Network Management Protocols

Manajemen jaringan atau manajemen elemen pada jaringan telekomunikasi merupakan hal yang amat penting karena jaringan telekomunikasi dituntut untuk dapat melayani terus-menerus. Ketika saya mulai memasuki dunia telekomunikasi, saya baru mendapatkan sistem-sistem yang hampir selalu dirancang dengan high availability dan service availability yang tinggi. Kondisi tersebut dicapai dengan cara rancangan yang memperhatikan high availability baik pada elemen hardware maupun software. Selain itu keadaan elemen harus selalu dimonitor untuk mengetahui akan performansi elemen agar kesalahan (fault) maupun kondisi yang tidak diinginkan pada sistem dapat diketahui dengan cepat.

Menurut pengalaman saya, protokol yang paling sering digunakan untuk memonitor elemen pada jaringan telekomunikasi adalah SNMP (Simple Network Management Protocol). SNMP biasanya digunakan untuk memonitor performansi hardware seperti pengguaan CPU, memory, disk, serta parameter-parameter performansi dalam sistem (software) misalnya besarnya queue yang terpakai, penggunaan lisensi.

Mengapa SNMP?

Alasan mengapa SNMP banyak digunakan adalah karena SNMP adalah standar protokol yang memang dirancang untuk memanajemen jaringan dan SNMP merupakan protokol manajemen yang sederhana.

Sederhana tidak berarti mudah, SNMP cukup kompleks dan perlu tenaga yang lebih untuk mempelajari secara detail protokol ini terutama untuk mempelajari Structure of Management Information (SMI).

CMIP: Protokol standar manajemen untuk elemen telekomunikasi

SNMP bukan satu-satunya protokol yang bisa digunakan untuk keperluan manajemen jaringan seperti monitoring dan pengiriman alarm dan pengubahan parameter. Protokol yang telah menjadi standar untuk jaringan telekomunikasi adalah Common Management Information Protocol (CMIP) yang dibuat oleh ISO yang kemudian diadopsi sebagai standar oleh organisasi telekomunikasi dunia ITU-T yang dispesifikasikan pada recommendation series X.700.

Konsep CMIP hampir sama dengan SNMP tetapi CMIP memiliki lebih banyak fitur seperti authorization, access control,reporting yang lebih flexible, mendukung segala jenis tipe action.

3GPP, organisasi yang membuat standarisasi untuk jaringan GSM/UMTS/IMS/LTE juga menggunakan CMIP sebagai protokol manajemen jaringan (Lihat beberapa spesifikasi tentang Solution Set untuk Integration Reference Point pada seri 32).

Walaupun CMIP merupakan standar protokol yang diratifikasi oleh banyak organisasi telekomunikasi berkelas global tetapi pada kenyataannya SNMP masih lebih sering digunakan di jaringan operator.

Protokol lain yang didesain untuk manajemen jaringan misalnya:

TL1 (Transaction Language 1)
Java Management eXtensions (JMX) yang dispesifikasikan pada JSR-3 (JMX 1.X), JSR-255 (JMX 2.X), JSR-160 (JMX Remote API)
Web Services Distributed Management (WSDM) yang dibuat OASIS
WS-Management yang dibuat DMTF
WMI (Windows Management Instrumentation)

Selain protokol-protokol tersebut kadang vendor juga menggunakan protokol sendiri atau menggunakan protokol yang umum seperti CORBA, HTTP.

SNMP

SNMP (Simple Network Management Protocol) berawal dari kebutuhan terhadap suatu alat untuk mengadministrasi atau mengelola (manage) jaringan TCP/IP. Untuk itu perlu standarisasi protokol yang berfungsi untuk mengelola jaringan. Protokol yang didesain untuk itu kemudian dibuat diantaranya adalah SNMP dan CSMIE/CMP (Common Management Information Service Element / Common Management Information).

CMOT (Common Management Information Services and Protocol over TCP/IP) juga dibuat oleh OSI untuk keperluan yang sama. Cepatnya proses standarisasi SNMP oleh IETF dibanding CMOT yang dibuat OSI serta karena SNMP lebih sederhana membuat SNMP lebih cepat digunakan oleh publik.

Sebelumnya SNMP bernama SGMP (Simple Gateway Monitoring Protocol) yang didefinisikan pada RFC 1028 dan telah digunakan untuk monitoring gateway atau router.

SNMP dibuat berawal dari kebutuhan yang didefinisikan pada RFC 1052 (IAB Recommendations for the Development of Internet Network Management Standards). Setelah itu, tahun 1998 beberapa RFC mengenai SNMP dipublikasikan, yaitu:

RFC 1065 - Structure and Identification of Management Information for TCP/IP-based internets
RFC 1066 - Management Information Base for Network Management of TCP/IP-based internets
RFC 1067 - A Simple Network Management Protocol

Setelah mengalami beberapa perubahan, barulah muncul standar SNMP versi 1 yang lengkap pada tahun 1991 dengan beberapa RFC berikut:

RFC 1155 - Structure and Identification of Management Information for TCP/IP-based Internets
RFC 1212 - Concise MIB Definitions
RFC 1213 - Management Information Base for Network Management of TCP/IP-based internets: MIB-II
RFC 1157 - Simple Network Management Protocol (SNMP)

Detail daftar RFC untuk SNMP v1 bisa dilihat disini.

