Mediciones pasivas. Performance de redes Instituto de Ingeniería Eléctrica, Universidad de la República 2005.

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1 Mediciones pasivas en elementos de red

2 Agenda: Simple Network Managment Protocol (SNMP) Multi-Router Traffic Grapher (MRTG) Cisco NetFlow

3 SNMP Protocolo de capa de aplicación. Permite intercambio de información de gestión entre elementos de la red. Utiliza UDP como transporte. Operaciones básicas: consultar variables (get). configurar variables (set). informar eventos (trap).

4 SNMP - Estructura SNMP se basa en el modelo gestor agente. Elementos : gestor SNMP: consulta y configura variables asociadas a recursos gestionables. agente SNMP: ejecuta funciones requeridas por el gestor y envía información de eventos (traps). Management Information Base (MIB)

5 SNMP - MIB Todo recurso gestionable es representado por un objeto (variable, tipo, estado, acceso, etc ). Estos se agrupan en una estructura de árbol denominada MIB. A su vez, las MIBs se agrupan en un árbol de nombres más general definido por la notación ASN-1 (Abstratc Syntax Notation v1). La posición de cada objeto dentro de este árbol está determinada por una secuencia de enteros separados por ptos. llamada OID.

6 Árbol de nombres ASN.1

7 udp OID: mib La UDP - MIB 1 udpindatagrams 2 udpnoports 3 udpinerrors 4 udpoutdatagrams 5 udptable udpentry udplocaladdress udplocalport

8 /usr/share/snmp/mibs/udp-mib.txt udp OBJECT IDENTIFIER ::= { mib-2 7 } udpindatagrams SYNTAX MAX-ACCESS STATUS DESCRIPTION OBJECT-TYPE Counter32 read-only current "The total number of UDP datagrams delivered to UDP users." ::= { udp 1 }

9 Comunidad SNMP (community) Mecanismo de seguridad básico (password). Read Only community: permite solamente realizar consultas. Read-Write community: permite tanto consultar como setear variables.

10 Consultas SNMP en Linux Es neceseario instalar el gestor SNMP y el agente SNMP (net-snmp-utils). snmpget : permite consultar el valor de cualquier variable del árbol (hoja del árbol). Utiliza para ello mensajes SNMP Get-request. Snmpwalk : permite consultar todas las variables de una rama del árbol. Utiliza para ello mensajes SNMP Get-next-request.

11 Consultas SNMP en Linux snmpwalk v 2c c <community> <IP> udp UDP-MIB::udpInDatagrams UDP-MIB::udpNoPorts.0 26 UDP-MIB::udpInErrors.0 6 UDP-MIB::udpOutDatagrams snmpget v 2c c <community> <IP> udp.1.0 UDP-MIB::udpInDatagrams

12 MRTG Paquete de uso libre (www.mrtg.org). Permite monitorear distintos elementos de red a través de consultas SNMP. Accede a las diferentes variables especificadas de una MIB. Brinda información histórica de dichas variables. Los resultados son graficados en una aplicación web.

13 MRTG - Qué se necesita? gestor SNMP (paquete net-snmp-utils). agente SNMP (en caso de querer monitorear elementos del propio host). paquete MRTG. servidor de páginas Web (Apache Web Sever).

14 MRTG Pasos para utilizarlo Crear un archivo de configuración que define las variables a monitorear y las características del monitoreo y presentación (gráficas) de los resultados (sea prueba.cfg). Ejecutar el comando mrtg con el archivo de configuración generado: mrtg prueba.cfg Como resultado se obtienen varios archivos web e imágenes con los resultados de las consultas. Colocar estos archivos en una carpeta visible del servidor web.

15 Generar una página web que incluya todas las imágenes y archivos web generados. MRTG ofrece para ello el comando indexmaker: indexmaker prueba.cfg Agendar la ejecución periódica del mrtg para efectivamente monitorear las variables deseadas. Una forma fácil en Linux es utilizar el demonio crond. Este demonio utiliza el programa run-parts para ejecutar los scripts definidos en las carpetas /etc/cron.d (se ejecutan a cada minuto) /etc/cron.hourly (a cada hora), etc

16 Ejemplo: el siguiente script (llamado monitoreo) agenda la ejecución del comando mrtg cada 5 minutos. /etc/cron.d/monitoreo */5 * * * * pcasas /usr/bin/mrtg /var/www/mrtg/prueba.cfg Lo único que resta es visualizar los resultados con un navegador.

17 MRTG Monitoreo de Interfaces de red MRTG ofrece un comando para generar archivos de configuración de manera simple: cfgmaker. Este comando genera exclusivamente archivos de configuración para monitoreo de carga en las interfaces de un equipo, consultando simultáneamente 2 variables: bits de entrada y bits de salida.

