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Netzwerkmonitoring mit Netdisco: Dem Netz lauschen


IT Administrator - epaper ⋅ Ausgabe 1/2020 vom 31.12.2019

Netdisco fördert nicht schweißtreibende Tanzbewegungen bei Administratoren, sondern bietet als webbasiertes Netzwerkmonitoring geräteunabhängigen Zugriff auf Netzwerk-Devices, lässt sich einfach einrichten und integriert sich in bestehende Umgebungen. Wir zeigen, wie die Open-Source-Software Netzwerkkomponenten findet und kartiert.


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Bildquelle: IT Administrator, Ausgabe 1/2020

Quelle: Igor Sapozhkov – 123RF


Bei der Vielzahl der frei verfügbaren Netzwerkmonitoring-Werkzeuge hat der Administrator die Qual der Wahl. Neben verschiedenen namhaften Instrumenten existieren zahlreiche weniger bekannte Werkzeuge wie Netdisco [1]. Dabei kann Netdisco ...

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... auf eine lange Geschichte seit 2003 zurückblicken. Damals begann Max Baker an der University of California in Santa Cruz (UCSC) mit der Programmierung der Monitoringumgebung. In der Folge leisteten Mark Boolootian, Jim Warner, Bill Fenner und Eric Miller bedeutende Beiträge. Warner wird die Namensnennung zugeschrieben – Netdisco war geboren. Im Jahr 2011 wurde eine umfassende Überarbeitung von Oliver Gorwits abgeschlossen; diese Version be - findet sich heute noch in der aktiven Entwicklung.

Das in Perl programmierte Netdisco setzt auf einer PostgreSQL-Datenbank auf und kann beliebige Netzwerknoten per SNMP, CLI, Device-APIs und anderen Techniken überwachen. Die Software verfügt über einen Auto-Discovery-Mechanismus, der die Netzwerkgeräte in der Regel zuverlässig ermitteln und identifizieren kann. Über einen leichtgewichtigen Webserver, der Bestandteil des Netdisco-Pakets ist, steht ein komfortables Backend für das Monitoring zur Verfügung. Über das Webinterface sind zudem rudimentäre administrative Aufgaben möglich. Neben der Inventarisierung ist die Visualisierung der Netzwerkumgebung ein Highlight der Umgebung.

Für ein erstes Kennenlernen stellen die Netdisco-Entwickler eine Online-Demo und ein Docker-Image zur Verfügung.

www.it-administrator.de

Grundsätzlich gestaltet sich die Installation der Umgebung, die der BSD-Lizenz unterliegt, einfach.

Arbeitsweise von Netdisco

Das Netzwerkmonitoring mit Netdisco basiert auf zwei Konzepten: Devices und Nodes. Bei den Geräten handelt es sich um Netzwerkhardware wie Router, Switches und Firewalls; Knoten sind die mit Geräten verbundenen Endpunkte, also beispielsweise Arbeitsstationen, Server, Drucker und IP-Telefone. Geräte reagieren auf SNMP und können daher nützliche Informationen bezüglich ihrer Schnittstellen, Betriebssysteme, IP-Adressen sowie Kenntnisse anderer Systeme über MAC-Adressen und ARP-Tabellen melden. Diese Devices werden von Netdisco während einer Ermittlung aktiv kontaktiert.

Netdisco erkennt Geräte, die Nachbarschaftsprotokolle wie CDP und LLDP verwenden, ebenso wie Peers, die in den Routing-Protokollen BGP und OSPF konfiguriert sind. Des Weiteren geht Netdisco davon aus, dass die zu überwachenden Geräte Layer-2- oder Layer-3-Protokolle ausführen und ihre Verbindungen untereinander kennen. Ist dies nicht der Fall, müssen Sie die manuelle Topologie über die Webschnittstelle konfigurieren. Knoten hingegen betrachtet Netdisco nur passiv. Der einzige Job, der einen Knoten kontaktiert, ist "nbtstat", womit NetBIOSAbfragen ausgeführt werden. Knoten werden über die MAC- und ARP-Tabellen auf vorgelagerten Geräten erkannt.

