【OpenEvent 事件框架與框架中事件實例的實現(xiàn)綜述4700字】

OpenEvent事件框架與框架中事件實例的實現(xiàn)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u201891.1通信協(xié)議 1105621.1.1事件請求 1281181.1.2事件請求回復 2241941.2控制器端的實現(xiàn) 2256551.3交換機端的實現(xiàn) 31.1通信協(xié)議OpenEvent事件框架定義了一系列的OpenFlow消息，用于控制器與交換機之間對事件請求、事件請求回復和事件上報。所有的消息均屬于OpenFlow自定義類型消息。這一類消息是預留給設備制造商或者其他使用者實現(xiàn)自定義OpenFlow擴展的預留接口。OpenFlow自定義類型消息需要包含制造商或擴展開發(fā)者的32位使用者ID。子類型部分表示廠商或開發(fā)者對屬于同一使用者ID下各類型消息的分類。OpenFlow對自定義類型消息內(nèi)容部分的格式，以及控制器與交換機對此類消息的處理方式完全沒有規(guī)定，可以自主擴展。OpenEvent中的消息均用使用者ID0xEBCC3118來區(qū)分。該框架中包含三大類消息:事件請求、事件請求回復、事件報告。這三大類消息用子類型來區(qū)分。事件請求用于控制器對交換機上的事件進行操作；事件請求回復用于交換機向控制器回復事件請求的執(zhí)行結(jié)果；事件報告用于交換機在某一事件發(fā)生時，向控制器報告該事件的發(fā)生以及該事件中指定的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。1.1.1事件請求事件請求消息由控制器向交換機發(fā)出，用于描述控制器對交換機上的事件的添加、刪除或者修改配置的請求。事件請求消息的子類型為0?！爸芷谛浴?PERIODIC)標志用于指示該事件是否可以重復被觸發(fā)。當該標志被設為1時，該事件具有周期性，每當事件的觸發(fā)條件被滿足時，該事件都會被觸發(fā)，并上報控制器;設為2時，該事件為一次性事件，僅在第一次滿足觸發(fā)條件時被觸發(fā)。事件ID為該事件在交換機中的唯一標識符。事件類型表示該事件所屬的類型，為目前已經(jīng)定義和實現(xiàn)的兩類事件指定了事件類型的值，其他的值可以供將來定義的事件類型使用。目前，事件請求分為三種類型，由請求類型域的值來指定。這三種請求類型為:添加事件請求、修改事件請求、刪除事件請求。添加事件請求使用請求類型0?？刂破魍ㄟ^向交換機發(fā)送添加事件請求來要求交換機安裝并監(jiān)測一個新的事件。在添加事件請求中，事件ID總是被設為0,以表示這個事件的ID還沒有被確定。交換機應當為該新安裝的事件指定一個非0、在該交換機中唯一的事件ID，并在回復中上報。其他必要的對該事件的配置在請求的消息體部分指定，消息體部分的格式與解釋方式由各類具體的事件來規(guī)定。修改事件請求的請求類型為1?？刂破魍ㄟ^向交換機發(fā)送修改事件請求來修改一個交換機上已經(jīng)存在的事件的配置。在請求中，控制器必須在事件ID和類型部分給出所要修改的事件的正確的ID和類型。如果在交換機中，事件ID所對應的事件不存在或者事件類型與控制器給出的不符，交換機將拒絕執(zhí)行該請求并在回復中報告錯誤。與添加事件請求類似，修改事件請求的消息體部分由具體的事件類型指定，一般應包含修改后的事件配置。刪除事件請求使用的請求類型為2。刪除事件請求用于控制器要求交換機刪除一個已經(jīng)安裝的事件。與修改事件請求類似，刪除事件請求需要正確地給出被刪除的事件的ID和事件類型。如果與ID對應的事件不存在或者類型不符，該請求也不會被執(zhí)行，并且交換機將給出出錯信息。刪除事件請求的消息體為空。1.1.2事件請求回復事件請求回復消息由交換機向控制器發(fā)出，用于回復控制器發(fā)出的事件請求。事件請求回復消息與它所回復的事件請求具有相同的OpenFlow事務ID。事件請求回復消息的子類型為1，事件請求回復消息應當包含交換機執(zhí)行其所回復的事件請求的執(zhí)行結(jié)果。事件類型部分應當與所回復的事件請求中指定的事件類型相同。對于事件ID部分，若所回復的事件請求是添加事件，那么事件請求中的事件ID為0，交換機成功添加事件后，應當將生成的事件ID填入事件ID部分。若事件請求中給出的事件ID不為0，而請求執(zhí)行成功，那么回復中的事件ID應當與請求中的相同。如果請求執(zhí)行失敗，事件ID應當被設為特殊值EVENT_ID_ERROR=0xFFFFFFF0以表示在執(zhí)行事件請求時發(fā)生了錯誤。消息體部分由具體的事件類型指定，也可以為空。1.2控制器端的實現(xiàn)在Ryu控制器提供的框架下實現(xiàn)了OpenEvent的控制器端。