April 1993, SNMP versi 2 menjadi standar dengan perubahan utama pada penambahan fitur baru yaitu keamanan dan otentifikasi. SNMP versi 2 tidak kompatibel dengan versi 1 karena SNMP v2 message memiliki header dan format PDU yang berbeda serta menggunakan 2 operasi protokol yang tidak dispesifikasikan pada versi sebelumnya.

RFC 1902 - MIB Structure
RFC 1903 - Textual Conventions
RFC 1904 - Conformance Statements
RFC 1905 - Protocol Operations
RFC 1906 - Transport Mappings
RFC 1907 - MIB
RFC 1908 - Coexistence between Version 1 and Version 2

Detail daftar RFC untuk SNMP v2 bisa dilihat disini.

Tahun 1997 SNMP versi 3 mulai dibuat dan pada tahun 2002 menjadi full Internet standard. Dibanding versi sebelumnya, SNMP V3 memiliki fitur-fitur berikut:

- keamanan yang lebih baik dengan enkripsi dan access control,
- pengembangan remote configuration,
- privacy & message integrity

RFC 3410 - Intoduction to Network Management Frameworks v3
RFC 3411 - An Architecture for Describing SNMP Management Frameworks
RFC 3412 - Message Processing and Dispatching
RFC 3413 - SNMP Applications
RFC 3414 - User-based Security Model (USM)
RFC 3415 - View-based Access Control Model (VACM)
RFC 3416 - Protocol Operations
RFC 3417 - Transport Mappings
RFC 3418 - MIB

Detail daftar RFC untuk SNMP v3 bisa dilihat disini.

Arsitektur SNMP

Gambar berikut meperlihatkan bagaimana SNMP digunakan sebagai protokol element management:

Managed device yaitu elemen yang dimonitor atau di-manage oleh NMS. Managed device dapat berupa elemen jaringan seperti router, hub, switch maupun komputer.

Agent adalah program atau software module yang berjalan di setiap elemen yang di monitor yang mengetahui informasi yang harus di-manage dan mentranslasikan informasi tersebut menjadi informasi yang kompatibel dengan SNMP atau dapat dikirimkan ke NMS melalui SNMP.

Manager atau NMS (Network-Management Station) adalah elemen yang menjalankan program untuk memonitor dan mengontrol managed device. NMS bisa mendapatkan langsung informasi dari agent misalnya informasi trap (alarm) atau meminta informasi dari agent.

Management Information

Management Information Base (MIB) adalah koleksi informasi yang diorganisasi dalam bentuk hirarki. Sebuah file MIB adalah sebuah teks file dalam format ASN.1 yang merepresentasikan struktur hirarki dari informasi yang dapat diperoleh dari sebuah aplikasi atau sistem.

Dibawah ini adalah contoh hirarki yang menggambarkan MIB tree.


                   .
                   |
     --------------------------------------------------
     |             |               |                  |
  ccitt(0)       iso(1)          itu(2)       joint-iso-ccitt(3)
                   |
          ---------------------
          |     |      |      |
                            org(3)
                              |
                            dod(6)
                              |                  
                          internet(1)
                              |
                    ----------------------
                    |         |          |
                           mgmt(2)    private(4)
                              |          |
                           mib-2(1)   enterprise(1)
                              |          |
                              |         ...
                              |
--------------------------------------------------------------------...
|         |               |           |     |      |     |     |
system   interfaces   addr-translation   ip   icmp   tcp   udp   egp
(1)       (2)             (3)         (4)   (5)    (6)   (7)   (8)

Managed object atau MIB object adalah sebuah atau beberapa karakteristik pada sebuah managed device misalnya beban CPU, besar memory yang digunakan. MIB pada dasarnya merupakan hirarki dari managed object.

Object identifier atau Obejct ID (OID) digunakan sebagai indentifikasi yang unik untuk setiap managed object yang ada dalam hirarki MIB. OID dapat direprensentasikan dalam sebuah nama misalnya .iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.interfaces.ifnumber atau nomor yang disebut sebagai object descriptor, misalnya .1.3.6.1.2.1.2.1

Sebuah managed object sebagai contoh ifnumber (number of interface) adalah sebuah ide abstrak, sedangkan representasi real dari informasi itu disebut dengan "instance" yang memiliki nilai dari object tersebut. Misalnya instance dari ifnumber adalah ifnumber.0 yang memiliki nilai 3 yang berarti sistem memiliki 3 network interface. Untuk mendapatkan nilai instance tersebut, NMS harus meminta informasi dengan mendefinisikan OID yaitu .1.3.6.1.2.1.2.1.0 (OID dari object ifnumber dengan ditambahkan .0 dibelakangnya).

