Scuola Politecnica e delle Scienze di Base Corso di Laurea in Ingegneria Informatica Elaborato finale in Programmazione II

Studio e Sperimentazione del sistema di monitoraggio NAGIOS Anno Accademico 2015/2016 Candidato: Salvatore Sbirziola matr. N46001296

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1. Monitoraggio di sistemi software con NAGIOS .................................. 2

1.1Cos’èilmonitoraggio..................................................................................................21.2Perchéèutilemonitorareunsistemasoftware................................................31.3Cos’èNagios...................................................................................................................41.4ArchitetturadiNAGIOS..............................................................................................6

2. Installazione e configurazione di Nagios ............................................... 7

2.1Introduzione..................................................................................................................72.2PackagesRichiesti.......................................................................................................82.2.1Creazionedell’Account......................................................................................................92.2.2DownloadNagios&Plugins.............................................................................................92.2.3CompileandInstallNagiosCore.................................................................................102.2.4ConfigurazionePersonalizzata....................................................................................112.2.5Configurazioneinterfacciaweb...................................................................................122.2.6Compile&InstallNagiosPlugins................................................................................132.2.7StartNagiosCore...............................................................................................................14

3. Caso di studio ........................................................................................ 15

3.1Introduzione................................................................................................................153.2StrutturaTestbed......................................................................................................163.3Prerequisiti..................................................................................................................173.4Installazionedell’agentesuWindows................................................................183.5ConfigurazioneLatoNagios....................................................................................193.5.1Definizionedell’host.........................................................................................................19

3.6Definizionedeiservizidamonitorare................................................................203.6.1ServizioCLIENTVERSION..............................................................................................203.6.2ServizioUPTIME................................................................................................................203.6.3ServizioCPULOAD.............................................................................................................213.6.4ServizioMEMUSE..............................................................................................................213.6.5ServizioUSEDDISKSPACE..............................................................................................223.6.6ServizioSERVICESTATE.................................................................................................22

3.7 Conclusioni .......................................................................................... 23

Bibliografia ................................................................................................ 25

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1. Monitoraggio di sistemi software con NAGIOS

1.1 Cos’è il monitoraggio

Il processo di monitoraggio di un sistema software consiste nel controllare

tramite uno specifico applicativo adatto allo scopo, il corretto

funzionamento del sistema monitorato. Per corretto funzionamento

s’intende, il monitorare i vari aspetti rilevanti del sistema software in

questione e controllare che i risultati ottenuti dall’attività di monitoraggio,

combacino con i risultati sperati, relativamente al singolo servizio

monitorato. In caso affermativo, l’applicativo di monitoraggio, darà una

risposta positiva, viceversa l’applicativo indicherà il problema rilevato,

talvolta anche notificando l’amministratore del sistema con una notifica

mail. E’ concepibile accostare il problema del monitoraggio, a risorse di

natura diversa. In ambito informatico, nasce l’esigenza da parte delle

aziende che forniscono servizi ai clienti, di voler monitorare lo stato dei

servizi stessi, per questo motivo nasce l’esigenza di voler comporre un

sistema di monitoraggio, che si occupi di monitorare i servizi di rete come

SMTP, POP3, HTTP, NNTP, PING; così come le risorse di un host (carico

del processore, utilizzo del disco, utilizzo della memoria).

Diversi sono i software in commercio che ci permettono di compiere

quest’attività, spesso fornendo anche una semplice e intuitiva interfaccia

grafica.

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1.2 Perché è utile monitorare un sistema software.

Guardando alla problematica del monitoraggio, da un punto di vista

aziendale, sono molteplici i vantaggi che un sistema di monitoraggio

fornisce ai fornitori di servizi in larga scala. Si pensi ad esempio al cyber-

attacco che ha messo fuori uso per diverse ore colossi come: Twitter,

Financial Times, Spotify, Reddit, Ebay e New York Times. I danni sia

economici sia d’immagine sarebbero cresciuti in maniera esponenziale, se

non si fosse provveduto in maniera imminente al ripristino del servizio.

Guardando invece la problematica, dal punto di vista della protezione

d’informazioni riservate, sono altresì molteplici i vantaggi che un sistema di

monitoraggio offre in questo senso. Si pensi al cyber-attacco condotto ai

danni del Dipartimento di Stato USA, che ha permesso al pirata informatico

di entrare nel sistema di posta elettronica del Dipartimento di Stato e di

mantenervi l’accesso per diversi mesi, portando così alla fuga di notizie

sensibili e riservate. I software per il monitoraggio ci vengono incontro per

preventivare questi spiacevoli inconvenienti, e porsi sulla difensiva per

contrastarli nel minor tempo possibile.

