第11章 网络运维技术 v1.2[81页]
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第11章 网络运维技术
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学习目标
了解SDN网络的基本知识。 了解NETCONF协议的基本知识和原理。 了解RESTCONF协议的基本知识和原理。 了解Telemetry协议的基本知识和原理。 了解OpenFlow协议的基本知识和原理。 掌握Python语言的基本知识。 掌握Paramiko模块基本知识和使用方法。
第13页
11.1.2 网络管理协议简介
NETCONF简介
NETCONF（Network Configuration Protocol，网络配置协议）提供了一种网管和网络设备之间通 信的机制，网络管理员可以利用这套机制增加、修改、删除网络设备的配置，获取网络设备的 配置和状态信息。网络设备提供了规范的应用程序编程接口（Application Programming Interface， API），网管可以通过NETCONF使用这些API管理网络设备。在SDN领域，NETCONF是SDN网络南 向接口协议之一, SDN控制器通过NETCONF对网络设备进行配置管理。
NBI北向接口
北向接口为控制器对接协同应用层的接口，主要为RESTful。
SBI南向接口
南向接口为控制器与设备交互的协议，包括NETCONF、SNMP、OpenFlow、OVSDB等。
第12页
11.1.2 网络管理协议简介
NETCONF协议
NETCONF简介 NETCONF与SNMP比较 NETCONF网络架构 NETCONF协议框架 NETCONF建模语言
SDN起源
SDN(Software Defined Networking)即软件定义网络，是由斯坦福大学Clean Slate研究组提出的一 种新型网络创新架构。 其核心理念通过将网络设备控制平面与数据平面分离，从而实现了网络 控制平面的集中控制，为网络应用的创新提供了良好的支撑。
SDN起源提出了三个特征：
第8页
11.1.1 SDN概述
SDN架构（续）
SDN网络架构分为应用层、控制层、设备层三层，不同层次之间通过开放接口连接。
第9页
11.1.1 SDN概述
SDN架构（续）
协同应用层
协同应用Hale Waihona Puke Baidu主要完成用户意图的各种上层应用，典型的协同层应用包括OSS、OpenStack等。OSS可以负 责整网的业务协同，OpenStack云平台一般用于数据中心负责网络、计算、存储的业务协同。还有其他 的协同层应用，例如，用户希望部署一个安全APP，这个安全APP不关心设备具体部署位置，只是调用了 控制器的北向接口，例如Block（Source IP，DestIP），然后控制器会给各网络设备下发指令，这个指令 根据南向协议不同而不同。
第1页
目录
11.1 新网络运维技术基础
11.1.1 SDN概述 11.1.2 网络管理协议简介
11.2 Python自动化运维
第2页
11.1 新网络运维技术基础
当前传统SNMP协议、CLI命令行模式等网络运维技术已不能更好适应当前复杂网络（如 SDN）管理和配置管理的需求，管理效率也越来越低；NETCONF、RESTCONF、Telemetry 等新的技术应运而生，解决了传统网络运维技术的短板，满足了新网络管理的需求。
第11页
11.1.1 SDN概述
SDN架构（续）
设备层
这一层负责执行用户数据的转发，转发过程中所需要的转发表项是由控制层生成的。设备层是系统的执 行单元，本身通常不做决策，其核心部件是系统的转发引擎，由转发引擎负责根据控制层下发的转发数 据进行报文转发。该层和控制层之间通过控制接口交互，设备层一方面上报网络资源信息和状态，另一 方面接收控制层下发的转发信息。
转控分离 集中控制 开放可编程接口
第6页
11.1.1 SDN概述
SDN本质诉求及价值
SDN本质诉求
让网络更加开放、灵活和简单。它的实现方式是为网络构建一个集中的大脑，通过全局视图集中控制， 实现或业务快速部署、或流量调优、或网络业务开放等目标。
SDN价值
集中管理，简化网络管理与运维； 屏蔽技术细节，降低网络复杂度，降低运维成本； 自动化调优，提高网络利用率； 快速业务部署，缩短业务上线时间； 网络开放，支撑开放可编程的第三方应用。
第3页
11.1.1 SDN概述