Nur wenn sich der Knoten auch über ein Nachbar- oder Routing-Protokoll anmeldet, wird er von der Software als Device erkannt und entsprechend behandelt. In der Praxis kann diese Restriktion zu unerwünschtem Verhalten führen. Konkret kann ein Server (Knoten) als Gerät oder ein Switch (Gerät) als Knoten betrachtet werden.

Diesem Problem rücken Sie mit einer Anpassung in den Konfigurationseinstellungen zu Leibe: Mit der Option "devices_no" verhindern Sie die Erkennung von Geräten. Zeigt Netdisco keine Verbindungen zwischen Geräten an, liegt dies möglicherweise daran, dass dort kein Nachbarprotokoll ausgeführt wird oder aus irgendeinem Grund die Beziehungen nicht an Netdisco gemeldet werden. Auch dieses Problem können Sie lösen, indem Sie den Befehl "show" verwenden:

Bild 1: Die Startseite von Netdisco präsentiert einen Überblick der erfassten Netzwerksysteme.


netdisco-do show -d 192.0.2.1 -e c_id

Netdisco kennt vier Job-Typen:

- "discover" dient dem Sammeln von Informationen über ein Gerät, inklusive Schnittstellen, VLAN- und PoE-Status. Der Job kann auch potenziell neue Geräte ermitteln und diese der Erfassungswarteschleife hinzufügen.

- "macsuck" sammelt MAC-Daten, um die Zuordnungen von bekannten Geräten zu portieren, die Layer-2-Funktionen melden. Dabei werden auch Informationen zu drahtlosen Clients erfasst, die 802.11-MIBs unterstützen.

"arpnip" dient der Erfassung der MACIP- Zuordnungen von bekannten Geräten, die Layer-3-Funktionen melden.

- "nbtstat" schließlich ruft den NetBIOSNamen ab.

Abhängigkeiten einspielen und Installation durchführen

Damit Netdisco korrekt läuft, müssen Sie verschiedene Perl-Bibliotheken installieren. Netdisco ist für den Einsatz unter Linux konzipiert. Unter Debian stellen Sie mit folgendem Befehl die Verfügbarkeit der notwendigen Pakete sicher:

apt-get install libdbd-pg-perl libsnmp-perl libssl-dev libio-socket- ssl-perl curl postgresql build-essential

Unter Fedora beziehungsweise Red Hat lautet der Befehl entsprechend:

yum install perl-core perl-DBD-Pg net-snmp-perl net-snmp-devel openssl-devel curl postgresqlserver postgresql-contrib make automake gcc

postgresql-setup initdb

systemctl start postgresql

systemctl enable postgresql

Als Nächstes erzeugen Sie den Benutzer "netdisco". Netdisco und seine Abhängigkeiten werden vorzugsweise in das Home- Verzeichnis dieses Benutzers installiert. Für die Installation werden rund 250 MByte benötigt:

useradd -m -p x -s /bin/bash netdisco

Da Netdisco auf einem PostgreSQL-Server aufsetzt, sollten Sie sicherstellen, dass dieser in Version 9.4 oder höher auf dem Linux- System installiert ist. Im nächsten Schritt müssen Sie den PostgreSQL-Superuser anpassen (meist ist es der Benutzer "postgres"). Dann erzeugen Sie eine neue Datenbank und einen PostgreSQL-Benutzer für die Netdisco-Applikation:

su - postgres

postgres:~$ createuser -DRSP netdisco

www.it-administrator.de

Enter password for new role: Enter it again:

postgres:~$ createdb -O netdisco netdisco

Möchten Sie die PostgreSQL-Konfiguration so ändern, dass lokale Verbindungen funktionieren, optimieren Sie die Standard- PostgreSQL-Konfigurationsdatei "postgresql.conf " mit Hilfe des Tools "postgresqltuner". Dazu führen Sie den gleichnamigen Befehl aus. Das Skript prüft die Betriebssystemressourcen und die Einstellungen der PostgreSQL-Datenbank. Auf der Grundlage der aktuellen Lastergebnisse gibt der Tuner nützliche Hinweise für die Datenbankoptimierung. Bei einer Erstinstallation hat das Instrument noch nicht viel zu kritisieren, doch empfiehlt sich die Durchführung regelmäßiger Checks, je größer die Datensätze werden, die in der Datenbank lagern.

