStat。另外一个类Stat是这些类的基类，只作为类型的约束，没有定义属性和实际意义。

   各个类的属性和含义，如下表。

数据类属性说明
CpuStat
	CoreNum:uint	CPU内核数
	Loads:List<uint>	CPU负载数列
	LoadRate:double	CPU负载率（负载和/100）
MemoryStat
	Size:uint	内存总空间
	UsedSize:uint	内存使用空间
	UsedRate:double	内存使用率
DiskStat
	Size:uint	磁盘总空间
	UsedSize:uint	磁盘使用空间
	UsedRate:double	磁盘使用率
NetworkStat
	InBytes:uint	流进字节数
	OutBytes:uint	流出字节数

 

1. Clac类

   这个名字空间这个名字空间下有1个接口和4个类，用于和Host通信，提交含有OID的SNMP请求，读取SNMP响应报文并作解析，获得系统的CPU、内存、硬盘、网络状态数据信息，存储到对应的Stat类中。

   接口是ICalc，接口定义如下。

interface ICalc<T> where T : Stat

{

T CalcStat();

}

其余4个类实现了这个接口，四个类分别实现的功能和使用到的OID如下表所示。

Calc类	功能	使用到的OID	含义
CpuCalc	查询CPU状态数据，存储在CpuStat对象中	.1.3.6.1.2.1.25.3.3.1.2	遍历各个CPU的内核的负载
MemoryCalc	查询内存状态数据，存储在MemoryStat对象中	1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.2	存储单元类型
		1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.4	存储单元大小
		1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.5	总存储单元数
		1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.6	使用存储单元数
		1.3.6.1.2.1.25.2.1.2	内存存储单元类型码
DiskCalc	查询硬盘状态数据，存储在DiskStat对象中	1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.2	存储单元类型
		1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.4	存储单元大小
		1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.5	总存储单元数
		1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.6	使用存储单元数
		1.3.6.1.2.1.25.2.1.4	硬盘存储单元类型码
NetworkCalc	查询硬盘状态数据，存储在NetwrokStat对象中	1.3.6.1.2.1.2.2.1.6	物理地址
		1.3.6.1.2.1.2.2.1.10	输入字节数
		1.3.6.1.2.1.2.2.1.16	输出字节数

需要说明的是，在1.3.6.1.2.1.25.2下内存和硬盘被抽象成同一种存储设备，通过1.3.6.1.2.1.25.2.3.1.2这个值进行类别判断。这个过程相对比较复杂，具体解析过程，还是请查阅源代码。

1. UI

   这个名字空间提供了两套用户接口，一个是命令行的（Console1），另一个是图形窗口的（Form1），另外的两个类Form1Settings是对Form1数据的抽象，主要是Form1的刷新时间和CPU、内存、磁盘的告警阈值，Form1SettingsDialog是修改阈值的窗口类，Form1Settings在Form1SettingsDialog和Form1间传递。

   Console1，实现的功能比较简单，主要是完成了作业的第2个要求，即通过输入OID查询系统状态信息，另外提供了一个命令打开图像窗口，使用演示如下图所示。

   

   Form1实现了作业的另两个要求，使用演示如下图。

   

   这个窗口显示监视主机的状态信息，可以验证和当前主机的实际信息是一致的，除了CPU会有些误差，这个误差出现的原因，我还在思考中。

   

   点击Settings进入设置对话框。把Memory Threshold设为50以后点OK，返回主界面，这时等待刷新，然后可以看到状态栏出现了"WARNING"的红色警告。

   

    

1. 附：SnmpWatcher程序源代码

    我把SnmpWatcher的源代码放到了Bitbucket上，可以通过hg下载全部源代码，命令如下:

hg clone https://bitbucket.org/tt_0411_09/snmpwatcher

当然也可以在Bitbucket上在线查看，地址是：

https://bitbucket.org/tt_0411_09/snmpwatcher/src