根据SDN的实现深度，可将其分为狭义SDN与广义SDN。其中，狭义SDN是指基于OpenFlow协议，将转发面和控制面完全分离的革命性SDN。广义SDN是指数据包转发依然基于现有设备上的协议，但将网络的部分控制功能上移到控制端，是一种既能利用现有网络设备，又能获取SDN部分优点的演进型SDN。
广义SDN因其高效、颠覆性，受到学术界及创业公司的关注。而对于传统设备厂商和运营商来说，不太可能短时间内，大范围地将现有设备替换为OpenFlow设备。因此，对于传统运营商来说，演进型SDN的研究部署同样迫切。
中国科技网是由中科院计算机网络中心负责运营的，学术性、非盈利性互联网基础设施。在全国部署上百个骨干、接入节点，同时拥
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简介
根据SDN的实现深度，可将其分为狭义SDN与广义SDN。其中，狭义SDN是指基于OpenFlow协议，将转发面和控制面完全分离的革命性SDN。广义SDN是指数据包转发依然基于现有设备上的协议，但将网络的部分控制功能上移到控制端，是一种既能利用现有网络设备，又能获取SDN部分优点的演进型SDN。
广义SDN因其高效、颠覆性，受到学术界及创业公司的关注。而对于传统设备厂商和运营商来说，不太可能短时间内，大范围地将现有设备替换为OpenFlow设备。因此，对于传统运营商来说，演进型SDN的研究部署同样迫切。
中国科技网是由中科院计算机网络中心负责运营的，学术性、非盈利性互联网基础设施。在全国部署上百个骨干、接入节点，同时拥有多条通往美国、日本和韩国等国际出口，是中国主要的互联网运营商之一。
科技网中网络设备的提供厂商较多，比如Cisco、Juniper、华为和华三。当前用独立分散的方式对网络设备进行管理，比如，当路由器执行新的防火墙或路由规则时，需要SSH登陆路由器进行手动配置。网络设备多而杂，这样的人工配置方式耗费人力，且易出错。利用广义SDN的思想，对网络设备进行统一自动管理是科技网在自动化运维方面的尝试。
目前，我们基于ONOS控制器进行二次开发，对juniper测试路由器进行集中控制，执行防火墙限速等功能。ONOS中主要通过NETCONF协议远程读取、修改网络设备配置，所以我们也基于NETCONF协议来实现对Juniper路由器的管理。主要工作分为如下几部分。
1 在ONOS中开发juniper路由器的简单driver，链接路由器。
2 进一步在driver中添加所需功能，比如实现XML文件解析，利用NETCONF协议下发相关XML文件，执行基本配置读改、设置防火墙限速等动作。
3 在命令行下发模块(cli)中，开发新的执行命令，使得用户可在命令行中执行2的动作。
4 由三台juniper测试路由器，组成测试demo，验证相关功能。
相关实现代码已开源：https://github.com/CNICCSTNET/OpenJuniperDriver
下面对上诉工作进行详细介绍。
前期准备
ONOS中基于NETCONF协议对路由器配置进行远程控制，由于之前对NETCONF协议不太熟悉，首先学习了NETCONF协议，并用分别用NETCONF协议的Python函数库（ncclient），和juniper的NETCONF Java Toolkit实现了简单读取和修改路由器配置的小程序。升级路由器，使其支持NETCONF协议。同时学习juniper路由器的配置命令，弄清实现不同命令时NETCONF协议下发的XML文件。 相关的学习链接如下：
NETCONF RFC6241：https://tools.ietf.org/html/rfc6241
ncclient：https://pypi.python.org/pypi/ncclient
NETCONF Java Toolkit：http://www.juniper.net/techpubs/en_US/junos14.2/information-products/pathway-pages/netconf-java-toolkit/netconf-java-toolkit.html#overview
一 、Driver初步实现，链接路由器
1.1 新建juniper APP
ONOS需要不同的Driver来对不同设备厂商的设备进行控制，在ONOS中开发driver的步骤跟实现一个普通APP的过程相识。具体可参见ONOS的wiki或者毛健炜同学的博客：
https://wiki.onosproject.org/display/ONOS/Creating+and+deploying+an+ONOS+application
1.2 修改pom.xml等文件
建好名字为juniper的APP后，将其移动到onos/drivers/目录下，并修改onos/drivers/juniper目录下的pom.xml文件：
