一、首先我首先要說下什麼是SNMP？
SNMP是簡單的網絡管理協議，它不是一個軟件，而是用於網絡管理的一套規則。利用SNMP，一個管理工作站可以遠程管理所有支持這種協議的網絡設備，包括監視網絡狀態、修改網絡設備配置、接收網絡事件警告等。
但話又說回來，爲什麼要使用SNMP協議？
因爲網絡設備可能來自不同的廠商，如果每個廠商提供一套獨立的管理接口，將使網絡管理變得越來越複雜，若想對網絡中來自不同廠商的設備監控，用基於SNMP開發的軟件進行管理最方便的，因爲大部分的設備都支持SNMP協議。
那麼SNMP有哪些技術有點？
（1）基於TCP/IP互聯網的標準協議，傳輸層協議一般用UDP
（2）自動化網絡管理。網絡管理員可以利用SNMP平臺在網絡上的節點檢索信息、修改信息、發現故障、完成故障診斷、進行容量規劃和生成報告
（3）屏蔽不同設備的物理差異，實現對不同廠商產品的自動化管理。SNMP只提供最基本得功能集，使得管理任務與被管理設備的物理特徵和實際網絡類型相對獨立，從而實現對不同廠商設備的管理
（4）簡單的請求-應答方式和主動通告方式相結合，並有超時和重傳機制
（5）報文種類少，報文格式簡單，方便解析，易於實現
（6）SNMPv3版本提供了認證和加密安全機制，以及基於用戶和視圖的訪問控制功能，增強了安全性
二、SNMP的網絡架構
SNMP網絡架構由三部分組成：NMS（網絡管理站）、Agent（代理）、MIB（管理信息庫）
1、NMS（網絡管理站）
NMS是網絡中的管理者，是一個利用SNMP協議對網絡設備進行管理和監視的系統。可以是一臺專門用來進行網絡管理的服務器，也可以指某個設備中之中管理功能的一個應用程序。
NMS可以向Agent發出請求，查詢或修改一個或多個具體的參數值。同時，NMS可以接收Agent主動發送的Trap信息，以獲知被管理設備當前的狀態
2、Agent
Agent是網絡設備中的一個應用模塊，用於維護被管理設備的信息數據，並響應NMS的請求，把管理數據彙報給發送請求的NMS。
Aent接收到NMS的請求信息後，完成查詢或修改操作，並把操作結果發送給NMS，完成響應。同時，當設備發生故障或者其他事件的時候，Agent會主動發送Trap信息給NMS，通知設備當前的狀態變化。
3、MIB
任何一個被管理的資源都表示成一個對象，稱爲被管理的對象。MIB就是被管理對象的集合。它定義了被管理對象的一系列的屬性：對象的名稱、對象的訪問權限和對象的數據
類型等。每個Agent都有自己的MIB。MIB也可以看做是NMS和Agent之間的一個接口，通過這個接口，NMS可以對Agent中的每一個被管理對象進行讀/寫操作，從而達到管理和監控設備的目的。
NMS、Agent和MIB之間的關係如圖所示：
MIB的結構：
MIB是以樹狀結構進行存儲的，樹的節點表示被管理對象，它可以用從根開始的一條路徑唯一地識別，這條路徑就稱爲OID。
如圖所示，管理對象system可以用一串數字{1.3.6.1.2.1.1}唯一標識，這串數字就是system的OID。
三、SNMP的操作
後續的文章我們會通過抓包工具來抓取報文，來具體的分析SNMP報文的格式，以及SNMPv1、v2c、v3版本的相同與區別，以及v3所用的基於用戶和基於視圖的安全措施，認證和加密的過程！
上一篇文章講解了SNMP的基本架構，本篇文章將重點分析SNMP報文，並對不同版本（SNMPv1、v2c、v3）進行區別！
四、SNMP協議數據單元
在SNMP管理中，管理站（NMS）和代理（Agent）之間交換的管理信息構成了SNMP報文，報文的基本格式如下圖1：
圖 1
SNMP主要有SNMPv1、SNMPV2c、SNMPv3幾種最常用的版本。
1、SNMPv1
SNMPv1是SNMP協議的最初版本，提供最小限度的網絡管理功能。SNMPv1的SMI和MIB都比較簡單，且存在較多安全缺陷。
SNMPv1採用團體名認證。團體名的作用類似於密碼，用來限制NMS對Agent的訪問。如果SNMP報文攜帶的團體名沒有得到NMS/Agent的認可，該報文將被丟棄。
報文格式如下圖2：
圖 2