众所周知，传统网络是分布式的网络架构，每个网络设备拥有独立的控制面，网络中没 有集中的控制点，网络业务的开通要由管理员通过命令行或网管一一配置每个网络设备。 很显然，传统的网络架构已经无法满足当前高速发展的互联网和云计算等新型业务的需 求，也无法跟上企业和运营商未来发展的脚步，无论是企业还是运营商，未来都需要一 张敏捷、智能和开放的网络。
第7页
11.1.1 SDN概述
SDN架构
SDN是对传统网络架构的一次重构，从原来的分布式控制的网络架构重构为集中控制的网络架构。 SDN最重要的变化是在网络中增加了SDN控制器，由SDN控制器对网络实行集中控制。SDN控制器 是一个集中的网络控制系统，是一个软件，正是因为SDN控制器的软件属性，才使得SDN能够把网 络软件化，使得网络能够像软件一样易于修改，提高网络的敏捷性。
为了满足敏捷、智能和开放的诉求，需要一种新的网络架构，而SDN网络体系架构是目前 业界认可的最佳选择。
第4页
11.1.1 SDN概述
为了满足敏捷、智能和开放的诉求，需要一种新的网络架构，而SDN网络体系架构是目前 业界认可的最佳选择。
SDN起源 SDN本质诉求及价值 SDN架构
第5页
11.1.1 SDN概述
第10页
11.1.1 SDN概述
SDN架构（续）
控制层
控制层是系统的控制中心，负责网络的内部交换路径和边界业务路由的生成，并负责处理网络状态变化 事件。当网络发生状态变化时，如链路故障、节点故障、网络拥塞等，控制层会根据这些网络状态变化 调整网络交换路径和业务路由，使得网络始终能够处于一个正常服务的状态，避免用户数据在穿过网络 过程中受到损失(如丢包、时延增大等)。 控制层的实现实体就是SDN控制器，也是SDN网络架构中最核心的部件。控制层是SDN系统的大脑，其核 心功能是实现网络业务编排。
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学习目标
了解SDN网络的基本知识。 了解NETCONF协议的基本知识和原理。 了解RESTCONF协议的基本知识和原理。 了解Telemetry协议的基本知识和原理。 了解OpenFlow协议的基本知识和原理。 掌握Python语言的基本知识。 掌握Paramiko模块基本知识和使用方法。
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11.1.2 网络管理协议简介
NETCONF简介
NETCONF（Network Configuration Protocol，网络配置协议）提供了一种网管和网络设备之间通 信的机制，网络管理员可以利用这套机制增加、修改、删除网络设备的配置，获取网络设备的 配置和状态信息。网络设备提供了规范的应用程序编程接口（Application Programming Interface， API），网管可以通过NETCONF使用这些API管理网络设备。在SDN领域，NETCONF是SDN网络南 向接口协议之一, SDN控制器通过NETCONF对网络设备进行配置管理。
NBI北向接口
北向接口为控制器对接协同应用层的接口，主要为RESTful。
SBI南向接口
南向接口为控制器与设备交互的协议，包括NETCONF、SNMP、OpenFlow、OVSDB等。
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11.1.2 网络管理协议简介
NETCONF协议
NETCONF简介 NETCONF与SNMP比较 NETCONF网络架构 NETCONF协议框架 NETCONF建模语言
SDN起源
SDN(Software Defined Networking)即软件定义网络，是由斯坦福大学Clean Slate研究组提出的一 种新型网络创新架构。 其核心理念通过将网络设备控制平面与数据平面分离，从而实现了网络 控制平面的集中控制，为网络应用的创新提供了良好的支撑。
SDN起源提出了三个特征：
第8页
11.1.1 SDN概述
SDN架构（续）
SDN网络架构分为应用层、控制层、设备层三层，不同层次之间通过开放接口连接。
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11.1.1 SDN概述
SDN架构（续）
协同应用层