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1.3 Cos’è Nagios

Nagios è un’applicazione open source per il monitoraggio di computer e

risorse di rete. La sua funzione base è quella di controllare nodi, reti e

servizi specificati, avvertendo quando questi non garantiscono il loro

servizio, o quando ritornano attivi. Nagios, inizialmente noto con il nome di

NetSaint, è stato scritto ed è attualmente mantenuto da Ethan Galstad.

In origine Nagios è stato sviluppato per Linux ma può funzionare

correttamente anche su altre varianti di Unix. E’ distribuito sotto la versione

2 della GNU General Public License.

N.A.G.I.O.S è un acronimo ricorsivo di “ Nagios Ain't Gonna Insist On

Sainthood ” È un riferimento al nome originale del software, NetSaint, che

fu cambiato per via di problemi di marchi.

Alcune delle funzionalità di Nagios sono:

• Monitoraggio di servizi di rete (SMPT, POP3, HTTP, NNTP, ICMP,

SNMP, FTP, SSH)

• Monitoraggio delle risorse di sistema (carico del processore, uso

dell’hard disk, log di sistema sulla maggior parte dei sistemi

operativi, anche per Microsoft Windows)

• Monitoraggio remoto supportato attraverso tunnel SSH o SSL

• Semplici plug-in che permettono agli utenti di sviluppare facilmente

nuovi controlli per i servizi in base alle proprie esigenze, usando:

bash, C++, Perl, Ruby, Python, PHP, C#, etc

• Controlli paralleli sui servizi

• Capacità di definire gerarchie di nodi di rete usando nodi “parent”,

permettendo la distinzione tra nodi che sono down e nodi non

raggiungibili

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• Capacità di definire “event handler”, in altre parole azioni

automatiche che vengono attivate all’apparire o alla risoluzione di un

problema

• Rotazione automatica dei file di log

• Supporto per l’implementazione di monitoraggio ridondante

• Interfaccia web opzionale per la visualizzazione dell’attuale stato,

notifiche, storico dei problemi, file di log, etc.

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1.4 Architettura di NAGIOS

Nagios ha un’architettura modulare basata sui plugin. Ogni plugin può

essere installato separatamente rispetto al core del programma, e consente

di monitorare determinate risorse. Al momento dell’installazione, verranno

installati dei plugin di base che consentono di monitorare i servizi

essenziali.

Figura1-ArchitetturaNAGIOS

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2. Installazione e configurazione di Nagios

2.1 Introduzione

La versione di Nagios in esame è la Core 4.2.4 ed è possibile installarla in

diverse distribuzioni linux (Fedora, Ubuntu, openSUSE).

Nel nostro caso è stata scelta una distribuzione Ubuntu 16.10 a supporto.

A installazione ultimata, Nagios sarà in grado di monitorare l’host locale su

cui risiede, in particolare andremo a monitorare alcuni parametri principali

quali: il numero di utenti loggati, l’utilizzo dell’area di swap del sistema, il

numero di processi totali, ecc.

Dall’interfaccia web, è possibile accedere agli host monitorati e in

particolare controllare i servizi dell’host che ci interessa. Nel caso del

localhost avremo una situazione tipo quella mostrata nei Figura 2.

Figura 2 - stato servizi localhost

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2.2 Packages Richiesti

Prima di procedere con l’installazione di Nagios sulla macchina ubuntu,

ci siamo assicurati della presenza dei seguenti packages sulla stessa

• Autoconf

• Apache 2

• PHP

• GCC compiler and development libraries

• GD development libraries

• Unzip

Per poterli installare, è bastato dare i seguenti comandi da terminale

sudo apt-get install autoconf gcc libc6 build-essential bc gawk dc gettext \ libmcrypt-dev libssl-dev make unzip apache2 apache2-utils php7.0 libgd2-xpm-dev

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2.2.1 Creazione dell’ Account

Richiediamo il controllo al terminale come root user e creiamo un nuovo

account “nagios” al quale assegniamo una password. Infine creiamo un

nuovo gruppo “nagcmd” per consentire la comunicazione con l’interfaccia

web. Al gruppo sarà aggiunto sia l’utente nagios, che l’utente apache che

ospita l’interfaccia web

2.2.2 Download Nagios & Plugins

Creiamo una cartella, dove salveremo i packages da installare, e

scarichiamo Nagios Core versione 4.2.4 e i Plugins a esso associati Nagios

Plugins 2.1.4.