Ada dua macam managed object, yaitu:

Scalar object yaitu sebuah object instance contohnya ifnumber
Tabular object yaitu beberapa object instance yang saling berelasi. Sebagai contoh object ifDescr yang merupakan informasi deskripsi dari masing-masing network interface akan memiliki 3 nilai yang berbeda jika jumlah network interface ada 3, misalnya:

ifDescr.1 = "lo0"
ifDescr.2 = "ce1"
ifDescr.3 = "ce2"

Penjelasan yang cukup baik tentang scalar dan tabular object bisa dibaca di sini.

Suatu managed object ada yang hanya bisa dibaca dan ada pula yang bisa diset nilainya.

Karena pada awalnya SNMP didesain untuk me-manage jaringan TCP/IP, maka versi pertama MIB memiliki informasi yang spesifik untuk TCP/IP yaitu:

Deskripsi dari sistem
Jumlah dari networking interfaces yang dimiliki sebuah elemen (Ethernet adapters, serial ports ..)
Alamat IP address untuk setiap network interface
Jumlah (counts) dari paket atau datagram yang masuk (incoming) dan keluar (outgoing)
Tabel informasi tentang koneksi TCP yang aktif

Perlu diingat bahwa SNMPv1 menggunakan MIB-II. Pada MIB-II (RFC-1213) dispesifikasikan juga informasi untuk kategori-kategori yang umum seperti terlihat pada tabel berikut:


Category          Information
----------        ---------------------------------------------
system            The host or router operating system information
interfaces        Network interrfaces information
addr-translation  Address translation information
ip                IP protocol information
icmp              ICMP protocol information
tcp               TCP protocol information
udp               UDP protocol information
egp               Exterior Gateway protocol information

Sebuah perusahaan atau vendor dapat membuat sendiri cabang (branch) dalam struktur MIB yang disebut sebagai private MIB. Cabang tersebut berada dibawah object .iso.org.dod.internet.private.enterprise dan harus didaftarkan ke IANA. List dari nomor untuk OID untuk perusahaan dapat dilihat di daftar ini. Pendaftaran akan mencegah adanya OID yang sama digunakan oleh perusahaan yang berbeda.

Structure of Management Information (SMI)

SMI adalah satu set aturan yang menspesifikasikan format untuk mendefinisikan managed object. Jadi jika kita membuat MIB maka kita perlu memahami SMI untuk dapat membuat struktur dan mendeskirpsikan managed object.

SMIv1 memiliki standar berikut:

RFC 1155 - Structure and Identification of Management Information for TCP/IP-based Internets
RFC 1212 - Concise MIB Definitions
RFC 1215 - A Convention for Defining Traps for use with the SNMP

SMIv2 memiliki standar berikut:

RFC 2578 - SMIv2 of SNMPv2
RFC 2579 - Textual Conventions for SNMPv2
RFC 2580 - Conformance Statements for SNMPv2

TL1

Selain CMIP dan SNMP ternyata ada protokol khusus untuk manajemen yaitu TL1 (Transaction Language 1). Saya baru saja update posing sebelumnya tentang Protokol Manajemen Jaringan untuk menambahkan TL1.

TL1 banyak juga digunakan pada jaringan telekomunikasi terutama jaringan optik dan jaringan akses broadband di Amerika bagian utara. Banyak digunakan di Amerika bagian utara karena prorokol ini dibuat sebagai standar terbuka oleh perusahaan Amerika yaitu Bellcore atau sekarang bernama Telcordia.

Beberapa dokumen standar tengang TL1 dapat dilihat di sini, tapi sayangnya dokumen-dokumen tersebut tidak gratis.

TL1 merupakan antarmuka (interface) yang berbasis ASCII sehingga input dan output dapat dengan mudah dibaca. Oleh karena ini TL1 biasa juga digunakan sebagai CLI (Command Line Interface) oleh orang yang memenej jaringan atau elemen pemonitor. Koneksi antara elemen (managed device) dengan administrator tidak didefinisikan tapi bisanya dilakukan dengan telnet atau koneksi lewat kabel RS-232.

Terdapat 4 tipe message dalam TL1, yaitu:

Input Command Messages
Message ini digunakan untuk memeberikan perintah (command) atau melakukan query kepada managed device
Acknowledgment Messages
Message ini dikirimkan oleh managed device ke terminal sebagai hasil dari input command message
Output Response Messages
Message ini dikirimkan oleh managed device ke terminal sebagai tanda bahwa managed device telah menerima input command message terutama jika output dari command akan memakan waktu lama.
Autonomous Messages
Message ini dikirimkan oleh managed-device ke terminal yang di-trigger langsung oleh managed-device karena kondisi tertentu misalnya mengirimkan alarm.

Beberapa link bahan bacaan tentang TL1 bisa dilihat di wikipedia atau baca sebuah halaman tentang TL1 Overview dari Adventnet yang menjelaskan cukup detail mengenai 4 jenis tipe message diatas.

http://ejlp.blogspot.com

FC Parma Fans Blog

Books

saya saja

Parma Archives

Monday, February 22, 2010