Im laufenden Betrieb ergibt der Einsatz von zwei weiteren Hilfsmitteln Sinn: Mit "pgtune" [2] steht Ihnen ein webbasierter Service zur Verfügung, der Empfehlungen für die optimale Parameterwahl ausspricht. Unter dem gleichen Namen "pgtune", aber unter einer anderen Adresse [3] finden Sie ein Hilfsmittel für das automatisierte Tuning der PostgreSQL-Konfigurationsdatei "postgresql.conf ".

Die eigentliche Installation gestaltet sich einfach. Um das Serversystem nicht unnötig zuzumüllen, raten die Entwickler zur Verwendung des Installationsskripts, das die Prüfung der Abhängigkeiten und den eigentlichen Installationsvorgang übernimmt:

su - netdisco

curl -L https://cpanmin.us/ perl - --notest --local-lib ~/perl5 App::Netdisco

Stellen Sie als Nächstes eine Verknüpfung zu den installierten Applikationen her:

mkdir ~/bin

ln -s ~/perl5/bin/{localenv,netdisco-*} ~/bin/

Bild 2: Netdisco liefert zu den erfassten Netzwerkgeräten eine Fülle von Detailinformationen.


Damit ist Netdisco bereits installiert und Sie können den Status der Monitoringumgebung prüfen:

~/bin/netdisco-backend status

Notwendige Anpassungen und erster Start

Nach der Installation bedarf Netdisco einiger Anpassungen. Erzeugen Sie dazu ein neues Verzeichnis und kopieren Sie das Konfigurations-Template in diese Ablage:

mkdir ~/environments

cp ~/perl5/lib/perl5/auto/share/ dist/App-Netdisco/environments/ deployment.yml ~/environments

chmod 600 ~/environments/ deployment.yml

Als Nächstes sind einige Konfigurationsschritte erforderlich, damit Netdisco zuverlässig mit der Datenbank zusammenspielt. Editieren Sie dazu die Datei "~/ environments/deployment.yml" und verändern Sie die Datenbankparameter so, dass diese zu Ihrem lokalen System passen. Es sind insbesondere der Name, der Benutzer und das Passwort zu ändern. Kommentieren Sie in dieser Datei außerdem die Optionen "domain_suffix" aus beziehungsweise nehmen Sie die entsprechenden Änderungen vor. Prüfen Sie die Einstellungen, damit diese mit der Basisumgebung übereinstimmen.

Der nächste Schritt dient der Initialisierung. Auch die Datenbank muss für das Zusammenspiel mit Netdisco vorbereitet werden. Glücklicherweise müssen Sie hier nicht manuell in die Umgebung eingreifen, sondern lassen sich von dem Skript "~/bin/netdisco-deploy" unterstützen. Bei einer Netdisco-Installation ab Version 2 ist das einfach: Beantworten Sie alle Fragen mit "Ja". Damit ist Netdisco für den ersten Start vorbereitet. Jetzt führen Sie folgenden Befehl aus, um den Webserver als Hintergrundprozess zu starten:

netdisco-web start

Der Webserver hört standardmäßig auf Port 5000 und ist unter "http://localhost: 5000" erreichbar. Um den Kontroll-Daemon zu starten, der sich beispielsweise um das Device Polling kümmert, verwenden Sie folgenden Befehl:

netdisco-backend start

Nach der Installation und dem ersten Starten sollten Sie zumindest ein Netzwerk- Device manuell anlegen. Verwenden Sie dazu ein Laufwerk, von dem Sie wissen, dass es CDP, LLDP, FDP oder EDP versteht. Netdisco nutzt diesen Ausgangspunkt für die Ermittlung aller weiteren Netzwerkknoten. Sie können über das Webinterface weitere Systeme unter Angabe der IP-Adresse oder des Domain- Namens spezifizieren. Alternativ nutzen Sie folgenden Befehl:

www.it-administrator.de

~/bin/netdisco-do discover -d {<Name oder IP-Adresse eines Switches oder Routers>}

Einsatz der Konfigurationsdateien

Netdisco wird über zwei YAML-basierte Konfigurationsdateien konfiguriert: "config.yml", die innerhalb des Netdisco- Pakets gespeichert ist, und "deployment. yml", die im Home-Verzeichnis des Netdisco-Benutzers im Unterverzeichnis "/environments" zu finden ist.

