NETCONF YANG原理

article/2025/11/10 4:42:55

NETCONF YANG原理

  • 网络管理技术背景
  • NETCONF协议介绍
  • YAGN建模语言介绍
  • RESTCONF协议

网络管理技术背景

前言
对于设备的配置管理，工程师更习惯使用CLI命令行的方式与设备交互。该方式简单直接，便于理解。但是在网络自动化领域，CLI方式与设备交互存在效率较低、机器不容易理解命令等问题。
IETF为了解决设备配置管理复杂的问题，先后成立工作组，发布了NETCONF、YANG和RESTCONF相关标准。

设备数据简介
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如何配置一台网络设备
设备的配置管理有多种方法，可以用Console线直连或者SSH等方式远程登录设备并使用CLI配置，也可以借助网管服务器使用SNMP Set配置设备MIB节点中的参数。
随着网络规模的增大、复杂性的增加，以上两种方式已经不能满足配置管理的需求。为了解决这样的问题，基于可扩展标记语言XML（Extensible Markup Language）的NETCONF协议应运而生。
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经典配置管理的方法问题

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网络设备的本质诉求
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IETF工作组逐步落实会议结论
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工程师配置设备流程
命令行是人类与设备的交互语言。工程师查询产品文档，使用命令行方式配置设备。命令行采用了嵌套的方式实现设备配置。
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NETCONF配置设备流程
YANG文件是另一种方式的对设备数据的描述。YANG模型使用module-container-leaf结构，描述设备。例如路由器的接口，属性等信息，YANG模型详细定义了字段类型和规范。
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  • 本例为非真实示例，YANG模型不会讲整个设备做成一个YANG文件，而是根据功能拆分成多个YANG文件。

NETCONF协议介绍

简介
NETCONF（Network Configuration Protocol）网络配置协议，提供一套管理网络设备的机制。用户可以使用这套机制增加、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。
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NETCONF协议框架
NETCONF协议在概念上可以划分为4层：安全传输层、消息层、操作层、内容层
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一个完整的NETCONF报文
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XML编码
XML是NETCONF协议的编码格式。NETCONF用文本文件表示复杂的层次化数据。
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NETCONF传输层与消息层
NETCONF使用SSH实现安全传输，使用RPC（Remote Procedure Call）远程调用的机制实现客户端和服务端的通信。
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RPC的框架与传输层独立，用于表示NETCONF requests和response：
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NETCONF基本操作
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NETCONF操作对象
操作对象有三个配置库。可以灵活读取和编辑配置库、候选库与运行库，实现整体配置的下发、验证和回滚。
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案例：下发VLAN配置
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  • <config>中可能包含可选的“operation”属性，用来给配置数据指定操作类型。如果未携带“operation”属性，则默认为merge操作。
  • Operation取值如下：
    merge：在数据库中修改存在或不存在的目标数据，如果目标数据不存在则创建，如果目标数据存在则修改。这是默认操作。
    create：当且仅当配置数据库中不存在待创建的配置数据时，才能成功添加到配置数据库。如果配置数据存在，则会返回，其中包含一个值“data-exists”。
    delete：删除配置数据库中指定的配置数据记录。如果数据存在，则删除该数据，如果数据不存在，则返回，其中包含一个值“data-missing”。
    remove：删除配置数据库中指定的配置数据记录。如果数据存在，则删除该数据，如果数据不存在，则返回成功。

NETCONF内容层
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  • Schema是华为基于W3Cxml标准，又扩展了私有语法的一种语言，在NETCONF标准没有确定和YANG模型绑定前，VRPV8已经实现了Schema。内容最丰富的是Huawei-YANG。

案例：下发VLAN配置（HUAWEI_YANG）
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案例：下发VLAN配置（Schema）
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NETCONF配置介绍

  • 进入NETCONF视图
[Huawei]netconf

系统视图下输入netconf，进入netconf视图。

  • 配置NETCONF服务器口号
[Huawei-netconf]protocol inbound ssh port 830

在830端口号使用SSH服务器的NETCONF服务。

  • 使用NETCONF功能
[Huawei]snetconf server enable

在TCP 22端口号上使用SSH服务器的NETCONF服务器。

  • snetconf server enable和protocol inbound ssh port 830都可以使用NETCONF功能。如果这两个命令都配置，表示客户端可以使用22端口号或者830端口号与服务器建立NETCONF连接。
  • NETOCNF使用SSH作为承载协议。在使用之前必须配置SSH。