18 MRTG Monitoreo de otras variables En caso de querer monitorear otras variables, es necesario armar el script manualmente. Ejemplo: monitoreo del uso del CPU: Target[usoCPU] : sscpurawuser.0 & + sscpurawsystem.0 & + sscpurawnice.0 &

19 MRTG Uso del CPU Title[usoCPU]: Uso del CPU PageTop[usoCPU]: <H1>Uso del CPU</H1> MaxBytes[usoCPU]: 100 ShortLegend[usoCPU]: % YLegend[usoCPU]: CPU Utilization Legend1[usoCPU]: Porcentaje de uso actual LegendI[usoCPU]: Usado Options[usoCPU]: growright

20 MRTG Ejemplos Monitoreo de las interfaces del host local. Monitoreo de las interfaces de un router remoto. Monitoreo del uso del CPU del host local.

21 NetFlow Herramienta propietaria, disponible en los sistemas operativos de los equipos Cisco (Cisco IOS). Analiza el tráfico de paquetes a través de flujos, almacenando la información recolectada en registros. Estos registros son luego enviados a un equipo remoto (recolector) seleccionado en la configuración de NetFlow para posterior análisis.

22 Flujos NetFlow Un flujo es una secuencia unidireccional de paquetes IP entre un origen y un destino determinados. Todo flujo queda unívocamente identificado por los siguientes campos: Dirección origen (IP + puerto). Dirección destino (IP + puerto). Byte ToS (Type of Service). Protocolo. Interfaz lógica de entrada. Si dos paquetes difieren en alguno de estos 7 campos, pertenecen a flujos distintos.

23 Flujos NetFlow Al habilitar NetFlow en una interfaz, el proceso de enrutamiento se modifica. Solo el primer paquete de un flujo es analizado en forma individual. Al identificar un nuevo flujo se realiza una entrada en un cache de flujos (memoria RAM del equipo). Los siguientes paquetes pertenecientes al flujo son enrutados en base a la información del flujo (NetFlow switching). En dicha entrada se guarda información del flujo correspondiente (nº de paquetes, nº de bytes, tiempo de comienzo y fin del flujo, etc )

24 Gestión del cache de flujos NetFlow se encarga de actualizar dinámicamente las distintas entradas del cache de flujos. Define reglas de expiración y eliminación para dichas entradas: Flujos que permanecen inactivos durante cierto intervalo de tiempo (contador asociado: Inactive Timer). Flujos que permancen activos durante un tiempo especificado (Active Timer). Conexiones TCP finalizadas (FIN o RST). Si se alcanza la cantidad máxima de flujos se eliminan las entradas más antiguas o con mayor tiempo de inactividad.

25 NetFlow Data Export Al expirar una entrada del cache de flujos, se vuelca la información recolectada en un registro de flujo. Estos registros son luego encapsulados en paquetes UDP para su posterior envío al equipo predefinido. Estos paquetes son enviados o bien cada un tiempo definido o bien al llenarse un nuevo paquete de registros (lo que suceda antes). La carga útil del paquete UDP tiene la siguiente estructura: Cabecera Registro 1 Registro N

26 NetFlow Data Export Cabecera NetFlow (versión 5) version; /* versión del formato de exportación */ count; /* número de registros en el paquete */ SysUptime; /* tiempo en ms desde que el sistema levantó */ unix_secs; /* seg. transcurridos desde 0000 UTC 1970 */ unix_nsecs; /* nanoseg. transcurridos desde 0000 UTC 1970 */ flow_sequence; /* nº de secuencia */ engine_type; engine_id;

27 NetFlow Data Export Registro NetFlow (versión 5). packet count; /* nº de paquetes del flujo */ byte count; /* nº de bytes del flujo */ start of flow; /* tiempo de inicio del flujo */ end of flow; /* tiempo de fin del flujo */..

28 Impactos del uso de NetFlow Consumo adicional de memoria y CPU del equipo donde corre. Problemas de saturación del enlace de exportación de información, principalmente al monitorear enlaces de alta capacidad o con tráfico muy variado. Mayores requerimientos de procesamiento del equipo recolector de información.

29 NetFlow v.8 - Aggregation NetFlow v.8 define distintas políticas de agregación de flujos que permiten resumir la información que se envía al equipo recolector. Se utilizan caches extras llamados caches de agregación. Al expirar en el cache principal, el flujo pasa al cache de agregación correspondiente donde se aplican reglas de expiración similares.

30 Estructura NetFlow Completa

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