OpenDayLight(硼Boron版本)实战开发入门

OpenDayLight[1](简写为ODL)的硼Boron(0.5.0)版本于2016-09-16 这几天刚刚发布。作为一款开源SDN网络控制器，依托于强大的社区支持以及丰富的功能特性，ODL成为了目前主流的SDN网络控制器开发平台。不仅为开发者提供了大量的网络管理功能，而且藉由AD-SAL(API驱动的服务层)和MD-SAL(模型驱动的服务层), 给独立的网络应用提供了完善的二次开发接口。由于OpenDaylight架构的复杂性和多样性，以及ODL上官方wiki文档更新的比较缓慢，往往给开发者带来很多的困难。

下面我们以最新的版本硼Boron为例，讲解ODL的入门应用开发技术。

1. 介绍

1.1 ODL应用开发

ODL做为网络控制器, 将网络设备和应用程序连接起来。通过南向接口(例如OpenFlow协议等)管理和控制实际的网络物理设备, 通过北向接口(例如RESTConf形式的接口)向外部应用程序提供信息获取和操作下发的功能。如下图所示:

图1-1 ODL和APP

对于南向接口, 设备厂商会比较关注; 应用开发主要集中于北向接口。本文我们只关注于北向接口的APP的开发。

开发ODL的应用有两种模式：如下图所示

模式一 外部应用，应用通过ODL提供的RESTful接口使用ODL提供的全部功能

模式二 内部应用, 应用内嵌于ODL中, 同时向外部暴露RESTful接口以供外部程序调用

图1-2 应用开发模式

采用RESTful接口的应用开发和传统的开发模式类似，不再详细说明。完全使用RESTful的方式，当业务逻辑复杂时，可能会导致调用RESTful接口过多影响性能而且开发复杂。另一方面, ODL提供的RESTful接口不一定能满足业务逻辑要求, 此时，就需要模式二的ODL内部应用开发, 然后通过自定义的RESTful接口向外暴露功能。

1.2 OSGi简介

OSGi[2]是采用Java语言的一种面向服务的组件模型, 它提供了模块化为基础开发应用的基本架构。模块可以动态加载/卸载，向外暴露功能和隐藏内部实现细节等, 模块在称为容器的环境中运行。OSGi的实现有Apache Felix, Equinox , Spring DM 等.

OpenDaylight基于OSGi的实现Apache Karaf(Apache Felix的一个子项目)来构造系统。 模块也称为bundle, ODL的内部应用就是一个个的bundle, 它们放置在ODL目录的system子目录下, 以maven的存储库形式组织。借助于OSGi的架构, ODL中的内部应用可以动态加载和卸载, 系统具有很好的灵活性和可扩展性, 这对于大型系统而言是非常重要的。

模块不仅向外提供接口, 而且需要使用其它模块提供的功能, 也即模块之间具有依赖性。因此ODL内部应用的开发除了专注于功能, 而且对不同的ODL生产版本，需要配置不同的依赖。

2. ODL之硼Boron版本应用开发

此部分内容主要来自于ODL的DOC。

2.1 开发环境搭建

开发环境配置如下:

1) 64位Linux系统，4G以上内存, 16G以上硬盘剩余空间(如果编译ODL发行版的话)

2) JDK8, maven-3.3.x

3) 环境变量设置(设置JAVA_HOME, M2_HOME, PATH变量设置, MAVEN_OPTS选项设置等, 略)

export JAVA_HOME=…

export MAVEN_OPTS=”-Xmx1024m”

2.2 开发示例项目

0) 获取ODL的maven配置文件(用于maven编译时下载ODL的相应jar文件)

# cp ~/.m2/settings.xml ~/.m2/settings.xml.old

1) 用maven生成项目框架(设项目为hello)

# mvn archetype:generate -DarchetypeGroupId=org.opendaylight.controller \

-DarchetypeArtifactId=opendaylight-startup-archetype \

-DarchetypeRepository=https://nexus.opendaylight.org/content/repositories/public/ \

-DarchetypeCatalog=https://nexus.opendaylight.org/content/repositories/public/archetype-catalog.xml

(输入如下内容)

Define value for property ‘groupId’: : org.bupt.siwind.hello

Define value for property ‘artifactId’: : hello

Define value for property ‘package’: org.bupt.siwind.hello: :

Define value for property ‘classPrefix’: Hello: :

Define value for property ‘copyright’: : BNRC, Inc.