同时修改onos/drivers/下的pom.xml文件，添加juniper module，使得编译drivers模块时，也编译juniper的driver：
在drivers/juniper/src/ 目录下，新建resources文件夹，并新建一个juniper-drivers.xml文件，用于存储juniper驱动的相关调用关系。目前是空的，在后面实现具体修改路由器配置时，可添加ONOS中api接口和具体实现的对应关系。
新生成一个导入juniper-drivers.xml文件的java文件JuniperDriverLoader.java,放在onos/drivers/juniper目录下：
1.3 编译并启动drivers
在drivers目录下，执行mvn clean install编译后，重启ONOS。执行如下命令，启动相关的drivers APP：
若APP启动成功，则执行drivers命令。可以看到我们的juniper 及 NETCONF的driver都启动成功：
1.4 链接路由器
在tools/test/configs目录下，生成netconf-cfg-juniper.json文件,作为链接juniper路由器时的读入文件。此文件定义了接入设备的名称，调用的driver，及用于NETCONF协议登陆的用户名和密码，路由器的IP和通信端口号。其中，830是NETCONF协议的固定通信端口号。
我们的juniper driver继承了NETCONF driver，调用NETCONF协议（onos/protocols/netconf）中的方法实现和路由器的通信。ONOS为利用NETCONF driver，链接远程路由器实现了相关命令onos-netcfg。我们也可以通过此命令，将juniper路由器和ONOS中的juniper driver相链。
ONOS中NETCONF相关的wiki链接：https://wiki.onosproject.org/display/ONOS/NETCONF
链接路由器成功后，在ONOS中执行devices命令，可查看到此路由器已经通过NETCONF协议和控制器相连。
至此，我们juniper的driver开发已初步完成，通过此driver，成功将路由器和ONOS控制器链接。下面我们将在此driver上，增加用于解析NETCONF协议中XML文件的类，并通过下发相关XML文件，实现读取并修改juniper路由器的功能。
二、Driver进一步开发
在本部分中，我们将进一步在Driver中添加相关功能 。新添加的功能可分为两大类，一是将用户输入的命令转为NETCONF命令（即XML文件）， 另一个是将相关的XML文件通过NETCONF协议，下发到路由器 。
Driver文件的结构如下图所示：
Tools文件夹中的类主要是针对用户输入的命令生成相应的NETCONF命令，以及对juniper路由器返回的命令进行解析。而在juniper文件中的类主要是完成对driver的加载以及命令的下发。
2.1 NETCONF命令生成
在juniper驱动开发的最关键的一步就是NETCONF指令的形成。NETCONF命令是XML格式的String字符串。在NETCONF中，发送的命令一般是包含在标签中。而设备返回的命令一般是包含在当中（具体命令的格式我们会在后续的文章中介绍）。
为了能够高效的形成XML形式的字符串，使用了XMLConfiguration这一工具类。
熟悉NETCONF命令的同学都知道，NETCONF命令中读取和修改的命令都具有固定的格式。为了方便使用。我们将命令的格式写进了netconfEdit.xml文件中。当有命令进来的时，只需要在固定的框架中填充一定的内容就可以了。
对于传入参数的设计，我们参考XMLConfiguration里面的命令和对实际情况进行讨论分析。我们决定用“；”进行每个路径的分割。如果输入的某个路径无法唯一被确定，可以使用path1;path2[@name=”name”]的方式进行路径的指定。下面是我们解析路径的部分代码：
2.2 NETCONF命令的发送
当用户加载完路由器的驱动以后，ONOS系统会自动与在配置文件（1.4介绍的netconf-cfg-juniper.json）中配置的路由器进行连接，并将产生的session保存在NetconfController中。当路由器需要下发命令时，首先要获得对应的session，然后调用我们上面写好的函数生成对应的Netconf，接着调用session的requestSync方法进行命令的发送，并获得返回信息（ONOS发送信息的具体步骤我们会在后续的文章中介绍）。
当收到返回信息以后，利用tools中xml解析类对返回的信息进行解析，得到相应的信息，并对返回的信息进行解析。
三 、新命令开发
我们在onos/cli模块中，实现了多个新的命令，比如获取路由器详细配置、修改路由器某个参数、设置防火墙限速及执行commit使得配置生效。下面以获取路由器详细配置信息的命令为例，说明新命令的开发流程。
