1.概述

SDN（軟件定義網絡Software Defined Network）將控制同轉發分離，引入控制器（Controller）系統進行集中化管控，并通過控制器北向接口，向應用層或者上層控制器提供網絡抽象，使得網絡具備軟件編程的能力。

開放的北向接口，是SDN生態系統的核心。本文重點介紹北向接口相關標準化進展。

2.SDN架構及北向接口簡介

SDN包含數據平面、控制平面以及應用平面。基于控制器的視角，面向應用的接口為北向接口,面向基礎架構層的接口為南向接口。在層次化控制器的場景，控制器和控制器之間的接口也稱為北向接口。

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圖 1 SDN架構及北向接口

3.SDN北向接口標準化

3.1.傳統電信網絡北向接口
ITU-T(國際電聯電信標準化部門 ITU Telecommunication Standardization Sector)定義了電信管理網絡(TMN)分層架構原則，提出管理分層結構和五大功能，應用到SDH、OTN以及MPLS-TP等技術領域。電信運營商采用這種模型，引入了EMS、NMS、BOSS等系統，各系統的功能定義相對明確。

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圖 2 TMN架構及產品形態

TMN中提供的Q3接口復雜度高，使用CMIP協議（涉及OSI七層協議棧以及信息模型），未廣泛采納；Qx接口通常也是各廠商自定義，標準化程度不高。

TMF(電信管理論壇 TeleManagement Forum)關注網絡運營、維護、管理等，TOM、e-TOM模型及相關規范在電信網絡被廣泛采納。MTNMv3.5版本已經涵蓋SDH、WDM、OTN、PTN、Ethernet、RTN、GPON、DSLAM、ASON等技術領域業務模型。但MTNM所采用的CORBA技術因專業性強、復雜度高，不再適用當前開放的軟件架構；MTOSI系列標準的制定，在繼承MTNM網絡資源模型的基礎上，接口采用XML技術，并增加了面向Service的業務模型和操作。

BOSS系統由于商業模式原因，接口的標準化程度相對不高。

網絡IP化，業務IP化的普及，推動運營商網絡由CT向ICT轉型。但IP網絡最初采用分布式路由及信令，偏向單個設備的配置/管理，重點在南向接口，而北向接口缺少標準化。各廠商結合自身業務實現，對IP/MPLS相關北向接口進行定制，不利于運營商系統和設備商系統的集成。

3.2.ONF北向接口標準化
2011年3月ONF(Open Networking Foundation開放網絡基金會)成立，致力于推動SDN技術和標準，當前有多個工作組制定北向接口。

3.2.1.CIM工作組
信息模型是對物理資源的抽象表示，它包含了一組對象、對象之間的關系、對象屬性和對象可以執行的操作。北向接口根據信息模型來定義接口上交互的數據內容和操作。雖然不同的網絡技術具有不同的特點，但是這些技術所共有的一些信息模型應該是一致的。采用不同的信息模型會增加北向接口的復雜度，降低接口互操作性和可擴展性。因此CIM（Common Information Model通用信息模型）工作組致力于定義一個對于各種網絡技術公共的信息模型，即通用信息模型。

CIM工作組采用面向對象的方法，定義了網絡資源相關的對象以及對象之間的關聯，采用通用建模語言（UML）進行定義，與北向接口實現所采用的具體接口協議無關。CIM繼承了ITU-T、TMF等標準組織對于電信網絡的建模方法。通用信息模型包含與具體網絡技術無關的核心信息模型（例如拓撲、轉發等對象）、與特定網絡技術相關的信息模型（比如OTN、IP等）以及應用相關模型（比如NBI工作組當前定義的一些接口）。CIM工作組主要定義與技術無關的核心信息模型，2015年3月和11月，CIM工作組分別發布了CIM1.0和CIM1.1版本。

與技術相關的信息模型在各技術工作組中研究（如NBI、OTWG等）。

定義面向技術的北向接口標準時，針對不同的應用場景，可以對通用信息模型進行剪裁/重構，將信息模型映射為數據編碼以及接口代碼。

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圖 3 通用信息模型

ONF下屬的開源SDN社區2015年底成立了EAGLE項目，提供自動化工具，能夠將UML信息模型轉化為程序代碼。