基于RESTCONF API的虛擬化資源訪問

李春平

（廣東白云學(xué)院大數(shù)據(jù)與計算機(jī)學(xué)院，廣州 510000）

0 引言

在基礎(chǔ)設(shè)施的資源分配與管理中，目前通常采用虛擬化技術(shù)、云計算的方式實現(xiàn)資源池化管理和按需分配。計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源分別都有相應(yīng)的虛擬化技術(shù)的解決方案，前兩者都有相對成熟的技術(shù)，而對于網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化解決方案，目前提得最多的是SDN技術(shù)，即軟件定義網(wǎng)絡(luò)。

SDN的主要思想是將轉(zhuǎn)控平面分離，轉(zhuǎn)發(fā)平面即數(shù)據(jù)平面，承擔(dān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，而控制管理功能交由控制平面負(fù)責(zé)。這樣做的好處是可以通過編程的方式，實現(xiàn)對設(shè)備配置、監(jiān)控和管理的自動化處理，解決傳統(tǒng)手動配置、監(jiān)管過程中由于人為錯誤導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)失效。另一方面，通過軟件開發(fā)的方式定義網(wǎng)絡(luò)，還能實時對網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行定位并及時響應(yīng)，采取措施處理問題。

1 RESTCONF API概述

在支持SDN的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，需要提供編程接口和外部程序進(jìn)行通信。目前大多數(shù)SDN設(shè)備提供各種豐富的API接口，其中NETCONF和RESTCONF應(yīng)用較為普遍。RESTCONF協(xié)議是NETCONF的一個功能子集，通過RESTful API提供了一個輕量級的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備訪問方案。RESTCONF具有如下特點：

（1）遵循類似REST的原則，提供對設(shè)備配置信息的訪問和控制。

（2）使用HTTP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，并使用NETCONF中定義的數(shù)據(jù)格式和訪問方法。

（3）使用XML或JSON等格式的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以及YANG模型來提供表征性狀態(tài)轉(zhuǎn)移API，從而實現(xiàn)通過編程方式對設(shè)備進(jìn)行訪問和管理。

盡管RESTCONF比NETCONF更簡便，容易實現(xiàn)，其目的并非完全取代NETCONF，而是提供一個與NETCONF數(shù)據(jù)格式兼容的HTTP訪問界面，并遵循REST框架原則。RESTCONF和NETCONF操作的主要區(qū)別如表1所示。

表1 RESTCONF和NETCONF操作的主要區(qū)別

2 構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)

2.1 部署虛擬機(jī)資源

用VMWare作為虛擬機(jī)管理平臺，在虛擬機(jī)盒子里安裝DEVASC虛擬機(jī)、CSR1kv虛擬機(jī)。安裝完成后，在主機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接中查看，有一個VMware Network Adapter VMnet1的虛擬網(wǎng)卡，其IPv4地址/掩碼：192.168.56.1/24。

使用SecureCRT遠(yuǎn)程登錄工具登錄到CSR1kv虛擬機(jī)上，在主機(jī)框里填入CSR1kv虛擬機(jī)的IP地址192.168.110.130，用戶名cisco，密碼cisco123!。輸入無誤可以遠(yuǎn)程登錄到CSR1kv虛擬機(jī)。

2.2 啟用RESTCONF及關(guān)聯(lián)服務(wù)

在使用RESTCONF API訪問虛擬資源時，其數(shù)據(jù)是通過HTTP協(xié)議獲取，因此虛擬設(shè)備上需要啟用RESTCONF和HTTP服務(wù)。在CSR1kv虛擬機(jī)上，部署的HTTP服務(wù)是nginx。

2.2.1 啟用RESTCONF服務(wù)

在CSR1kv虛擬機(jī)上驗證是否開啟了RESTCONF服務(wù)。使用show platform software yang-management process命令檢驗與RESTCONF服務(wù)關(guān)聯(lián)的所有服務(wù)進(jìn)程是否都在運行。

打開配置窗口

CSR1kv#show platform software yang-management process

2.2.2 啟用HTTPS服務(wù)

nginx服務(wù)器采用的是HTTPS協(xié)議。如果nginx未在虛擬機(jī)上運行，可通過執(zhí)行下面的命令開啟nginx服務(wù)。

配置完成后，使用show platform software yang-management process命令檢查nginx服務(wù)是否已正常運行。

2.2.3 Webui測試

CSR1kv虛擬機(jī)提供Web管理界面，當(dāng)CSR1kv虛擬機(jī)上nginx服務(wù)正常開啟后，使用瀏覽器可以訪問CSR1kv虛擬機(jī)。在URL地址欄輸入https://192.168.110.130，輸入正確的用戶名和密碼后將打開CSR1kv的Web界面，如圖1所示。

圖1 CSR1kv虛擬機(jī)的Web界面

2.3 虛擬網(wǎng)絡(luò)連通性測試

運行虛擬機(jī)devasc，在虛擬機(jī)devasc終端上ping CSR1kv虛擬機(jī)的IP地址192.168.110.130，測試虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連通性。

