一 、摘要
本文主要针对Openflowjava部分进行实例简述，初学者需要对java了解一些，总结一些我自己的学习收获，不足之处请指正。
Openflowjava工程作为Opendaylight南向接口的协议栈存在，与openflowplugin工程及外部的netty.io网络库紧密联系。其主要作用是接受南向接口上报的消息、解码、将其交给Openflowplugin以便进一步上报以及接收Openflowplugin传达的发送消息的指令并将其编码为字节流从南向接口中发出。结构上与功能相关的是Openflow-protocol-api及Openflow-protocol-impl两个文件夹下的代码。 前者中用一系列yang文件定义了控制器支持的Openflow消息结构及对应的收、发行为，后者包含了消息的解码、编码及上报、下发的功能逻辑。
netty.io网络库在Opendaylight中负责处理控制器与switch间的TCP连接。控制器接收上报的Openflow消息时，消息的二进制字节流会被装入netty的Bytebuf类对象中传递给Openflowjava来提供解码，发送消息时，消息相关的数据在编码序列化后被封装进Bytebuf类中交给netty完成发送。Openflowplugin作为opendaylight处理openflow消息的外挂组件进一步负责解码后消息的分类、处理、上传以及发送消息时控制器指令数据的分发、消息体数据的组织与打包。Openflowplugin控制着openflow消息收发的流程和逻辑，openflowjava作为其末端动作的执行者存在。
二 、Openflow-protocol-api部分开发
openflow-protocol-api文 件 夹 下 的 代 码 主 要 是openflow-protocol-api/src/main/yang路径下的一系列yang文件，yang是一种表示结构与属性的语言，同时也是一个RFC标准（RFC6020） 。Opendaylight使用这种语言来定义其所支持的openflow消息结构以及消息的收发动作。在项目编译阶段，maven会调用opendaylight的yangtools工具根据yang文件生成一系列java文件，包括各openflow消息的容器类、 容器类的构造器以及侦听并接收这些容器类的接口。 通过yang文件，我们可以简单清晰地定义我们需要的消息类型以及其上传/下发管道。
在上述路径下最为重要的是openflow-protocol.yang及openflow-types.yang两个文件，前者定义了openflow消息和动作，后者包含了自定义、非yang语言内置的特殊数据类型。此目录下我们主要进行yang文件的改写，将一些协议的字段写成yang的形式，主要进行openflow-protocol.yang与openflow-types.yang两个model中的协议添加。
在openflow-protocol.yang文件中，grouping语句用于定义一个数据结构块，uses语句可将其他grouping结构块复用进当前结构块。通过这种方法可定义对应于所有openflow消息的数据结构块。但这些结构快并非对openflow消息中所有字段的映射。如果这是一个从南向接口接受的消息，则结构快中只需要包含希望从消息获取并进一步上报的字段。如果是发送的消息，其结构快中只需要包含那些来自于控制器指令的数据。而length、padding等字段则不需要包括。也就是说，yang文件中消息的定义是对实际的openflow消息中有用数据的一种抽象。下面是yang文件中对flow-stats消息的数据结构块定义。
在定义了消息结构后，还需要在同一yang文件内定义消息的行为。相关的语句是notification和rpc。notification用于定义控制器被动等待收取的消息的收取行为。rpc用于定义控制器主动发送的消息的发送行为以及可能的switch应答消息的收取行为。如使用notification定义的hello消息的收取行为是：
其中input语句块是发送的定义，output语句块是收取的定义，uses语句后的是之前定义的对应消息的结构块。利用上述的yang语法我们就可以定义各个openflow消息的结构和行为了。在openflow-protocol-api目录或openflowjava根目录下用maven完成项目编译后在openflow-protocol-api/target/generated-sources/sal路径下可以找到yang文件生成的消息结构相关的java文件。他们将会在编解码中被用到。Yang和java之间的对应生成关系详见opendaylight的如下wiki页面。
三 、Openflow- - protocol- - impl部分
该文件夹下的开发主要针对消息的编解码模块以及上报/下发逻辑。先讲解码模块及逻辑流程。解码模块位于路径Openflow protocolimpl/src/main/java/org/opendaylight/openflowjava/protocol/impl/deserialization