3.1 新建接口程序
在onos/core/api/src/main/java/org/onosproject/net/behaviour目录下，新建ConfigDetailGetter.java接口程序：
此接口程序的具体实现在juniper driver目录下的ConfigDetailGetterJuniperImpl.java中。为了使得调用此接口时，自动跳转到juniper driver的实现，需要在juniper-drivers.xml文件中添加两者的对应关系：
利用外部XML文件指定接口和实现间的关系，是ONOS中常用的处理方法。此方法可减少核心core中的代码量，将大部分实现放在第三方的接口程序中。
3.2 调用接口程序，实现命令
在 onos/cli/src/main/java/org/onosproject/cli/net/vnet目录下，新建DeviceConfigDetailGetterCommand.java文件，实现具体命令：
uri，cfgType，firstLevel等是从用户输入的命令中传递过来的，这些参数中包含了用户希望进行配置的具体信息。利用deviceId，我们找到对应的设备。再根据设备的信息，调用具体的驱动，也就是我们的juniper driver。XmlStructureParserGet用于处理用户传进来的参数，将其转化为2.1中生成XML文件所能识别的结构化字符串。因为一个接口可能拥有多个实现。所以需要通过ConfigDetailGetter.class 找到接口的具体实现类。以本系统为例，configDetailGetter接口的具体实现是ConfigDetailGetterJuniperImpl类。
四、测试Demo
完成第一到第三步的开发，并编译成功后，建立由若干路由器组成的测试网络，验证相关功能。实验网络如下图所示，一台运行ONOS的服务器，此服务器也用来测试文件上传和下发速度，三台juniper M10i路由器，操作系统升级为最新的Junos 15.1，服务器和路由器在同一网段。利用ONOS下发对某个IP进行限速的指令，然后让此IP所对应的服务器从路由器上下载、上传文件，验证限速的有效性。
根据第一步中的方法，将ONOS和路由器链接后，首先下发限速所需的防火墙规则：
其中set-speed-limit 是我们实现的专门进行限速的命令，netconf：159.226.101.32:830 是路由器设备的ID，myFirstTest是此防火墙的ID，159.226.101.80/32 是被限速的服务器IP，速度限制为2M，burst速率限制为10K。返回的ok表示设置成功。
将防火墙规则绑定到某个Interface：
其中，filter-interface 是我们实现的将某个防火墙规则绑定到Interface的命令，此命令将我们刚才生成的防火墙myFirstTest绑定到Interface fxp0中。159.226.101.80/32对应的数据流通过fxp0端口进行转发。
最后，利用commit-router命令，使得上诉配置在路由器中生效：
登陆路由器，确认相关配置在路由器中生效后，在159.226.101.80/32所对应的服务器上，利用scp 方式从路由器获取文件，或者将数据上传到路由器，确认限速成功。
五、总结及未来工作计划
目前，我们在ONOS上开发了juniper的driver，在driver中通过NETCONF协议控制路由器，成功实现了远程获取路由器配置、限速等功能。这是中科院网络中心网络研究团队在广义SDN方面做的一次尝试，证明利用现有开源控制器，可实现对现有网络设备的集中控制，为在科技网上实现SDN控制积累相关经验。
在ONOS开发过程中，我们对其NETCONF具体实现、driver相关模块、XML文件解析等有了一定了解。NETCONF协议和数据搭建模型YANG是紧密相关的，我们本来也打算用YANG对路由器配置信息进行建模，方便XML文件的生成。但后来发现目前ONOS对YANG模型的支持还不太完善，需要自己实现的东西太多，最终放弃。未来，我们团队打算在如下方面继续开展工作：
1 基于我们对NETCONF具体实现、Driver相关模块、ONOS中如何利用外部XML文件实现Driver模块的热插拔等方面的认识，写成详细文档和大家分享。
2 ONOS社区中华为的Patrick Liu团队在推进brigade-dynconfig项目，此项目将实现通用driver，并基于这个项目，完善ONOS中对YANG的支持。我们打算跟进这个项目，并最终基于这个通用driver和YANG实现我们现在的功能。
brigade-dynconfig项目链接：https://wiki.onosproject.org/display/ONOS/Dynamic+configuration+brigade
3 基于ONOS，进一步开发集中控制流量调度的模块，争取在广域网上实现SDN的流量自调度。