In der Konfigurationsdatei "config.yml" sind die Umgebungseinstellungen hinterlegt und Sie müssen in der Regel keine Anpassungen vornehmen. Wollen Sie Änderungen an der Umgebung durchführen, verwenden Sie hierfür ausnahmslos die Datei "deployment.yml". Die beiden Konfigurationsdateien werden beim Start von Netdisco zusammengeführt, wobei die Einstellungen in "deployment.yml" die Standardwerte von "config.yml" überschreiben.

Damit ein reibungsloser Einsatz möglich ist, müssen Sie gegebenenfalls Anpassungen an verschiedenen Umgebungsvariablen vornehmen beziehungsweise deren Konfiguration überprüfen. Die wichtigsten allgemeinen Einstellungen sind folgende:

- NETDISCO_DB_NAME: Spezifiziert den Namen der verwendeten PostgreSQL- Datenbank. Ãœblicherweise "netdisco".

- NETDISCO_DB_USER: Bezeichnet den Benutzer oder die Benutzerrolle der Datenbankverbindung, standardmäßig "netdisco".

- NETDISCO_DB_PASS. Gibt das Passwort für die Datenbankverbindung an.

- NETDISCO_DB_PORT: Für den Zugriff auf das PostgreSQL-System ist die Angabe des Ports notwendig. Das Datenbanksystem hört standardmäßig auf den TCP-Port "5432".

- NETDISCO_RO_COMMUNITY: Mit dieser Option spezifizieren Sie die kommaseparierte Liste der "SNMP v1/v2 Read-only Community Strings". Standardmäßig lautet die Konfiguration "public".

- NETDISCO_RW_COMMUNITY: Entsprechend ist die Angabe einer kommaseparierten Liste der "SNMP v1/v2 Read-Write Community Strings" möglich. Diese Option ist in der Standardkonfiguration auf den Wert "private" gesetzt.

- NETDISCO_ADMIN_USER: Spezifiziert den Webbenutzer für den nichtauthentifizierten Zugriff. Üblicherweise lautet er "guest".

- NETDISCO_DOMAIN: Zu den Basiseinstellungen gehört schließlich noch die Angabe des DNS-Domain-Namens. Der lautet bei einer Erstinstallation "discover".

Bild 3: Die Netzwerktopologiekarte vereinfacht die Netzwerkanalyse und liefert wichtige Hinweise zu Systemverbindungen.


Für das Debugging stellt Ihnen die Netdisco- Umgebung eine Fülle weiterer Anpassungsmöglichkeiten zur Verfügung. Mit "DBIC_TRACE" können Sie die SQLStatements protokollieren, die zwischen Netdisco und dem Datenbanksystem ausgetauscht werden. Dieser Option ist standardmäßig mit "false" deaktiviert. In der Konfigurationsdatei sind für die interne Verwendung über zwei Dutzend weitere Optionen verfügbar, die es im Falle eines auffälligen Verhaltens der Umgebung zu prüfen gilt.

Komfortables Webinterface

Neben der technologischen Basis ist das Webinterface von Netdisco der eigentliche Star der Applikation – nur selten findet sich eine derart benutzerfreundliche Umgebung. Über die Menüleiste sind die beiden zentralen Funktionsbereiche "Inventarverwaltung" und "Berichtwesen" verfügbar. Über das "Admin"-Menü nehmen Sie insbesondere administrative Aufgaben wahr. Besonders einfach ist die Identifikation aller Netzwerkknoten: Hierzu führen Sie den Befehl "Admin / Discover All" aus. Nach der erfolgreichen Suche präsentiert Ihnen Netdisco die Liste der identifizierten Devices.