TypeToClassMapInitializer.java和MessageDeserializerInitializer.java两个文件。它们初始化两张表，前者包含了openflow消息type值到消息类型的映射关系， 后者包含了消息type值、 消息类型和对应的解码模块间的映射关系。
根据这两张表，可以将netty传递来的包含了openflow消息二进制字节流的Bytebuf对象传递给对应消息类型的解码模块。如果对opendaylight的消息有增删修改的话， 需要相应地调整这两张表， 同事import语句也需要做相应调整。解码模块位于路径openflow-protocol-impl/src/main/java/org/opendaylight/openflowjava/protocol/impl/deserialization/factories下，每一个java文件对应一种消息。文件中的java类继承OFDeserializer和DeserializerRegistryInjector两个类，解码过程由其中的deserialize方法实现。这个方法接受netty传来的一个Bytebuf类实例rawmessage作为参数，在内部使用yang文件生成的该类型消息的的构造器及消息子结构的构造器（xxbuilder）以及Bytebuf类的方法进行解码。具体来说，使用Bytebuf的一系列read方法线性地将rawmessage中存储的二进制字节流中的各消息字段读出来，然后使用消息构造器或消息子结构构造器的set函数写入到消息构造器的各实例域中。每调用一次rawmessage的read方法，rawmessage中指示读取位置的一个游标就会向后移动相应位数，以便下次调用时读取下一个字段。读取和写入的顺序按照消息中字段的顺序。 如此将一条消息中所有有用的字段都读取并赋给消息的构造器（xxbuilder） ，最终构造器使用自己的build方法返回作为解码结果的类实例。这个类的定义同样是由yang文件编译生成的。Hello消息的示例代码如下：
解码的结果——一个类实例将被传递给connectionadapter模块， 该模块的实现位于
openflow-protocol-impl/src/main/java/org/opendaylight/openflowjava/protocol/impl/connection/ConnectionAdapterImpl.java文件中， 其中一系列以Future>为返回值的函数是yang中使用rpc定义的消息动作的收发实现，而consume方法是notification定义的消息动作的实现。先看consume方法，解码的结果——一个类实例作为参数message传递进来，在方法内部使用一系列if语句判断该message属于何种消息的类， 一旦匹配则传递给messageListener类中相应的on方法（这些on方法是根据yang文件中的notification语句生成的），之后message就被传递到openflowplugin中去了。示例如下：
编码模块位于路径openflow-protocol-impl/src/main/java/org/opendaylight/openflowjava/protocol/impl/serialization下，其中的MessageFactoryInitializer.java用于初始化一张表，表示将要发送的消息类型与其编码模块间的映射关系。Openflowjava得到openflowplugin传递来的消息类实例调用connectionadapterimpl中的那些以Future>为返回值的函数并通过这张表找到需要的编码模块。实际的编码工作在路径openflow-protocol-impl/src/main/java/org/opendaylight/openflowjava/protocol/impl/serialization/factories下的java文件中展开。这些类继承OFSerializer<>类，其中的serialize方法以openflowplugin传递来的xxinput类实例message和Bytebuf类实例outBuffer为参数。将message中的实例域提取出来传递给
outBuffer，调用outBuffer的一系列write方法将其以二进制字节流形式写入outBuffer中，写入的顺序按照openflow消息的定义，其中也可能包括消息子结构的编码，类似于解码中的子结构解码。除了message中包含的字段外，还需要根据情况填写length、padding等字段。填写完毕后outBuffer由netty完成对外发送，编码的流程就此结束。至此openflowjava工程中的工作结束。
四 、 总结
以上是关于openflowjava部分的开发文档简述， 具体的消息类型或协议可以自行进行添加和修改，本人知识水平有限，不足之处还请谅解。
本篇文章由OpenDaylight群（194240432）@北邮-Kobe提供，欢迎共同探讨。
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