Operiamo da terminale, inserendo le seguenti stringhe:

sudo –s /usr/sbin/useradd –m –s /bin/bash nagios passwd nagios /usr/sbin/groupadd nagcmd /usr/sbin/usrmod –a –G nagcmd nagios /usr/sbin/usrmod –a –G nagcmd www-data

wget http://prdownloads.sourceforge.net/sourceforge/nagios/nagios-4.2.4.tar.gz wget http://prdownloads.sourceforge.net/sourceforge/nagiosplug/nagios-plugins-2.1.4.tar.gz

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2.2.3 Compile and Install Nagios Core

Estraiamo il contenuto del file zip nagios-4.2.4.tar.gz e ci spostiamo nella

cartella estratta.

Eseguiamo lo script di configurazione di Nagios, passando il nome del

gruppo creato in precedenza, che punta alla directory di configurazione di

Apache.

Ora passiamo alla compilazione del sorgente di Nagios :

cd ~/downloads tar xzf nagios-4.2.4.tar.gz cd nagios-4.2.4

./configure –with-command-group=nagcmd –with-httpd-conf=/etc/apache2/sites-enabled

make all

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Infine installiamo i file binari, gli script init, i file di configurazione di

esempio e impostiamo le autorizzazioni sulla directory comando esterno

A questo punto il sistema di monitoraggio è installato sulla macchina, ma

non è ancora pronto per l’uso, quindi non possiamo ancora avviarlo.

2.2.4 Configurazione Personalizzata

I file di configurazione di esempio sono stati installati nella directory

/usr/local/nagios/etc.

Il primo file che andiamo a modificare si trova nella directory

/usr/local/nagios/etc/objects ed è il file “contacts.cfg”.

Di questo file ci interessa modificare l’indirizzo email associato al

nagiosadmin, che andrà sostituito con l’indirizzo email al quale vogliamo

ricevere gli avvisi (alerts).

Poiché, come detto in precedenza, una delle funzionalità di Nagios è quella

di notificare gli eventi tramite email all’amministratore del sistema.

make install make install-init make install-config make install-commandmode update-rc.d nagios defaults

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La seguente stringa ci permette di accedere e modificare il file, laddove ci

interessa, attraverso l’utilizzo del tool nano, fornito dalla nostra versione di

ubuntu.

Figura3-contacts.cfgmodificato

2.2.5 Configurazione interfaccia web

Passiamo ora alla configurazione dell’interfaccia web in apache, per un

utilizzo più intuitivo del sistema di monitoraggio.

Dopo aver configurato l’interfaccia web, aggiungiamo un account per

accedereallastessa.

sudo nano /usr/local/nagios/etc/objects/contacts.cfg

make install-weconf a2enmod rewrite a2enmod cgi

htpasswd –c /usr/local/nagios/etc//htpasswd.users nagiosadmin

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A questo punto possiamo riavviare Apache, per rendere effettivi i

cambiamenti.

In Figura 4, è mostrata l’interfaccia web appena configurata, con la quale

avremmo a che fare. Accessibile dal browser all’indirizzo:

http://localhost/nagios/

Figura4-webinterface

2.2.6 Compile & Install Nagios Plugins

L’ultimo passo, prima di poter eseguire Nagios, è l’installazione dei

plugins, che ci serviranno per l’attività di monitoraggio. In particolare,

nell’attività di monitoraggio in esame ( monitoraggio di un sistema

windows ) utilizzeremo il plugin NSClient++ . In seguito vedremo a cosa ci

servirà e come lo andremo a configurare.

Estraiamo i plugins, in precedenza scaricati:

ufw allow Apache ufw reload

cd ~/dwnloads tar xzf nagios-plugins-2.1.4.tar.gz cd nagios-plugins-2.1.4

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Licompiliamoeliinstalliamocomedescrittodiseguito.

2.2.7 Start Nagios Core

Ora siamo pronti per eseguire Nagios Core.

Eseguiamo un’altra verifica sulla configurazione e poi eseguiamo il

servizio.