Im "Inventory"-Menü werden die Netzwerke und Geräte samt Gerätename, Betriebssystem, IP-Adresse, MAC-Adresse sowie den Zeitpunkten der ersten und letzten Identifikation gelistet. Die Liste können Sie über umfangreiche Darstellungsfilter gezielt hinsichtlich DNS, Name, Beschreibung, Version und Netzwerk-Layer eingrenzen. Dabei sind auch Filterkombinationen möglich. Über die Device-Bezeichnung arbeiten Sie sich zu den Gerätedetails vor. Die zugehörige Übersicht stellt Ihnen eine Fülle an Detailinformationen zur Verfügung.

Das "Report"-Menü liefert Ihnen ver - schiedene Berichtvarianten, um beispielsweise Device-, Port- oder IP-spezifische Informationen abzurufen. Betreiben Sie in Ihrem Netzwerk WLAN-Access-Points, kann Netdisco auch diese ermitteln und die wichtigen Daten abrufen. Über das "Admin"-Menü können Sie nicht nur die Netzwerkknoten automatisch ermitteln, sondern auch die Überwachungsfunktionen ausführen. Hier finden Sie beispiels- weise den Node-Monitor, der die Erreichbarkeit der Netzwerkknoten prüft.

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Visualisierung mit Netzwerkkarte

Das Highlight von Netdisco ist zweifelsohne die Netzwerkkarte. Mit der Kartenfunktion erzeugen Sie eine Visualisierung der Gerätenachbarn. Die Darstellungen der Netzwerktopologie und der Zuordnungen hilft Ihnen dabei, das Netzwerk besser zu verstehen. Der Zugriff auf die Karten erfolgt über "Inventarfunktion". Hier öffnen Sie den gewünschten Knotenpunkt und dann die Registerkarte "Neighbors". In der Kartenansicht stehen Ihnen verschiedene Kontroll- und Steuerfunktionen zur Verfügung, über die Sie zusätzliche Informationsebenen wie die IP-Adresse und die Verbindungsgeschwindigkeit einblenden. Die Ansicht ist keineswegs nur auf die direkten Nachbarn beschränkt, sondern erlaubt durch das Aktivieren der Option "All Devices" die Einblendung aller Netzwertgeräte. Mit Hilfe des "Neighbor Map Controls" beschränken Sie die Ansicht auf spezifische Host-Gruppen und Locations.

Mit der Maus und den Cursortasten bewegen Sie sich in der Visualisierung. Nach einem Klick auf einen Knotenpunkt blendet Netdisco wichtige Systemeigenschaften ein und hebt die direkten Verbindungen zu Drittsystemen hervor. Mit gedrückter Maustaste können Sie die Position der Knoten verändern. Ein Doppelklick auf einen Knoten bringt Sie zur knotenspezifischen Übersicht. Netdisco speichert Layouts einige Sekunden nach der letzten Änderung automatisch in der Datenbank, um das Rendern beim Neuzeichnen zu beschleunigen. Über das Vollbildsymbol in der rechten oberen Ecke wechseln Sie in den entsprechenden Modus, der die Analyse umfangreicher Karten vereinfacht.

Grundsätzlich weist die Netzwerktopologiekarte einige Einschränkungen auf. Dertatsächliche Pfad, den Pakete oder der Datenverkehr in Ihrem Netzwerk nehmen, wird nicht angezeigt. Netdisco kann auch nur die Nachbarbeziehungen anzeigen, die von den Geräten gemeldet oder manuell von Ihnen konfiguriert wurden. Insbesondere handelt es sich um eine Layer-1/2- Karte, sodass Routing-Protokolle, die Pakete über alternative Pfade im Netzwerk senden, nicht berücksichtigt werden.

