SDN架构技术报告：北向与南向协议

1、引言

 

在软件定义网络之中，软件定义网络控制器既要与上层的各个应用进行通信，也要与底层的基础网元设备（比如：CMTS、CCAP等）进行通信，其中就分别涉及到北向接口协议与南向接口协议。目前，相关协议有众多类型，尚未实现统一的标准化。为了对软件定义网络控制器的相关工作流程进行简化，网络业界希望对一个或两个适用的通信机制进行标准化。

 

美国有线电视网络实验室的技术报告“SDN Architecture for Cable Access Networks Technical Report”[1]在这一章节中对每个相关协议（包括PCMM、NETCONF、XMPP、REST（RESTful API）、RESTCONF、WebSockets）在目前的可用性、优势与劣势进行了综合介绍，最后提出建议：考虑到运营商将要在双向有线电视宽带接入网络中部署软件定义网络技术与网络功能虚拟化技术，对于相关协议的选择，就需要兼顾到当下的使用与未来的扩展。

 

2、各相关协议及其在目前的优、劣势

 

（1）PCMM协议

 

美国有线电视网络实验室VNF项目组考虑将PCMM（Packet Cable Multimedia，双向有线电视宽带分组多媒体）协议作为软件定义网络控制器面向底层各个网元设备或者CMA（CCAP平台管理抽象化）的南向接口协议。目前，PCMM协议被广泛地应用于所有的CMTS平台。因此，在将来，只需对现有PCMM协议进行简单的扩展，就可被用于软件定义网络控制器向底层各个网元设备或者CMA传输数据的承载协议。

 

虽然PCMM协议已经被广泛地应用于基于DOCSIS标准的双向有线电视宽带接入网络，但是其目前尚存在一些待解决的缺陷问题。如果要在将来把PCMM协议作为软件定义网络的南向接口协议，就亟需解决这个问题：目前，PCMM协议所采取的COPS（Common Open Policy Service，通用开放式策略服务）仅能应用于DOCSIS网络，而不能部署于其他网元设备（比如交换机、路由器等）。

 

因此，只有等到整个网络行业广泛地采取和部署PCMM协议之时，才能把PCMM协议作为软件定义网络的南向接口协议。

 

（2）NETCONF协议

 

NETCONF协议由RFC 6241文档进行规范，为网络设备的安装、操作以及配置信息删除等提供了相关的工作机制。网络行业设计NETCONF协议的目的是减小对网络设备进行自动化配置的难度。NETCONF协议基于安全传输，并面向配置数据、状态数据与协议消息的生成与发布，使用基于数据编码的XML（Extensible Markup Language，可扩展型标记语言）。数据模型语言的选择是独立的。由RFC 6020文档进行规范的YANG被网络行业推荐为NETCONF协议的建模语言，从而可引进诸多高级语言特征进行配置管理。

 

NETCONF协议还提供了multi-action交易管理机制以及双阶段提交机制。

 

NETCONF协议基于RPC（Remote Procedure Call，远程程序调用）协议。RPC协议确定了一套各客户端激活的用户操作配置数据库