Possiamo controllare lo stato del servizio Nagios sulla macchina, dando al

terminale il seguente comando:

./tools/setup

./configure make make install

/usr/local/nagios/bin/nagios –v /usr/local/nagios/etc/nagios.cfg systemctl start nagios.service

systemctl status nagios.service

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3. Caso di studio

3.1 Introduzione

Per attuare il monitoraggio di una macchina windows tramite Nagios,

abbiamo bisogno di un agente installato sulla macchina da monitorare che

funge da proxy tra il plugin Nagios, che effettua il monitoraggio, ed il

servizio effettivamente monitorato della macchina windows.

Senza l’installazione dell’agente sulla macchina windows, Nagios non

sarebbe in grado di monitorare la macchina.

Nel seguente esperimento, abbiamo utilizzato l’agente NSClient++ sulla

macchina windows, e il plugin check_nt già presente nell’installazione

dell’insieme di plugins in Nagios, per comunicare con l’agente NSClient++.

La comunicazione tra il server di monitoraggio e la macchina monitorata è

ben schematizzata nella Figura 5.

Figura5-schemasistemadimonitoraggio

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3.2 Struttura Testbed

L’host windows da monitorare (la macchina fisica) , ospiterà una macchina

virtuale creata tramite l’utilizzo del tool VirtualBox, che ospiterà il sistema

di monitoraggio.

HostWindows

VirtualBox

LinuxVM

Nagios

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3.3 Prerequisiti

La prima volta che si configura Nagios per monitorare una macchina

windows, bisogna modificare il file di configurazione di Nagios

“nagios.cfg”, rimuovendo il pound (#) dalla linea

“#cfg_file=/usr/local/nagios/etc/ objects/windows.cfg”.

In questo modo Nagios, può utilizzare il file “windows.cfg” per trovare

informazioni relative alla macchina windows da monitorare, quali

l’indirizzo IP dell’host da monitorare e i vari servizi definiti, che si

vogliono monitorare.

Figura6-filediconfigurazionemodificato

sudo nano /usr/local/nagios/etc/nagios.cfg

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3.4 Installazione dell’agente su Windows

L’agente NSClient++ ci consente di monitorare la macchina windows ,

interponendosi tra il server Nagios , il plugin check_nt con il quale

comunica e la macchina windows. L’agente dovrà essere sempre attivo in

background sulla macchina da monitorare per poter garantire il corretto

monitoraggio da parte di Nagios.

Al momento dell’installazione di NSClient++, si presenterà una schermata

come quella in Figura 7, grazie alla quale, possiamo scegliere quale server

Nagios può comunicare con esso, o in alternativa lasciare la riga “Allowed

hosts” bianca, per permettere a tutti di comunicare con esso ; e inoltre

possiamo abilitare i moduli che ci occorrono affinchè la comunicazione

funzioni correttamente.

Figura7-NSClient++installazione

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3.5 Configurazione Lato Nagios

3.5.1 Definizione dell’host

Ora possiamo configurare il file “windows.cfg” presente sul server Nagios,

in modo tale da poter monitorare la macchina windows che ci interessa.

Per prima cosa aggiungiamo un nuovo host, al quale assegniamo l’indirizzo

IP della nostra macchina windows (nel nostro caso 192.168.1.107), come

mostrato in Figura 8.

Figura 8 - definizione dell'host

Poi passiamo alla definizione dei servizi che intendiamo monitorare,

definendoli sempre nel file “windows.cfg”, come mostrato di seguito.

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3.6 Definizione dei servizi da monitorare

3.6.1 Servizio CLIENTVERSION

Il servizio CLIENTVERSION ci informa sulla versione dell’agente

NSClient++ Installato sulla macchina windows. Viene definito come

mostrato in Figura 9.

Figura9-CLIENTVERSION

3.6.2 Servizio UPTIME

Il servizio UPTIME ci informa sul tempo in cui la macchina windows viene

monitorata in modo corretto. Viene definito come mostrato in Figura 10.

Figura10-UPTIME

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3.6.3 Servizio CPULOAD

Il servizio CPULOAD ci informa sull’utilizzo della CPU sulla macchina

windows e genera un avviso critico (CRITICAL) se il carico della CPU

negli ultimi 5 minuti è più del 90 % oppure genera un allarme di

avvertimento (WARNING) se il carico della CPU negli ultimi 5 minuti è

dell’80% o superiore. Viene definito come mostrato in Figura 11. Con il

flag –l definiamo i seguenti parametri <minutes range> , <warning

threshold> , <critical threshold>.

