深入OpenFlowPlugin源码Switch生命周期对象(二)


【编者的话】本文为OpenFlowPlugin(0.6.2)源码分析第二篇,也是OpenFlowPlugin为上层北向应用提供服务的关键逻辑的开篇!

回顾第一篇笔记,在Switch连上控制器Handshake完成后,会调用ContextChainHolderImpl.deviceConnected方法,会为Switch创建其对应的ContextChain对象则创建。
createContextChain(connectionContext);

先给出总结:在OpenFlowPlugin中,每个Switch都有唯一的ContextChain对象,管理其在OpenFlowPlugin的生命周期。

创建生命周期管理对象ContextChain

为连上的Switch创建contextChain对象,通过调用ContextChainHolderImpl.createContextChain方法。在创建ContextChain前,会先为Switch创建四个对象DeviceContext、RpcContext、StatisticsContext、RoleContext,四个对象封装了Switch的四种类型操作:Device基本信息、RPC请求、Statistics数据收集、Master/Slava角色调用。最后,将四个Context对象都传入ContextChain中管理。在下面会详细展开,每个步骤。
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ContextChainHolderImpl.createContextChain方法是Switch连上控制器Handshake完成后的核心调用,这个方法主要逻辑:

创建DeviceContext

创建deviceContext,且传入自身对象(ContextChainHolderImpl)引用:
final DeviceContext deviceContext = deviceManager.createContext(connectionContext);
deviceContext.registerMastershipWatcher(this);

创建deviceContext处理:

  • 设置ConnectionAdapterImpl对象中设置packetIn filter为true,目的是为了过滤后续过程中收到底层Switch的packetIn message
    • 注:可以看到在ContextChainHolderImpl.createContextChain方法后面会将packetIn filter恢复为false。

  • 创建OutboundQueueHandler对象并传入对象引用到connectionAdapterImplconnectionContext
    • OutboundQueueHandler对象用于Packet output先到Queue,再到ConnectionAdapterImpl对象。另外一篇:《OpenFlowPlugin outbound机制》会展开,在此不深入。

  • 创建DeviceContextImpl对象

  • 创建OpenflowProtocolListenerFullImpl对象,并传入引用到connectionAdapterImpl对象(setMessageListenersetAlienMessageListener),用于处理底层Switch传递给控制器的所有message。
    • 注意:在上两篇笔记中,当Switch连上控制器时调用ConnectionManagerImpl.onSwitchConnected()方法,会同样会传入一个MessageListener对象OpenflowProtocolListenerInitialImpl,此对象仅能出来Hello message,在Handshake阶段使用。而此时Handshake已经结束,重新传入OpenflowProtocolListenerFullImpl用于处理所有message。


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创建RpcContext

创建RpcContext,且传入自身对象(ContextChainHolderImpl)引用:
final RpcContext rpcContext = rpcManager.createContext(deviceContext);
rpcContext.registerMastershipWatcher(this);

创建rpcContext处理:
  • 创建RpcContextImpl对象


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创建StatisticsContext

创建StatisticsContext,且传入自身对象(ContextChainHolderImpl)引用:
final StatisticsContext statisticsContext = statisticsManager.createContext(deviceContext, ownershipChangeListener.isReconciliationFrameworkRegistered());
statisticsContext.registerMastershipWatcher(this);

创建StatisticsContext处理:

  • 创建MultipartWriterProvider对象
    • 注意这里传入了deviceContext,是为了write到device的operational yang。deviceContextImpl中有写入device对应yang需要的TransactionChain

  • 创建StatisticsContextImpl对象
    • 传入了MultipartWriterProvider对象,目的是StatisticsContextImpl收集的数据可以写入device operational yang节点


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创建RoleContext

创建RoleContext,且传入自身对象(ContextChainHolderImpl)引用:
final RoleContext roleContext = roleManager.createContext(deviceContext);
roleContext.registerMastershipWatcher(this);

创建RoleContext处理:
  • 创建RoleContextImpl对象;
  • 创建SalRoleServiceImpl对象,传入RoleContextImpl。用于后续步骤,设置Switch的Master/Slave role。


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创建ContextChain

在创建4个Context后,创建ContextChainImpl对象。然后向ContextChainImpl对象注册/加入各个对象:
  1. ContextChainImpl对象注册registerDeviceRemovedHandler,用于后续Switch下线过程清除Manger中各个Context的索引。
  2. ContextChainImpl对象添加Context(addContext)。
  3. 最后将ContextChainImpl对象保存到ContextChainHolderImpl.contextChainMap中,相当于一个索引。ContextChainHolderImpl维护了各个Switch的ContextChain对象。


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注意addContext是把传入的deviceContext/rpcContext/statisticsContext/roleContext封装到GuardedContextImpl对象。GuardedContextImpl对象仅做多一层封装,会记录具体Context的状态等。
@Override
public <T extends OFPContext> void addContext(@Nonnull final T context) {
    contexts.add(new GuardedContextImpl(context));


最后,完成创建ContextChainImpl对象后,将设备从connectingDevices索引中删除。表示已经在控制器connected。

开始选举Master/Slave

上文基本展开了ContextChainHolderImpl.createContextChain方法详细讲解,唯独缺少最后一行代码,这也是最关键一行!调用ContextChain的registerServices方法:
contextChain.registerServices(singletonServiceProvider);

在展开这一行代码的逻辑之前,我们先回顾一下全文!可以看到,在Switch完成Handshake后,OpenFlowPlugin会为Switch创建ContextChain对象(包括各个Context)。考虑到多个控制器情况下,当Switch设置多个控制器(比如OVS:set-controller),那么哪个控制器能够对Switch操作,比如下发流表。因为在每个控制器,OpenFlowPlugin都会为Switch创建ContextChain对象。


OpenFlow协议,支持多个控制器,且控制器有角色有三类Master、Master、Equal。为了控制层高可用使用Master/Slave模式;为了控制器负载均衡使用equal模式。
在此,我们不讨论Equal模式,我们讨论Master/Slave模型。OpenFlowPlugin默认是以集群模型实现的,假设存在三个控制器节点,那么就会选举出一个节点作为某一个Switch的Master(不同Switch,Master不一定相同);如果OpenFlowPlugin作为单点控制器运行,那么它就是所有连上的Switch的Master。

假设在三节点的集群情况下,Switch连上所有控制节点,此时每个控制节点都有Switch的ContextChain对象,那么哪个节点是该Switch的Master?关键就是上面的这一行代码!由于篇幅问题,我们在下篇展开!

总结

在Switch完成Handshake后,OpenFlowPlugin会为Switch创建各个Context对象(Device/RPC/Statistics/Role),以及ContextChain对象。

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