結(jié)果表明，虛擬機(jī)之間網(wǎng)絡(luò)連通性正常。

3 RESTCONF API調(diào)用

3.1 初始化工作

3.1.1 關(guān)閉SSL驗證

使用Postman工具來構(gòu)造請求數(shù)據(jù)。Post?man是一個模擬HTTP客戶端的API測試工具，可以發(fā)送各種HTTP請求。進(jìn)入DEVASC虛擬機(jī)桌面，打開Postman。Postman默認(rèn)會打開SSL認(rèn)證驗證，而在這個測試案例中不會用到SSL證書，因此這里需將SSL認(rèn)證關(guān)閉。

3.1.2 憑證檢查

在Postman里構(gòu)造GET請求，URL地址為https://x.x.x.x/restconf/。這里x.x.x.x為虛擬機(jī)的IPv4地址。憑證檢查設(shè)置為“Basic Auth”，用戶名和密碼做好相應(yīng)配置。

3.1.3 定義JSON數(shù)據(jù)格式

在Postman構(gòu)造GET請求，在“Headers”區(qū)域中需要建立2個字典類型的鍵/值對。第1個鍵/值對的“Key”字段為“Content-type”，Value值為“application/yang-data+json”。這樣設(shè)置是通知Postman程序?qū)SON格式的數(shù)據(jù)發(fā)送到CSR1kv虛擬機(jī)API接口上。第2個鍵/值對的“Key”字段為“Accept”，“Value”字段為“ap?plication/yang-data+json”。

3.1.4 測試API請求

現(xiàn)在已經(jīng)完成GET請求所需的數(shù)據(jù)內(nèi)容封裝。當(dāng)CSR1kv虛擬機(jī)上的RESTCONF和HTTP服務(wù)均正常工作時，使用Postman發(fā)送GET請求，將得到類似下面內(nèi)容的響應(yīng)數(shù)據(jù)。

這說明服務(wù)器端JSON響應(yīng)正常，可以通過Postman發(fā)送其他RESTCONF API請求到CSR1kv虛擬機(jī)。

3.2 使用Postman發(fā)送請求

3.2.1 查看虛擬機(jī)接口參數(shù)

使用Postman發(fā)送請求數(shù)據(jù)，這里HTTP服務(wù)器地址為192.168.110.130。URL構(gòu)造為https://192.168.110.130/restconf/data/ietf-interfaces:inter?faces。從csr1kv返回的JSON數(shù)據(jù)如下：

從返回的結(jié)果來看，其中的接口IPv4地址參數(shù)是空的，這是由于CSR1kv虛擬機(jī)上的IP地址是通過DHCP獲取的，需要將CSR1kv虛擬機(jī)上GigabitEthernet1接口地址更改為手動配置，然后在Postman中將GET請求的參數(shù)設(shè)置為interface=GigabitEthernet1，重新發(fā)送GET請求：https://192.168.110.130/restconf/data/ietfinterfaces:interfaces/interface=GigabitEthernet1，返回的JSON數(shù)據(jù)如下：

從返回的JSON數(shù)據(jù)來看，已經(jīng)能夠通過API調(diào)用正確獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址參數(shù)，其值為：“ip”:“192.168.110.130”,“netmask”:“255.255.255.0”。

3.2.2 修改虛擬機(jī)接口參數(shù)

通過API調(diào)用修改虛擬機(jī)接口參數(shù)。在Post?man請求中選擇PUT方法，構(gòu)造URL為https://192.168.110.130/restconf/data/ietf-interfaces:inter?faces/interface=Loopback0，其 中interface=Loop?back0表示要添加的虛擬接口為Loopback0，構(gòu)造如下的Body部分的內(nèi)容。

這個PUT方法是為了在CSR1kv虛擬機(jī)上創(chuàng)建一個Loopback0環(huán)回接口，并定義接口的IP地址參數(shù)，其值為：“ip”:“172.16.10.10”，“net?mask”:“255.255.255.0”。

3.2.3 驗證虛擬機(jī)接口參數(shù)修改情況

在CSR1kv虛擬機(jī)上查看接口摘要信息，可以看見Loopback0接口的IPv4地址已經(jīng)添加。

表2 CSR1kv#show ip int bri

4 結(jié)語

RESTCONF遵循表征性狀態(tài)轉(zhuǎn)移原則，通過HTTP封裝格式實現(xiàn)API調(diào)用。在虛擬資源的訪問中，可以通過Postman工具構(gòu)造請求數(shù)據(jù)，并以JSON的數(shù)據(jù)格式或XML數(shù)據(jù)格式返回響應(yīng)。在基于SDN的設(shè)備上進(jìn)行手工配置無疑會增加工作量，而且容易出錯，給網(wǎng)絡(luò)資源管理帶來困擾。通過虛擬資源提供的API接口，可以實現(xiàn)對虛擬資源的編程訪問，以及自動化部署、管理和排錯，從而提高虛擬資源訪問的可靠性、可用性以及管理效率。