從上圖可以看出，SNMP消息主要由Version、Community、SNMP PDU幾部分構成。其中，報文中的主要字段定義如下：
Version：SNMP版本
Community：團體名，用於Agent與NMS之間的認證。團體名有可讀和可寫兩種，如果是執行Get、GetNext操作，則採用可讀團體名進行認證；如果是執行Set操作，則採用可寫團體名進行認證。
Request ID：用於匹配請求和響應，SNMP給每個請求分配全局唯一的ID。
Error status：用於表示在處理請求時出現的狀況，包括noError、tooBig、noSuchName、badValue、readOnly、genErr。
Error index：差錯索引。當出現異常情況時，提供變量綁定列表（Variable bindings）中導致異常的變量的信息。
Variable bindings：變量綁定列表，由變量名和變量值對組成。
enterprise：Trap源（生成Trap信息的設備）的類型。
Agent addr：Trap源的地址。
Generic trap：通用Trap類型，包括coldStart、warmStart、linkDown、linkUp、authenticationFailure、egpNeighborLoss、enterpriseSpecific。
Specific trap：企業私有Trap信息。
Time stamp：上次重新初始化網絡實體和產生Trap之間所持續的時間，即sysUpTime對象的取值。
用Wireshark抓取的SNMPv1版本的報文格式如下圖3：
圖 3
192.168.2.1是Agent的ip地址，192.168.2.110是NMS的ip地址
從上圖可以看到，SNMPv1版本的安全性不太好，可以抓取到community也即是團體名；tarp操作只有發送報文沒有響應報文。
2、SNMPv2c
SNMPv2c也採用團體名認證。在兼容SNMPv1的同時又擴充了SNMPv1的功能：它提供了更多的操作類型（GetBulk和inform操作）；支持更多的數據類型（Counter32等）；提供了更豐富的錯誤代碼，能夠更細緻地區分錯誤。
在v1版本中只有數據類型的錯誤碼，而v2c版本中增加了不少，如下圖4：
圖 4
SNMPv2報文格式如下圖5：
圖 5
比較SNMPv1而言，SNMPv2c新增了GetBulk操作報文和inform操作報文。GetBulk操作所對應的基本操作類型是GetNext操作，通過對Non repeaters和Max repetitions參數的設定，高效率地從Agent獲取大量管理對象數據。而inform操作也就是相當於Trap的升級操作，但是二者又有什麼不同之處呢？Trap報文發出去之後不會收到響應報文，而inform報文在發出報文之後能收到響應報文。
抓取的報文格式如下：
（1）GetBulk操作，批量獲取數據，如下圖6：
圖 6
（2）inform操作，可以看到它與trap操作的區別，有個響應報文，如下圖7：
圖 7
SNMPv2c修改了Trap報文格式。SNMPv2c Trap PUD採用SNMPv1 Get/GetNext/Set PDU的格式，並將sysUpTime和snmpTrapOID作爲Variable bindings中的變量來構造報文（可參照上圖3的get-next的response和下圖9SNMPv2的trap進行對比），報文格式如下：
（1）SNMPv1版本的tarp報文格式如下圖8：
圖 8
（2）SNMPv2的trap報文格式如下圖9：
圖 9
3、SNMPv3
SNMPv3主要在安全性方面進行了增強，它採用了USM和VACM技術。USM提供了認證和加密功能，VACM確定用戶是否允許訪問特定的MIB對象以及訪問方式。
USM（基於用戶的安全模型）
USM引入了用戶名和組的概念，可以設置認證和加密功能。認證用於驗證報文發送方的合法性，避免非法用戶的訪問；加密則是對NMS和Agent之間傳輸的報文進行加密，以免被竊聽。通過有無認證和有無加密等功能組合，可以爲NMS和Agent之間的通信提供更高的安全性。
VACM（基於視圖的訪問控制模型）