Funktionale Erweiterungen mit Plug-ins

Netdisco verfügt über ein Plug-in-System, das die funktionale Erweiterung der Umgebung erlaubt. Konkret können Sie an zwei Punkten ansetzen: Sie können die Funktionalität des Backend-Daemons und des Webinterfaces aufbohren. Dabei lassen sich die Plug-ins in der Netzwerkumgebung verteilen, um auf bestimmten Systemen spezifische Funktionen lokal zu implementieren. Diese Features integrieren Sie über den Scheduler und die Befehlszeilen-App "netdisco-do".

In der Regel erfassen Plug-in-Worker Informationen von Netzwerkgeräten mithilfe von Transportprotokollen wie SNMP, SSH oder HTTPS und speichern die Ergebnisse in der Datenbank. Worker kombinieren Transport- mit relevanten Anwendungsprotokollen wie SNMP, NETCONF (OpenConfig mit XML), RESTCONF (OpenConfig mit JSON), eAPI oder sogar CLI-Scraping. Mit der gewohnten ACL-Syntax können Mitarbeiter im Backend-Betrieb von Netdisco auf bestimmte Anbieterplattformen, Treiber und Aktionen beschränkt werden.

Wird eine Netdisco-Aktion (Discover, Macsuck et cetera) ausgeführt, lädt das System alle relevanten Plug-ins und registriert ihre Worker. Anschließend werden sie in einer bestimmten Reihenfolge gemäß ihrer Konvention ausgeführt. Um ein Plug-in zu verwenden, muss es in Netdisco registriert sein. Die Ausführung erfolgt entweder durch den Netdisco- Scheduler oder auf der Netdisco-Konsolenebene mit netdisco-do.

Das Plug-in-System erlaubt Ihnen auch die funktionale Erweiterung des Webinterfaces. Dabei handelt es sich ebenfalls um Perl-Module, die nach dem gleichen Schema wie die Backend-Plug-ins geladen werden. Auf diesem Weg können Anwender neue Navigationselemente, Suchfunktionen und Tabs einführen. Im Praxis - einsatz zeigt sich Netdisco sehr stabil, dennoch kann es passieren, dass nicht alle Devices erkannt werden. In diesem Fall prüfen Sie zuerst den Zustand des Netdisco- Systems: netdisco-backend status Zeigt die Statusausgabe keine Auffälligkeiten, sollten Sie den Bericht "SNMP Connect Failures" im "Admin"-Menü prüfen. Jedes Gerät, das durch wiederholte SNMP-Verbindungsfehler auf sich aufmerksam macht, weist auf mögliche Konfigurationsfehler hin.

In der Praxis kann es auch nach Updates des Betriebssystems zu Fehlern bei der Netdisco-Ausführung kommen. Verändern die Aktualisierungsprozesse Systembibliotheken, muss auch ein Rebuilt von Netdisco erfolgen. Der einfachste Weg: Richten Sie einen neuen Benutzer ein, folgen Sie obigen Installationsanweisungen und stellen Sie die Verbindung zur gleichen Datenbank her. Halten Sie die Webund Backend-Daemonen an und starten Sie diese mit dem neuen Benutzer. Dann löschen Sie den alten Benutzeraccount. In Foren findet sich immer wieder der Hinweis, dass der E-Mail-Versand von Warnund Hinweismails nicht gelingt. Das liegt meist an einer fehlerhaften E-Mail-Konfiguration. Netdisco geht standardmäßig davon aus, dass Sendmail im Verzeichnis "/usr/sbin/sendmail" installiert ist.

Fazit

Netdisco ermittelt alle relevanten Netzwerkknoten, erfasst sie und stellt sie in einer Visualisierung dar. Diese Aufgaben bewältigt die Umgebung mit Bravour. Allerdings mangelt es an Möglichkeiten, detaillierte Einblicke in die Netzwerkperformance und die Verfügbarkeit einzelner Systeme zu erlangen. Im Gegensatz zu anderen freien Lösungen wie Nagios kann Netdisco keine Trends oder spezifische Host- und Service- Probleme ermitteln. (jp)

Link-Codes

[1] Netdisco k1z51

[2] PGTune k1z52

[3] Pgtune PostgreSQL configuration wizard k1z53

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