Figura11-CPULOAD

3.6.4 Servizio MEMUSE

Il servizio MEMUSE ci informa sull’utilizzo della memoria sulla macchina

windows e genera un avviso critico (CRITICAL) se l’uso della memoria è

del 90% o superiore oppure genera un allarme di avvertimento

(WARNING) se l’uso della memoria è del 80 % o superiore. Viene definito

come mostrato in Figura 12. Con il falg –w definiamo i seguenti parametri

<warning threshold>, mentre con il flag –c definiamo i seguenti parametri

<critical threshold>.

Figura12-MEMUSE

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3.6.5 Servizio USEDDISKSPACE

Il servizio USEDDISKSPACE ci informa sull’utilizzo dello spazio sul

disco della macchina windows e genera un avviso critico (CRITICAL) se

l’uso è del 90% o superiore oppure genera un allarme di avvertimento

(WARNING) se l’uso è del 80 % o superiore. Viene definito come mostrato

in Figura 13. Con il flag –w definiamo i seguenti parametri <warning

threshold> , mentre con il flag –c definiamo i seguenti parametri <critical

threshold>.

Figura13-USEDDISKSPACE

3.6.6 Servizio SERVICESTATE

Il servizio SERVICESTATE ci informa sullo stato di un servizio che gira

sulla macchina windows. Viene definito come mostrato in Figura 14. Con il

flag –d

SHOWALL visualizziamo il servizio specificato di seguito e il suo stato

attuale sulla macchina.

Figura14-SERVICESTATE

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3.7 Conclusioni

Dopo aver configurato l’host e i servizi che desideriamo monitorare,

possiamo accedere alla web-interface per controllare l’attività di

monitoraggio avviata per controllare lo stato dell’host e le informazioni a

esso relative o per controllare lo stato dei servizi monitorati e le

informazioni a essi relative.

Nelle figure (15 -16) possiamo vedere la mappa degli host monitorati da

Nagios e lo stato della macchina windows.

Figura15-mappahost

Figura16-statowinserver

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Nella Figura 17, possiamo notare lo stato dei servizi monitorati sulla

macchina windows, in un momento in cui ogni servizio o risorsa non

presenta criticità.

Figura17-statoservizimonitorati

Nella Figura 18, possiamo notare che lo stato della CPU, è passato da OK a

CRITICAL, in seguito all’esecuzione di un’applicazione CPU intensive,

sulla macchina host. Nello specifico abbiamo messo sotto stress la

macchina host, avviando un’applicazione che genera dei threads selfish, in

altre parole dei threads che monopolizzano l’uso della CPU, facendo salire

la percentuale di utilizzo della stessa oltre la soglia ritenuta nella norma e

portando così la risorsa monitorata in uno stato critico.

Figura18-statodeiservizimonitorati

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Bibliografia Ubuntu Quickstart. (s.d.). Tratto da https://assets.nagios.com/downloads/nagioscore/docs/nagioscore/4/en/quickstart-ubuntu.html Architettura di NAGIOS. (s.d.). Tratto da http://www.hostingtalk.it/nagios-per-il-monitoring-del-server_-c000000Bk/ Cyber, ecco i dieci attacchi più invasivi nel 2015. Rapporto Clusit. (2016, Marzo 20). Tratto da http://formiche.net/2016/03/20/rapporto-clusit-cyber-10-attacchi-2015/ Cyber-Attacco all'America: quegli hacker senza volto che hanno messo fuori uso i principali siti - See more at: http://www.rainews.it/dl/rainews/articoli/Cyber-attacco-all-america-hacker-mettono-fuori-uso-siti-internet-Usa-ansia-elezioni-usa-2016-f4c8014a-435a-4700-ad87-b1e73abd8c23.html. (2016, Ottobre 22). Tratto da http://www.rainews.it/dl/rainews/articoli/Cyber-attacco-all-america-hacker-mettono-fuori-uso-siti-internet-Usa-ansia-elezioni-usa-2016-f4c8014a-435a-4700-ad87-b1e73abd8c23.html Cos'è Nagios. (2016, Dicembre 22). Tratto da https://it.wikipedia.org/wiki/Nagios Nagios XI – Installing The Windows Agent: NSClient++. (s.d.). Tratto da https://assets.nagios.com/downloads/nagiosxi/docs/Installing-The-Windows-Agent-NSClient++-for-Nagios-XI.pdf Monitoring Windows Machines. (s.d.). Tratto da https://assets.nagios.com/downloads/nagioscore/docs/nagioscore/4/en/monitoring-windows.html The check_nt Plugin. (s.d.). Tratto da https://www.monitoring-plugins.org/doc/man/check_nt.html