VACM技術定義了組、安全等級、上下文、MIB視圖、訪問策略五個元素，這些元素同時決定用戶是否具有訪問的權限，只有具有了訪問權限的用戶才能管理操作對象。在同一個SNMP實體上可以定義不同的組，組與MIB視圖綁定，組內又可以定義多個用戶。當使用某個用戶名進行訪問的時候，只能訪問對應的MIB視圖定義的對象。
由於v3版本的增加了不少內容，所以決定在下一篇文章中再詳細的講解SNMPv3。
在上篇文章中，說到了SNMPv3主要在安全性方面進行了增強，採用USM（基於用戶的安全模型）和VACM（基於視圖的訪問控制模型）技術。下面我們就主要講解SNMPv3的報文格式以及基於USM的認證和加密過程！
1、SNMPv3的消息格式如下圖1：
圖 1
其中，整個SNMPv3消息可以使用認證機制，並對EngineID、ContextName、PDU消息體部分進行加密。RequestID、MaxSize、Flags、SecurityModel、SecurityParameters構成SNMPv3消息頭。
報文中的主要字段定義如下：
RequestID：請求報文的序列號。
MaxSize：消息發送者所能夠容納的消息最大字節，同時也表明了發送者能夠接收到的最大字節數。
Flags：消息標識位，佔一個字節。
SecurityModel：消息的安全模型值，取值爲0～3。0表示任何模型，1表示採用SNMPv1安全模型，2表示採用SNMPv2c安全模型，3表示採用SNMPv3安全模型。
ContextEngineID：唯一識別一個SNMP實體。對於接收消息，該字段確定消息該如何處理；對於發送消息，該字段在發送一個消息請求時由應用提供。
ContextName：唯一識別在相關聯的上下文引擎範圍內部特定的上下文。
安全參數SecurityParameters又包括以下主要字段：
AuthoritativeEngineID：消息交換中權威SNMP的snmpEngineID，用於SNMP實體的識別、認證和加密。該取值在Trap、Response、Report中是源端的snmpEngineID，對Get、GetNext、GetBulk、Set中是目的端的snmpEngineID。
AuthoritativeEngineBoots：消息交換中權威SNMP的snmpEngineBoots。表示從初次配置時開始，SNMP引擎已經初始化或重新初始化的次數。
AuthoritativeEngineTime：消息交換中權威SNMP的snmpEngineTime，用於時間窗判斷。
UserName：用戶名，消息代表其正在交換。NMS和Agent配置的用戶名必須保持一致。
AuthenticationParameters：認證參數，認證運算時所需的密鑰。如果沒有使用認證則爲空。
PrivacyParameters：加密參數，加密運算時所用到的參數，比如DES CBC算法中形成初值IV所用到的取值。如果沒有使用加密則爲空。
2、下面根據實際操作，用Wireshark抓取的報文來講解SNMPv3協議的工作的過程：
說明：192.168.2.110是NMS的ip地址，192.168.2.1是Agent的ip地址
（1）由於SNMPv3進行數據交互的過程中要進行加密和認證，所以NMS首先要從Agent獲取AuthoritativeEngineID（標識一個SNMP實體）、AuthoritativeEngineBoots和AuthoritativeEngineTime（同步NMS和Agent時間，保證消息接收的時效性，同時也是用來進行數據認證和加密的參數），如下圖2：
圖 2
（2）Agent回覆NMS請求的參數，回覆報文如下圖3：
圖 3
（3）NMS繼續向Agent獲取AuthoritativeEngineBoots和AuthoritativeEngineTime參數，如下圖4：
圖 4
（4）Agent對NMS的請求進行響應，如下圖5：
圖 5
（5）下面開始正常數據操作，如下圖6：
圖 6
（6）Agent向NMS響應數據請求，如下圖7，傳輸的數據都進行了加密，可見SNMPv3的安全性：
圖 7
下一篇文章的主要內容主要就是講SNMPv3的認證和加密過程！