基于MRTG的網(wǎng)絡(luò )流量監測研究與應用
加入技術(shù)交流群
1 SNMP協(xié)議
簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議(Simple Network ManagementProtocol，SNMP)是基于TCP／IP的互聯(lián)網(wǎng)管理協(xié)議，它是由SGMP協(xié)議發(fā)展而來(lái)的。SNMP定義了傳送管理信息的協(xié)議消息格式及管理站和設備代理之間進(jìn)行消息傳送的規程，能對互聯(lián)網(wǎng)中不同類(lèi)型的設備進(jìn)行監控和管理。Internet上的SNMP運行在TCP／IP協(xié)議族之上，但是其傳輸層協(xié)議采用的是無(wú)連接的UDP而不是TCP。
基于SNMP的網(wǎng)絡(luò )管理模型包括四個(gè)關(guān)鍵元素：網(wǎng)絡(luò )管理站(NMS)、管理代理(Agent)、管理信息庫(MIB)和網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議。SNMP采用了C／S模型的特殊形式——代理／管理站模型，對于網(wǎng)絡(luò )設備的管理是通過(guò)管理工作站與SNMP代理間的交互工作完成的。其工作原理如圖1所示。
Agent是常駐在被管對象上的軟件，它接收來(lái)自NMS的指令和發(fā)送響應信息，操作MIB并對網(wǎng)絡(luò )設備進(jìn)行監控和配置。NMS和Agent通過(guò)發(fā)送SNMP消息進(jìn)行通信。SNMP協(xié)議提供了Get，Set和Trap三類(lèi)操作。SNMP協(xié)議利用UDP協(xié)議的161／162端口進(jìn)行通信。在SNMP中，采用了符合ASN.1(AbstractSyntax Notation)規范的對象標識方法OID(ObjectIdentifier)，以此來(lái)惟一地標識網(wǎng)絡(luò )所需管理的對象或對象組。如IP協(xié)議的OID為{1，3，6，1，2，1，4}。
SNMP從產(chǎn)生到現在一共發(fā)展有3個(gè)主版本，分別為SNMPv1，SNMPv2和SNMPv3。其中SNMPv2又分為若干個(gè)子版本，其中SNMPv2c應用最為廣泛，它在計數時(shí)使用了64位字長(cháng)，而SNMPv1使用的是32位。
2 MRTG的工作原理及組成
MRTG(多路由器流量圖示器)是一個(gè)基于SNMP協(xié)議的監控網(wǎng)絡(luò )流量和主機資源的開(kāi)放源代碼的管理工具。它通過(guò)SNMP請求得到被監控對象的流量信息，將這些流量信息以PNG格式的圖形表示，并將包含這些圖形的HTML文檔通過(guò)Web方式顯示給用戶(hù)，非常直觀(guān)地顯示流量負載。
MRTG是用Per1和C編寫(xiě)的，可以工作在Unix和Windows NT環(huán)境下。MRTG的Perl腳本用以使用SNMP來(lái)讀取路由器的流量信息，性能高的C程序則用來(lái)記錄負載數據，創(chuàng )建代表被監控網(wǎng)絡(luò )連接的圖形，這些圖嵌入在Web頁(yè)面中。除了獲得每天的詳細信息之外，MRTG還可以創(chuàng )建前7天、前4個(gè)星期甚至前12個(gè)月內網(wǎng)絡(luò )流量的直觀(guān)表示。
MRTG主要由4個(gè)模塊組成：
基礎模塊 包括定義SMI要求的數據結構，并提供相應的方法通過(guò)SNMP操作獲取被管對象信息的SNMP模塊和MRTG支持模塊。
日志文件 MRTG使用的日志文件以ASCII文本形式來(lái)記錄測得的流量數據，日志文件由Rate Up模塊進(jìn)行更新。
日志更新和繪圖工具 在該模塊中，MRTG使用C語(yǔ)言程序來(lái)完成日志文件的更新和統計圖形的生成，與原來(lái)用Perl實(shí)現相比，大大提高了效率。
配置和網(wǎng)頁(yè)組織工具 MRTG提供了相關(guān)的配置文件生成工具cfgmaker和網(wǎng)頁(yè)組織工具indexmaker。通過(guò)運行cfgmaker，利用SNMP協(xié)議讀取被管設備中的對象信息，自動(dòng)生成該設備的框架配置文件。Index-maker通過(guò)讀取配置文件中的Target描述獲得對象信息，并用這些信息組織成該對象的HTML頁(yè)。
