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时间:2019-01-09
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1、SDN的网络模型及北向接口 摘要:网络模型及北向接口(NBI)是软件定义网络(SDN)中的关键问题。根据业界标准发展情况,提出了网络模型分为网络业务模型、网管模型、功能模型和网络设备模型,并指出了不同的模型对应了不同的需求。认为运营商、大型厂商等应定义统一的SDN模型和接口,能够推动产业链的成熟和统一。 关键词:网络模型;业务模型;网管模型;功能模型 1网络模型定义和特征 1.1多层次、多视角的网络需求 不同角色的网络用户,对网络的需求是不同的。比如对于一个公有云租户,或者一个运营商网络业务的设计者来说,更加关注的是网络业务相关的指标(模型和接口),如何帮助他们快速定义自己的云
2、网络或者短时间内推出一个新业务,而不关注网络实现的细节。对于网络架构设计者和运维人员来说,如何快速定位故障,如何设计出更加稳定、灵活和可扩展的网络,进而具体选择哪种网络技术实现是更重要的问题。 因此,同一张网络对应不同的需求,在模型和接口上也需要有层次的划分,如图1所示。 1.2网络的多层模型 网络模型是多层次的,可以分为网络业务模型、网管模型、功能模型和设备模型,如图2所示。10 网络业务模型是网络业务、应用驱动,面向用户需求,与实现技术无关,与物理网络无关的抽象模型。网络业务模型主要包括逻辑网络之间相互交互、网络策略、业务服务等级(SLA)、业务调度策略等。 网管模型在软件
3、定义网络(SDN)中,是专注于网络的运维(OAM),运维需求驱动,面向具体运维技术相关的抽象模型,如网管模型能够看到具体的交换机、路由器设备,以及端口信息。 网络功能模型是具体网络技术的功能模型抽象,如为了实现租户隔离,将采用第3层虚拟专用网络(L3VPN)或第2层虚拟专用网络(L2VPN)等具体技术。 网络设备模型指对各个厂家单台网络设备的抽象,如该设备路由表项采用何种隧道以及封装、解封装描述,服务质量(QoS)队列描述,访问控制策略,以及转发协议采用OpenFlow、边界网关协议(BGP)等。 网络多层模型之间有着映射关系,业务模型中的具体指标会映射为网络功能模型中的具体技术,
4、部分业务还需要读取网管模型中的监测控制及告警指标,触发调度策略生效。 1.3网络模型和SDN北向接口 北向接口(NBI)是网络业务模型、网络功能模型和网管模型的一种使用方式。 在SDN网络中,控制器以上部分的接口称为NBI,通常以RESTful应用程序编程接口(API)方式与控制器交互。目前SDN的NBI主要分为基于意图的NBI和功能型NBI两大类。10 结合SDN网络的层次架构,网络模型有相对应的抽象。基于意图的NBI对应了网络业务模型,它主要用于描述SDN网络使用者的需求,与技术无关,目前主要包括连接服务、资源需求、访问控制、流处理、策略逻辑等几部分内容,并且仍在完善中。功能
5、型NBI对应了网络功能模型和网管模型,面向具体的网络功能,与网络技术方案相关的NBI接口。这部分NBI在每个场景和案例中都会有区别,所以应结合场景逐一分析,目前也在完善中,如图3所示[1]。 结合SDN的3层架构,可以对基于意图的NBI、功能型NBI与网络模型、SDN应用程序(APP)、SDN控制器以及网管的关系总结如下,具体如图4所示。 (1)基于意图的NBI是网络业务模型所需要的输入消息。业务模型可以在SDNAPP内部实现(图4中绿色区域),也可以在控制器上实现(图4中黄色区域)。对应地,业务模型向功能模型的映射也分为在APP完成或控制器完成两种方式,基于意图的NBI也会终结在A
6、PP或控制器上[2]。 (2)功能型NBI是网管模型+网络功能模型所需要的输入消息。网络功能模型主要在控制器上实现,网管模型主要在运营支撑系统(OSS)网管上实现。其中控制器和OSS网管从目前的实现看,有完全独立、互相重叠、完全包含3种方式。从近期看,控制器侧重于业务下发和流量统计,网管侧重于告警、性能监测控制和日志统计,将会继续并存。 1.4网络模型和NBI的描述形式 网络模型主要用数据模型和协议的组合来描述,和网络模型描述有关的协议和数据模型主要包括4种。10 ?NETCONF协议:网络设备配置协议(RFC6241),包括消息层、操作层、内容层等。 ?YANG数据模型:数据
7、模型,为NETCONF提供通用数据格式,可以用统一建模语言(UML)、压缩树的方式展现。 ?RESTful协议:基于HTTP协议,包括post、put、delete、get等消息。 ?RESTCONF协议:用RESTful方式访问YANG数据。 网络模型的描述形式目前主要采用YANG数据模型或一系列API消息来描述。NBI所采用的协议主要为RESTCONF或RESTfulAPI。 2业务/网管/功能模型 2.1网络业务模型
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