深入OpenFlowPlugin源码分析OpenFlow握手过程（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。

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 connectionAdapterImpl 和 connectionContext
  
  • 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（ setMessageListener 和 setAlienMessageListener ），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。

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

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

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。

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. 给 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. 给 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。

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。