协同应用Hale Waihona Puke Baidu主要完成用户意图的各种上层应用，典型的协同层应用包括OSS、OpenStack等。OSS可以负 责整网的业务协同，OpenStack云平台一般用于数据中心负责网络、计算、存储的业务协同。还有其他 的协同层应用，例如，用户希望部署一个安全APP，这个安全APP不关心设备具体部署位置，只是调用了 控制器的北向接口，例如Block（Source IP，DestIP），然后控制器会给各网络设备下发指令，这个指令 根据南向协议不同而不同。
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目录
11.1 新网络运维技术基础
11.1.1 SDN概述 11.1.2 网络管理协议简介
11.2 Python自动化运维
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11.1 新网络运维技术基础
当前传统SNMP协议、CLI命令行模式等网络运维技术已不能更好适应当前复杂网络（如 SDN）管理和配置管理的需求，管理效率也越来越低；NETCONF、RESTCONF、Telemetry 等新的技术应运而生，解决了传统网络运维技术的短板，满足了新网络管理的需求。
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11.1.1 SDN概述
SDN架构（续）
设备层
这一层负责执行用户数据的转发，转发过程中所需要的转发表项是由控制层生成的。设备层是系统的执 行单元，本身通常不做决策，其核心部件是系统的转发引擎，由转发引擎负责根据控制层下发的转发数 据进行报文转发。该层和控制层之间通过控制接口交互，设备层一方面上报网络资源信息和状态，另一 方面接收控制层下发的转发信息。
转控分离 集中控制 开放可编程接口
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11.1.1 SDN概述
SDN本质诉求及价值
SDN本质诉求
让网络更加开放、灵活和简单。它的实现方式是为网络构建一个集中的大脑，通过全局视图集中控制， 实现或业务快速部署、或流量调优、或网络业务开放等目标。
SDN价值
集中管理，简化网络管理与运维； 屏蔽技术细节，降低网络复杂度，降低运维成本； 自动化调优，提高网络利用率； 快速业务部署，缩短业务上线时间； 网络开放，支撑开放可编程的第三方应用。
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11.1.1 SDN概述
众所周知，传统网络是分布式的网络架构，每个网络设备拥有独立的控制面，网络中没 有集中的控制点，网络业务的开通要由管理员通过命令行或网管一一配置每个网络设备。 很显然，传统的网络架构已经无法满足当前高速发展的互联网和云计算等新型业务的需 求，也无法跟上企业和运营商未来发展的脚步，无论是企业还是运营商，未来都需要一 张敏捷、智能和开放的网络。
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11.1.1 SDN概述
SDN架构
SDN是对传统网络架构的一次重构，从原来的分布式控制的网络架构重构为集中控制的网络架构。 SDN最重要的变化是在网络中增加了SDN控制器，由SDN控制器对网络实行集中控制。SDN控制器 是一个集中的网络控制系统，是一个软件，正是因为SDN控制器的软件属性，才使得SDN能够把网 络软件化，使得网络能够像软件一样易于修改，提高网络的敏捷性。
为了满足敏捷、智能和开放的诉求，需要一种新的网络架构，而SDN网络体系架构是目前 业界认可的最佳选择。
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11.1.1 SDN概述
为了满足敏捷、智能和开放的诉求，需要一种新的网络架构，而SDN网络体系架构是目前 业界认可的最佳选择。
SDN起源 SDN本质诉求及价值 SDN架构
第5页
11.1.1 SDN概述
第10页
11.1.1 SDN概述
SDN架构（续）
控制层
控制层是系统的控制中心，负责网络的内部交换路径和边界业务路由的生成，并负责处理网络状态变化 事件。当网络发生状态变化时，如链路故障、节点故障、网络拥塞等，控制层会根据这些网络状态变化 调整网络交换路径和业务路由，使得网络始终能够处于一个正常服务的状态，避免用户数据在穿过网络 过程中受到损失(如丢包、时延增大等)。 控制层的实现实体就是SDN控制器，也是SDN网络架构中最核心的部件。控制层是SDN系统的大脑，其核 心功能是实现网络业务编排。