Definition Was ist Netzwerk-Monitoring?

Netzwerk-Monitoring ist ein Teilbereich des Netzwerkmanagements. Es sorgt für die kontinuierliche Überwachung der Komponenten, Ereignisse, Protokolle und Services eines Netzwerks. Typische Aufgaben sind das Monitoring der Verfügbarkeit, Leistung, Auslastung und Sicherheit des Netzes. Abhängig davon, wie das Monitoring erfolgt und welche Komponenten zum Einsatz kommen, lassen sich verschiedene Arten und Methoden unterscheiden.

Unter Netzwerk-Monitoring versteht man die kontinuierliche Überwachung eines Computernetzwerks und seiner Hard- und Softwarekomponenten, seiner bereitgestellten Services, der Datenflüsse sowie der genutzten Protokolle und der im Netzwerk auftretenden Ereignisse.

Das Netzwerk-Monitoring sammelt Informationen über den Zustand eines Netzwerks, analysiert diese und stellt sie verschiedenen Benutzergruppen, zum Beispiel Netzwerkadministratoren, zur Verfügung. Mithilfe dieser Informationen lassen sich die Leistung, Verfügbarkeit und Sicherheit des Netzwerks überwachen und sicherstellen. Ungewöhnliche Ereignisse, Fehler oder Leistungsengpässe können frühzeitig entdeckt und behoben werden. Damit ist das Netzwerk-Monitoring ein wichtiger und unverzichtbarer Teilbereich des Netzwerkmanagements.

Für die Netzwerküberwachung kommen hard- und/oder softwarebasierte Netzwerk-Monitoring-Systeme zum Einsatz. Sie werden als Open-Source-Lösungen oder von kommerziellen Anbietern bereitgestellt und On-Premises oder in der Cloud betrieben.

Welche Aufgaben und Funktionen erfüllt das Netzwerk-Monitoring?

Das Netzwerk-Monitoring erfüllt verschiedene Aufgaben. Zu diesen zählen:

• Fehlererkennung und Überwachung der Verfügbarkeit

• Unterstützung bei der Fehleranalyse und Fehlerbehebung

• Überwachung der Leistung und Auslastung des Netzwerks und seiner Komponenten

• Erfassung, Verarbeitung und Überwachung von Netzwerkereignissen

• Überwachung der Netzwerksicherheit und Erkennung sicherheitsrelevanter Ereignisse oder ungewöhnlicher Aktivitäten

• Bereitstellung der für die Kapazitätsplanung benötigten Informationen

• Bereitstellung von Informationen für die Inventarisierung des Netzwerks

• Alarmierung bei Fehlern, Überlastungen und kritischen oder sicherheitsrelevanten Ereignissen

• Visualisierung des aktuellen Netzwerkstatus und der Netzwerktopologie

• Unterstützung bei der Einhaltung von Compliance-Vorgaben

Wie funktioniert das Netzwerk-Monitoring prinzipiell?

Das Netzwerk-Monitoring kann auf verschiedene Arten realisiert werden. Die grundsätzliche Funktionsweise basiert aber auf ähnlichen Prinzipien. In der Regel werden die für die Überwachung des Computernetzwerks benötigten Informationen an zentraler Stelle gesammelt, ausgewertet und dargestellt. Die Informationen werden von den verschiedenen dezentralen Komponenten und Systemen des Netzwerks entweder selbst bereitgestellt und an einen Netzwerk-Monitor übertragen oder von einem zentralen Netzwerk-Monitoring-System abgefragt und eingesammelt. Das Monitoring-System analysiert diese Informationen hinsichtlich verschiedener Kriterien und bereitet die Ergebnisse auf, um sie beispielsweise in Form von Dashboards, Berichten und Alarmen zur Verfügung zu stellen.

Welche verschiedenen Netzwerk-Monitoring-Arten und -Methoden gibt es?

Abhängig von der Realisierung des Netzwerk-Monitorings und der dafür eingesetzten Lösungen können verschiedene Arten und Methoden unterschieden werden. Oft verwenden die Lösungen mehrere Überwachungsarten und -methoden parallel.

Aktives und passives Netzwerk-Monitoring:
Während passives Monitoring lediglich im Netzwerk mithört und beispielsweise Protokollanalysen durchführt, sendet aktives Monitoring zusätzliche Daten in das Netzwerk, mit deren Hilfe sich weitere Analysefunktionen ausführen lassen.

Internes und externes Netzwerk-Monitoring:
Externe Monitoring-Methoden verwenden zusätzlich an das Netzwerk angeschlossene Geräte wie Monitoring-Probes, TAPs oder Sensoren zur Erfassung von verschiedenen Parametern. Internes Monitoring führt die Überwachung direkt auf den einzelnen Netzwerkkomponenten durch.