YAGN建模语言介绍

YANG的起源
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YNAG语言概述
YANG（Yet Another Next Generation）是一种数据建模语言，YANG模型定义了数据的层次化结构，可用于基于NETCONF的操作。建模对象包括配置、状态数据、远程过程调用和通知。它可以对NETCONF客户端和服务器端之间发送的所有数据进行一个完整的描述。Yang有以下特点：

  • 基于层次化的树状结构建模。
  • 数据模型以模块和子模块呈现。
  • 可以和基于XML的语法的YIN（YANG Indepent Notation）模型无损转换。
  • 定义内置的数据类型和允许可扩展类型。
    YANG模型的最终呈现是.yang为后缀的文件。
  • YANG起源于NETCONF，但不仅用于NETCONF。虽然统一了YANG建模语言，但是YANG 文件没有统一。
  • YANG文件可以简单分为三类：厂家私有YANG文件，IETF标准YANG和OpenConfig YANG。
  • NETCONF协议中的Config&Status Data、Notification Data和底层的RPC的消息都可以通过YANG模型来建模实现。YANG的模型文件可以通过工具转换到对应格式的XML/JSON文件，被最终的NETCONF/RESTCONF消息封装。
    认识YANG文件-Module
    加粗样式
    认识YANG文件-Leaf Node
    Leaf节点用于定义一个简单指定类型的变量，使用“leaf”关键字申明。在Leaf节点内有子声明和值，没有子节点。本例中“host-name”内有两个子声明，“type”和“description”。
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    认识YANG文件-Leaf List
    Leaf List用于定义一个数组类型变量，使用“leaf-list”关键字申明。本例中“domain-search”内有两个子声明，“type”和“description”。
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    认识YANG文件-List Nodes
    List节点用于定义一个更高层次的数据节点。一个List节点使用“key”唯一标识，可以包含多个leaf节点。
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    认识YANG文件-Container Nodes
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    认识YANG文件-Grouping
    Grouping用于定义可以重复使用的节点，一般与uses一起使用。本例中target定义了leaf address和port。Container peer中声明use target，表示复用此leaf模型。
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    认识YANG文件-配置数据和状态数据
    YANG文件可以申明数据类型。
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    认识YANG文件-数据类型
    YANG模型支持内置默认的数据类型和扩展的数据类型。“typedef”申明用于新定义扩展数据类型。
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    FAQ：如何加载YANG模型
    在NETCONF客户端（例如网管平台/SDN控制器）加载YANG文件。通过工具实现YANG文件转换为NETCONF消息下发到设备。
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RESTCONF协议

RESTCONF起源
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RESTCONF概述
RESTCONF允许Web应用以一种模块化、可扩展的方式访问网络设备的配置数据、状态数据和事件通知。NETCONF和RESTCONF支持共存。RESTCONF较于NETCONF，使用了不同的操作方法和数据编码。
有以下特点：

  • RESTCONF使用HTTP的方法对设备YANG定义的数据进行操作（CPUD：Create、Remove、Update、Delete）
  • 设备NETCONF和RESTCONF可以共享的YANG文件
  • 数据编码格支持XML或者JSON
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    RESTCONF与NETCONF对比
    NETCONF操作设备多个操作库，有事务机制，有回滚。
    RESTCONF使用HTTP的操作，无状态，无事务机制，无回滚。
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    一次典型的RESTCONF交互
    一次完整的RESTCONF交互包含请求和响应。
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    本例客户端通过OPTIONS方法获取设备支持的方法，设备回复支持操作有：POST、DELETE、GET、HEAD、PATCH、OPTIONS。
    RESTCONF请求报文
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    请求报文头部可以包含多个字段，例如Accept、Authorization、Host、From等等参数。
    RESTCONF请求案例
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    RESTCONF响应报文
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    RESTCONF响应案例
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HTTP状态码
HTTP状态码（HTTP Status Code）是服务器响应状态的3位数字码，用于向客户端返回操作结果。
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思考题
1.华为NETCONF的传输层使用什么协议？
华为使用SSH作为传输层协议。在开启设备NETCONF功能时候，需要创建SSH用户作为NETCONF用户登陆。
2.NETCONF、RESTCONF和YANG是之间什么关系？
YANG是建模语言用于描述NETCONF和RESTCONF的内容层。NETCONF和RESTCONF区别在于RESTCONF基于HTTP构建传输层、消息层和操作层，而NETCONF使用SSH为传输层、RPC为消息层和NETCONF定义的操作层。
本章总结
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