Ryu控制器是一個用Python語言實現(xiàn)的開源OpenFlow控制器，它提供了一個基本的OpenFlow消息處理框架與大量基于該框架的應用。Ryu的整體架構(gòu)采用事件-處理者模型。Ryu控制器運行時，最基本的OpenFlow消息處理模塊以及用戶指定的應用將會運行。Ryu控制器中的每個應用都包含若干個事件處理的數(shù)，對某類事件進行處理。應用也可以產(chǎn)生各種類型的事件，并發(fā)送給其他應用。一個事件會被運行中的所有對該類事件進行處理的應用處理。OpenFlow處理模塊是運行Ryu控制器時必然會運行的應用，該應用負責接收OpenFlow消息并根據(jù)OpenFlow協(xié)議解碼這些消息，并產(chǎn)生相應的事件，同時負責編碼并發(fā)送控制器向交換機發(fā)送的OpenFlow消息。OpenEvent的控制器端實現(xiàn)為Ryu框架下的一個應用，負責處理OpenEvent框架與事件相關的OpenFlow消息，包括編碼并發(fā)送事件請求和接收并解碼事件請求回復與事件報告，并產(chǎn)生事件以通知其他應用兩部分。為實現(xiàn)接收并解碼的功能，該應用注冊了個外理收到OnenFlow自定義類型消息事件的函數(shù)，該函數(shù)檢查收到的自定義類型消息的ExperimenterID是否是我們指定的0xEBCC3118，如果符合，則進行進一步的解碼;如果不符合，則處理到此為止。進一步的解碼中，該函數(shù)根據(jù)消息的子類型與消息中指定的事件類型進一步調(diào)用各類具體的消息的解碼函數(shù)。對于事件請求回復，解碼函數(shù)從消息中提取出事件類型、事件狀態(tài)、事件ID以及消息體，并產(chǎn)生一個“收到事件請求回復”的事件，通知其他可能需要處理這個消息的應用。對于事件報告，解碼函數(shù)從消息中提取出事件ID、事件類型，以及該事件類型規(guī)定的各種交換機的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。對于端口統(tǒng)計事件，統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括該端口在指定的時間間隔內(nèi)發(fā)送與接收的數(shù)據(jù)包數(shù)量與字節(jié)數(shù)，以及該端口發(fā)送和接收的總數(shù)據(jù)包數(shù)量和字節(jié)數(shù);對于流表項統(tǒng)計事件，上報的統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括滿足觸發(fā)條件的所有流表項分別的存在時長、在指定時間間隔內(nèi)匹配的數(shù)據(jù)包數(shù)量和字節(jié)數(shù)、流表項存在期間匹配的數(shù)據(jù)包總數(shù)和字節(jié)總數(shù)等。解碼函數(shù)提取出事件ID、事件類型和統(tǒng)計數(shù)據(jù)之后，產(chǎn)生“收到事件報告”的事件，發(fā)送給可能需要處理這一事件報告的其他應用。對于編碼并發(fā)送部分，該應用提供接口讓其他的應用給定事件請求的類型、事件類型、事件ID以及消息體，對這些信息編碼成為可以通過OpenFlow連接發(fā)送的消息。1.3交換機端的實現(xiàn)OpenEvent的交換機端的功能除了對于事件相關的各種OpenFlow消息的編碼與解碼之外，還包括對自身已安裝的事件的維護、監(jiān)測和上報。為實現(xiàn)OpenEvent的交換機端，對OpenvSwitch”的多個模塊做了改動，以實現(xiàn)OpenEvent所需要的功能。OpenvSwitch解碼OpenFlow消息時首先根據(jù)其頭部的類型這一屬性查找所屬類型，再根據(jù)消息體的頭部一些指明細分類型的屬性查找到細分類型，再調(diào)用各細分類型的解碼函數(shù)。編碼OpenFlow消息時，OpenvSwitch也根據(jù)消息所屬的細分類型調(diào)用對應的編碼函數(shù)。對于自定義類型消息，OpenvSwitch將具有不同使用者ID與或同一使用者ID，但子類型不同的消息視為不同細分類型，對于每一類細分類型的消息，需要在OpenvSwitch中注冊，并指明編碼與解碼的函數(shù)。為了讓OpenEven的消息能夠正確地在OpenSwitch中被編碼和解碼，為OpenEvent的三類消息:事件請求、事件請求回復、事件報告注冊了三種細分類型，以及相應的編碼與解碼函數(shù)。對于事件請求，OpenvSwitch收到控制器發(fā)來的OpenEvent事件請求后，首先根據(jù)消息的頭部調(diào)用對應的事件請求的解碼函數(shù)。