Historisches und Echtzeit-Netzwerk-Monitoring:
Je nach Betrachtungszeitraum kann zwischen historischem Monitoring und Echtzeit-Netzwerk-Monitoring (Real Time Monitoring) unterschieden werden. Historisches Monitoring stellt zurückliegende Messwerte für eine Langzeitbeobachtung des Netzwerks zur Verfügung. Mit diesen Daten lassen sich Entwicklungen und Trends im Netz ermitteln oder vorhersagen und langfristige Kapazitätsplanungen durchführen. Auch systematische Probleme im Netzwerk, beispielsweise durch die Inbetriebnahme neuer Leitungen oder Hardware oder durch Softwareupdates, sind mit dem historischen Monitoring analysierbar. Beim Real Time Monitoring werden die Daten zur Überwachung des Netzwerks und seiner Dienste in Echtzeit erhoben und sofort an das Überwachungssystem übermittelt. Treten Unregelmäßigkeiten auf, reagiert es direkt.

End-to-End-Netzwerk-Monitoring:
End-to-End-Monitoring überwacht die Dienste eines Netzwerks aus Anwender- oder Endkundensicht. Soll zum Beispiel die Erreichbarkeit und Funktionsfähigkeit eines Onlineshops überwacht werden, simulieren die Monitoring-Systeme in regelmäßigen Abständen Testtransaktionen (Testkäufe). Abweichungen vom Normalverhalten werden durch das Monitoring der Antwortzeiten erkannt und lassen auf Probleme im Netzwerk oder auf dem Server schließen. Für eine genaue Abgrenzung zwischen Netzwerk- und Serverproblemen kommen im Fehlerfall weitergehende Monitoring- und Analyse-Methoden zum Einsatz.

Welche Komponenten oder Services überwacht das Netzwerk-Monitoring und welche Metriken und Parameter erfasst es?

Das Netzwerk-Monitoring überwacht die an der Kommunikation beteiligten Hard- und Softwarekomponenten eines Netzwerks. Zu diesen zählen zum Beispiel Switches, Router, Accesspoints, Firewalls, Load Balancer, Server und unter bestimmten Umständen sogar Endgeräte wie Netzwerkdrucker oder Arbeitsplatzrechner. Typische vom Netzwerk-Monitoring überwachte Softwarekomponenten sind virtuelle Systeme und Maschinen, Server-Dienste, Cloud-Services und Netzwerkbetriebssysteme oder -datenbanken.

Bei den erfassten Metriken und Parametern kann zwischen hardwarespezifischen, verkehrsbezogenen und dienstebezogenen Metriken und Parametern unterschieden werden. Typische hardwarespezifische Metriken sind beispielsweise CPU-Temperatur und -Auslastung, Speicherauslastung, Spannung der Energieversorgung, Lüfterdrehzahlen, Signalstärken, Störpegel, Gerätestatus und Betriebszeiten.

Zu den verkehrsbezogenen Metriken und Parametern zählen zum Beispiel Leitungsauslastungen, Datendurchsatzraten, Übertragungszeiten, Delay, Jitter und Fehlerraten.

Typische dienstebezogene Metriken und Parameter sind beispielsweise Übertragungseigenschaften, offene Ports oder aktive Verbindungen von Netzwerkprotokollen wie HTTP, FTP, POP3, IMAP, DNS, SIP, SSH, TCP oder UDP, der Status von VPN-Tunneln oder Status und End-to-End-Übertragungszeiten bestimmter Webservices.

Welche Protokolle werden für das Netzwerk-Monitoring eingesetzt?

Um Informationen über das Netzwerk zu erfassen, zu sammeln und zu übertragen, werden verschiedene, oft speziell für das Netzwerk-Monitoring entwickelte Protokolle eingesetzt. Eines der bekanntesten und am häufigsten verwendeten Protokolle ist SNMP (Simple Network Management Protocol). Statusabfragen erfolgen bei SNMP typischerweise per Polling (SNMP-Requests), so genannte SNMP-Traps melden aktiv, wenn bestimmte Ereignisse auftreten. SNMP bietet darüber hinaus die Möglichkeit, aktiv Parameter in einem Netzwerkgerät zu setzen. Zur Nutzung von SNMP für das Netzwerk-Monitoring sind auf den Netzwerkkomponenten sogenannte SNMP-Agenten aktiv. Auf vielen Netzwerkgeräten sind solche Agenten bereits vorinstalliert. Die per SNMP abgefragten Objekte werden in einer sogenannten Management Information Base (MIB) verwaltet.

In Windows-Umgebungen wird häufig WMI (Windows Management Instrumentation), eine Microsoft-Implementierung des Web-Based Enterprise Managements (WBEM), für die Überwachung genutzt. Per WMI lassen sich Daten über den Status und die Eigenschaften von Remote- oder lokalen Systemen sowie Sicherheits-, Prozess- und Dienstinformationen sammeln. Die Informationen werden von den Geräten, auf denen der WMI-Dienst ausgeführt wird, an eine Netzwerküberwachungssoftware übermittelt.

Weitere typische für das Netzwerk-Monitoring eingesetzte Protokolle sind zum Beispiel Syslog oder ICMP (Internet Control Message Protocol).

In der Praxis werden für eine umfassende Überwachung des Netzwerks meist mehrere Protokolle kombiniert eingesetzt. Häufig implementieren Hersteller für das Netzwerk-Monitoring auch benutzerdefinierte APIs in ihren Geräten, wie RESTful-APIs, auf die von der Netzwerküberwachungslösung mit GET- oder PUT-HTTP-Anfragen zugegriffen werden kann.

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