或者输入如下:

mvn archetype:generate -DarchetypeGroupId=org.opendaylight.controller \

-DarchetypeArtifactId=opendaylight-startup-archetype \

-DarchetypeVersion=1.2.0-Boron \

-DarchetypeRepository=https://nexus.opendaylight.org/content/repositories/public/ \

-DarchetypeCatalog=https://nexus.opendaylight.org/content/repositories/public/archetype-catalog.xml

上述步骤完成后, 在当前目录下面会生成hello目录, 即为我们的APP目录.

2) 修改依赖项(针对硼Boron版本)

# cd hello (进入hello项目目录)

# 依次打开文件: pom.xml, api/pom.xml, artifacts/pom.xml, features/pom.xml, impl/pom.xml, it/pom.xml, karaf/pom.xml, 修改内容(其中features/pom.xml修改多处)

按照下面列出的各自修改对应的依赖的版本号:

odlparent(odlparent-lite): 1.7.0-Boron

binding-parent: 0.9.0-Boron

mdsal.model: 0.9.0-Boron

mdsal: 1.4.0-Boron

restconf: 1.4.0-Boron

yangtools: 1.0.0-Boron

dlux: 0.4.0-Boron

config-parent: 0.5.0-Boron

mdsal-it-parent: 1.4.0-Boron

karaf-parent: 1.7.0-Boron

例如文件features/pom.xml, 修改后如下(蓝色部分):

org.opendaylight.odlparent

features-parent

1.7.0-Boron

……

0.9.0-Boron

1.4.0-Boron

1.4.0-Boron

1.0.0-Boron

0.4.0-Boron

etc/opendaylight/karaf

3) 编译和运行

#mvn clean install

#./karaf/target/assembly/bin/karaf

进入ODL控制台,输入如下命令可以看到结果:

opendaylight-user@root>feature:list -i | grep hello

opendaylight-user@root>log:display | grep Hello

4) 添加基于yang模型的RPC接口, 并编译运行

添加接口并编译的内容看ODL的文档, 略.

可以看到hello-world RPC接口, 输入{“input”: { “name”:”Good day”}} , 可以看到结果。

图21 hello RPC example

Curl访问RPC验证:

#curl –user “admin”:”admin” \

-H “Accept: application/json” \

-H “Content-type: application/json” \

-X POST –data “{‘hello:input’: { ‘name’:’Good day ODL’}}” \

2.3 安装到ODL生产版本

有三种方法: 方法一为将当前生成hello项目的bundle拷贝到已经正常部署运行的ODL的硼版本上; 方法二为重新编译一个包含hello项目的ODL发行版。

方法三(推荐)为拷贝项目的maven结构到生产环境ODL的system目录下，然后在生产环境ODL的features-integration-index处添加自己项目的repository仓库即可进行feature的安装。

1) 方法一: 手动拷贝bundle

由于ODL以OSGi的方式组织, 因此项目hello也是一个OSGi的bundle. 在ODL中, bundle位于ODL发行版的目录的system/子目录下,    并且各个bundle以maven的包形式组织。我们hello项目正常编译运行后, hello的bundle存在于当前hello目录下面的karaf/target/assembly/system下面(其它很多bundle不要拷贝), 我们从此目录拷贝hello自己的bundle到ODL的发行版即可。

i) 拷贝: 假设当前正常部署运行的ODL发行版位于: /home/guest/distribution-karaf-0.5.0-Boron

当前的hello项目位于/home/guest/bin/hello

那么拷贝命令如下:

#cp -Ru /home/guest/bin/hello/karaf/target/assembly/system/org/bupt /home/guest/distribution-karaf-0.5.0-Boron/system/org

ii) 查看hello的maven路径:

#cd hello (进入hello项目目录)

#cat ./karaf/target/assembly/etc/org.apache.karaf.features.cfg

查看这一行:featuresRepositories

在最后有hello的mvn路径: “mvn:org.bupt.siwind.odl/hello-features/1.0.0-SNAPSHOT/xml/features”

iii) 运行ODL并添加和安装hello的bundle:

#cd /home/guest/distribution-karaf-0.5.0-Boron

#./bin/karaf (启动ODL运行, 或者以干净模式启动: ./bin/karaf clean)

#opendaylight@root> feature:repo-add

mvn:org.bupt.siwind.odl/hello-features/1.0.0-SNAPSHOT/xml/features

# opendaylight@root> feature:install odl-hello-ui

# opendaylight@root> feature:list | grep hello

# opendaylight@root> log:display | grep Hello

可以看到运行结果正常。

(移除bundle)

# opendaylight@root> feature:repo-remove mvn:org.bupt.siwind.odl/hello-features/1.0.0-SNAPSHOT/xml/features

2) 方法二: 编译hello项目到ODL发行版中

i) 编译ODL发行版:

#git tag

#git checkout release/boron (切换需要的版本)

#mvn mvn clean install

编译成功后在当前目录下的distribution-karaf\target下面有压缩包形式的发行版:

distribution-karaf-0.5.0-Boron.tar.gz, distribution-karaf-0.5.0-Boron.zip

当前目录下的distribution-karaf\target\assembly为解压缩后的karaf执行版本

ii) 记录hello项目的信息

# cat /features/pom.xml

(记录hello-feature的版本等信息)

# cat /karaf/target/assembly/etc/org.apache.karaf.features.cfg

(记录hello的mvn路径: “mvn:org.bupt.siwind.odl/hello-features/1.0.0-SNAPSHOT/xml/features”)

iii) 添加hello的bundle信息

此步骤之前，确保hello编译运行和测试例运行通过, 并且用mvn clean install 安装其bundle到了.m2/repository下面。

在当前的distribution目录下面, 修改如下两个pom.xml文件

# vim features-index/pom.xml , 添加如下内容:

org.bupt.siwind.odl

hello-features

1.0.0-SNAPSHOT

features

xml

# vim features-index/src/main/resources/features.xml, 添加如下内容:

mvn:org.bupt.siwind.odl/hello-features/1.0.0-SNAPSHOT/xml/features

iv) 重新编译发行版

#mvn clean install

3) 方法三(推荐)，结合前述两种方法，操作如下：

i) 拷贝： 在当前编译运行成功项目的目录” karaf/target/assembly/system/”下面是maven格式的仓库，拷贝我们项目的maven仓库内容到生成环境ODL的system目录下。

例如：

#cp –R  /home/guest/bin/hello/karaf/target/assembly/system/org/bupt  /home/guest/distribution-karaf-0.5.0-Boron/system/org

ii) 添加我们项目仓库信息到ODL生成环境的” features-integration-index”xml文件下面。此文件路径为：

“\system\org\opendaylight\integration\features-integration-index\\features-integration-index--features.xml”

例如： Boson-SR1的路径为：

“system\org\opendaylight\integration\features-integration-index\0.5.1-Boron-SR1\features-integration-index-0.5.1-Boron-SR1-features.xml”

打开此文件，在末尾的标签之前添加一行内容：

mvn:org.bupt.siwind.odl/hello-features/1.0.0-SNAPSHOT/xml/features

iii) 启动生产环境ODL，安装feature即可。

# /bin/karaf

# opendaylight@root> feature:install  xxxx

图2-2 运行结果

3. 结论

本文介绍了目前2016最新的ODL硼Boron版本的应用开发基础步骤, 其也适用于其它版本的开发， 以及介绍了一些OSGi相关的背景技术; 增加了将应用集成到发行版ODL的方法，和简单的RPC接口示例。

4. FAQ

1) 不能在ODL发行版中正常加载hello项目

A:查看是否hello的各个pom.xml中定义的依赖版本符合当前运行的ODL发行版

2) 编译ODL的integration/distribution发行版时, 某些依赖的bundle不能下载

A:查看报错的是哪个bundle, 这里是ODL的仓储, 用git自行下载此bundle源码, 编译到本机的.m2/repository中.

例如：

# cd {PROJECT}

# git checkout release/boron    (切换指定版本)

# mvn clean install

References

[1] OpenDaylight：开源SDN平台

[2] OSGi: The Dynamic Module System for Java[EB/OL]. https://www.osgi.org/.

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