該解碼函數(shù)繼續(xù)讀取事件請求的消息體部分，根據(jù)請求的類型與請求的事件類型進一步調(diào)用針對各類具體事件的解碼函數(shù)，完成對事件請求的解碼之后，根據(jù)請求的內(nèi)容調(diào)用請求處理模塊中處理相應請求的功能。對于事件請求回復，實現(xiàn)了對事件請求回復消息的編碼函數(shù)，當請求處理模塊完成了對事件請求的處理之后，調(diào)用對應的編碼函數(shù)。該編碼函數(shù)讀取請求處理的結(jié)果、對應請求的事務ID、請求的事件類型與事件ID以及其他必要的信息編碼成事件請求回復消息，發(fā)送給控制器。對于事件報告，事件被觸發(fā)時，事件監(jiān)測與上報模塊首先監(jiān)測到，并調(diào)用被觸發(fā)事件對應的編碼事件報告消息體的編碼函數(shù)。針對目前已經(jīng)定義的端口統(tǒng)計事件與流統(tǒng)計事件定義并實現(xiàn)了對應的編碼函數(shù)。然后，編碼與解碼模塊將消息體與OpenFlow頭部一同編碼成完整的事件報告，發(fā)送給控制器。OpenSwitch中，每一臺交換機中已安裝的事件由一個列表維護，每一個事件在列表中有一條對應的記錄，該記錄包含其事件類型、事件ID、安裝時間、上次觸發(fā)時間、已被觸發(fā)的次數(shù)，以及由于事件類型不同而具有不同結(jié)構(gòu)的事件配置。請求處理模塊接收到添加事件的請求后，首先根據(jù)控制器對該事件的配置構(gòu)建一條新的事件記錄，如果該事件合法，可以成功添加，請求處理模塊為該事件生成一個新的事件ID，插入到事件列表中，并返回添加成功的結(jié)果，讓編碼與解碼模塊去回復給控制器;如果添加失敗(例如，端口統(tǒng)計事件中指定了不存在的端口編號)，請求處理模塊返回相應的錯誤信息，由編碼與解碼模塊在對請求的回復中報告這一錯誤信息。對于修改事件請求，請求處理模塊首先檢查控制器給定的事件類型與事件ID所對應的事件在列表中是否存在。如果事件ID對應的事件在列表中不存在，請求處理模塊返回“事件不存在”錯誤;如果事件ID對應的事件在列表中存在，但其事件類型與控制器給定的事件類型不相同，請求處理模塊返回“事件類型錯誤”的錯誤信息。然后，請求處理模塊判斷控制器對該事件給出的修改后配置是否合法，如果合法，則修改事件列表中的對應記錄，將它的配置改為控制器指定的新配置，并返回修改成功的結(jié)果;若控制器給定的修改后配置不合法，則請求處理模塊返回相應的錯誤信息，并且事件配置保持不變。對于刪除事件請求，處理的原則與方法與修改事件請求類似。OpenvSwitch中，一臺交換機可以分為待機和喚醒兩個狀態(tài)，當交換機待機時，它運行ofproto_wait函數(shù)等待被喚醒?？赡艿膯拘言虬ㄊ盏絆penFlow消息內(nèi)核模塊部分調(diào)用了一個upcall事先設定的定時器超時等。當交換機被喚醒時，運行ofproto_run函數(shù)來調(diào)用檢查各個模塊是否有需要處理的請求和事件。為了在OpenvSwitch上實現(xiàn)對事件的檢查和上報，在交換機的待機狀態(tài)下添加了eventwait函數(shù)以在應當檢查事件是否發(fā)生時喚醒交換機，以及ofproto_eventrun函數(shù)以遍歷事件列表，查看每一個事件是否應當被檢查。對于應當檢查的事件，交換機對事件的類型調(diào)用相應的檢查函數(shù)，讀取事件中規(guī)定的統(tǒng)計數(shù)據(jù)并檢查是否達到或超過了規(guī)定闕值，滿足了觸發(fā)條件。對于滿足了觸發(fā)條件的事件，對事件報告的編碼函數(shù)將被調(diào)用。在交換機中，根據(jù)檢查事件是否發(fā)生的時機，將事件分為計數(shù)器觸發(fā)與定時器觸發(fā)兩類。計數(shù)器觸發(fā)的事件將在交換機中設定一個計數(shù)器，當此計數(shù)器的計數(shù)值達到一定極限時，交換機將被喚醒，并檢查對應的事件是否滿足了觸發(fā)條件。定時器觸發(fā)的事件將在交換機中設定一個定時器，當定時器達到其超時時間時，交換機被喚醒，并檢查對應的事件是否被觸發(fā)。檢查完成后，無論該事件是否被觸發(fā)，若該事件依然存在，計數(shù)器或定時器會復位，以等待下一次檢查。當一個事件被刪除時，其對應的計數(shù)器或定時器也被刪除。目前定義的端口統(tǒng)計事件與流統(tǒng)計事件均為定時器觸發(fā)。eventwait函數(shù)負責等待事件對應的計數(shù)器的計數(shù)值到達極限時或定時器到達超時時間時喚醒交換機，讓交換機調(diào)用ofprotoeventrun函數(shù)ofprotoeventrun函數(shù)在運行時，對事件列表進行遍歷，檢查每一個事件的計數(shù)器是否到達極限值或者定時器是否超時。對于計數(shù)器到達極限值或定時器超時的事件，ofproto_eventrun將對該事件調(diào)