3基于MRTG的流量監測的實(shí)現與分析
3.1 MRTG的安裝
MRTG是用Perl編寫(xiě)的，它的運行需要Perl的支持，所以在安裝MRTG之前必須下載并安裝Perl語(yǔ)言。由于MRTG的流量監測是基于Web頁(yè)面的，必須安裝Web服務(wù)器軟件，在這里選擇了運用非常廣泛的Apache。在安裝MRTG時(shí)，選擇了目前比較穩定的版本MRTG-2.12.2。
3.2 MRTG的配置
MRTG的配置是實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )流量監測的關(guān)鍵，而MRTG的配置信息都保存在mrtg.cfg文件中，對MRTG的配置實(shí)際上就是生成和配置mrtg.cfg文件。
在配置系統之前，需要收集以下信息：被監控設備的IP地址或主機名；如果還想監測除字節流量以外的其他信息，需要知道設備的SNMP OID；最后還要知道所監控設備的SNMP共同體認證名(community string)信息，缺省值是public。
MRTG的配置信息都是保存在mrtg.cfg文件中的，創(chuàng )建該文件并且在其中定義希望的監控特性。一般不需要直接手工編輯該配置文件，因為MRTG軟件包提供有cfgmaker配置工具，根據運行參數可以自動(dòng)生成mrtg.cfg配置文件。
首先在www服務(wù)器的Document Root目錄下創(chuàng )建一個(gè)子目錄用來(lái)存放MRTG生成的統計文件，這里假設apache是默認安裝，因此Document Root在／var／www／html目錄下創(chuàng )建子目錄mrtg。下面就生成MRTG配置文件：
這里的一global參數表示后面的選項是對后面指定的設備都是有效的(如果希望對多個(gè)設備進(jìn)行監控時(shí)，該參數就會(huì )發(fā)生作用)。WorkDir用來(lái)指示MRTG的工作目錄；Options用來(lái)指定一些特定的選項，這里的grow-right，bits是用來(lái)指定默認options配置的，對于常見(jiàn)的應用來(lái)說(shuō)默認options配置就可以滿(mǎn)足需求了。
3.3設備端口流量監控
可以手工生成配置文件，但對于一般情況，可以使用MRTG自帶的腳本來(lái)生成配置文件，如：
前面提到，SNMPv1是使用32位字長(cháng)進(jìn)行計數，因此如果采集間隔是5 min，所能正確表示的最大流量應該是：
因此，如果鏈路流量在接近或超過(guò)此數值時(shí)，計算出來(lái)的結果不再準確，這時(shí)候便只能使用SNMPv2計數器，在配置MRTG腳本，可以使用public@x.x.x.x.：：：：：2來(lái)指定讀取SNMPv2的MIB值。
3.4 PING時(shí)延監控
在進(jìn)行PING時(shí)延監控時(shí)，我們使用了另一個(gè)Perl腳本mrtg-ping，同時(shí)也可以監控丟包率，配置文件如下：
從以上例子可以看出，MRTG的監控對象就是Target語(yǔ)句后的內容，這里可以是SNMP的MIB對象，也可是執行腳本得到的數值。由此可以看到，MRTG監控的可擴充性非常好，可以自己編寫(xiě)腳本來(lái)獲得感興趣的數據，如服務(wù)器CPU利用率、內存利用率、磁盤(pán)空間、DNS服務(wù)器查詢(xún)次數、Cache服務(wù)器Hit次數、甚至CPU溫度等，MRTG都可將它們用直觀(guān)圖表呈現出來(lái)。
4結語(yǔ)
綜上所述，MRTG在網(wǎng)絡(luò )管理中的應用是非常有效的。我們只要靈活運用SNMP查詢(xún)工具、系統狀態(tài)檢測工具，配合Per1編寫(xiě)傳回字符串處理程序，即可完成MRTG的外掛程序，最后再搭配合適的MRTG配置命令即可產(chǎn)生另類(lèi)實(shí)時(shí)流量統計圖表。因此，對MRTG的應用和持續開(kāi)發(fā)，不但可以幫助網(wǎng)絡(luò )管理員隨時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò )系統和設備運行狀態(tài)，還可以降低企業(yè)或組織的網(wǎng)絡(luò )設備維護成本。
評論