文章目录

1 开发环境介绍
2 构建工程
- 2.1 生成项目骨架
- 2.2 编译工程
- 2.3 启动控制器
- 2.4 导入项目到开发IDE中
3 实例开发
- 3.1 RPC和YANG模型
- - 3.1.1 什么是RPC
  - 3.1.2 什么是YANG模型
- 3.1 YANG模型中定义RPC
- 3.2 RPC实现
- - 3.2.1 编写服务提供端service代码
  - 3.2.2 完善相关依赖
4 RPC注册
5 RPC测试
- 5.1 启动服务
- 5.2 调用RPC

1 开发环境介绍

1.系统环境：Ubuntu

2.软件环境：
jdk 1.8
maven 3.3.9
OpenDaylight
Mininet
Eclipse/IntelliJ IDEA

2 构建工程

2.1 生成项目骨架

根据OpenDaylight官方文档提供的Maven命令生成项目骨架

mvn archetype:generate -DarchetypeGroupId=org.opendaylight.controller -DarchetypeArtifactId=opendaylight-startup-archetype -DarchetypeRepository=http://nexus.opendaylight.org/content/repositories/opendaylight.release/ -DarchetypeCatalog=remote -DarchetypeVersion=1.5.1

构建成功后会在当前目录生成项目文件夹，进入到文件夹下即可看到工程目录结构

2.2 编译工程

对构建好的工程进行编译

mvn clean install -DskipTests -Dmaven.javadoc.skip=true -Dcheckstyle.skip=true

2.3 启动控制器

启动控制器，具体启动如下图

2.4 导入项目到开发IDE中

3 实例开发

3.1 RPC和YANG模型

3.1.1 什么是RPC

RPC 全称 Remote Procedure Call——远程过程调用。在学校学编程，我们写一个函数都是在本地调用就行了。但是在互联网公司，服务都是部署在不同服务器上的分布式系统，如何调用呢？
RPC技术简单说就是为了解决远程调用服务的一种技术，使得调用者像调用本地服务一样方便透明。

OpenDaylight采用RPC这种通信方式主要是基于以下几点：

可以实现跨语言跨平台调用，不同业务系统都可以进行调用OpenDaylight对外提供的服务，使得OpenDaylight服务更具通用性；
每个调用方只需要提出需求，不需要了解OpenDaylight具体的代码逻辑实现；
RPC易于拓展，易于复用。

3.1.2 什么是YANG模型

早在2003年，IETF成立了一个NETCONF工作组，提出一种基于XML的网络配置管理协议，也就是NETCONF(Network Configuration Protocol)，因为该协议的配置功能非常强大，所以广泛采用来配置网络。

NETCONF协议分为传输层、RPC层、操作层和内容层。其中，内容层是唯一没有标准化的层，于是一种新的建模语言YANG产生了，它的目标是对NETCONF数据模型、操作进行建模，覆盖NETCONF协议的操作层和内容层。

YANG模型的产生主要是对以下三类数据进行建模：

远程过程调用（rpc）：对可在网元上触发的远程程序调用进行建模；
资源（data）：对要操控的资源进行建模，也就是对网元设备的的configure或者operational数据进行建模；
通知（notification）：对网元发出的事件通知消息进行建模。

OpenDaylight控制器目前主要采用MD-SAL架构，这里的M指的就是YANG 模型。在开发过程中，一般先根据需求先设计YANG模型来确定准备提供哪些数据和服务，然后使用Maven进行编译时，通过YANG Tools插件将YANG文件的转译为相应的java类、接口。开发者通过实现自动生成的Java代码来实现具体的API和服务内容。

由于YANG文件通俗易懂，我们完全可以仅仅通过YANG文件就可以大概了解到系统提供的数据和服务内容，十分的方便。同时，OpenDaylight访问Data Store的API完全基于Yang模型，这部分代码Yang Tools插件自动生成，这样开发人员只需关注如何进行提供服务，大大提高了开发效率和降低了OpenDaylight控制器的开发难度。

3.1 YANG模型中定义RPC

编辑api/src/main/yang目录下的topology.yang，进行yang文件编写，完整的topology.yang文件如下：
```
module topology {yang-version 1;namespace "urn:opendaylight:params:xml:ns:yang:topology";prefix "topology";import ietf-inet-types { prefix inet; revision-date 2013-07-15; }description "get links and ports information";revision "2018-03-07" {description "Initial revision of topology model";}grouping output-link{leaf link-id{type inet:uri;description "link id";}leaf src-device{type inet:uri;description "source device";}leaf src-port{type int32;description "source port";}leaf dst-device{type inet:uri;description "destination device";}leaf dst-port{type int32;description "destination port";}}grouping output-port{leaf device-id{type inet:uri;description "link id";}leaf port-number{type string;description "port number";}leaf port-name{type string;description "port name";}leaf hardware-address{type string;description "hardware address";}leaf current-speed{type int64;description "current speed";}leaf maximum-speed{type int64;description "maximum speed";}leaf link-down{type boolean;description "link down";}}rpc list-links-info{output {list links-info{uses output-link;description "link info";}}}rpc list-ports-info{output{list ports-info{uses output-port;description "port info";}}}}
```
解析：
①module：在实际项目中，一个工程中YANG模型很多，所以可以通过module来划分不同模块的YANG。各个module描述各自的数据模型，不同module之间可以互相引用，十分灵活。

②namespace和prefix ：每个module有一个独立的namespace以避免命名冲突，同时还有一个简称prefix。

③import：通过import导入外部模块，可以在本模块中使用导入模块中定义的数据结构或数据类型。导入时会给外部模块起一个prefix，引用导入模块中的内容时以prefix开头即可。

④description：描述YANG文件的功能或者各个节点的功能。

⑤revision：版本信息。

⑥grouping：一种可重用的schema nodes的集合。该集合可能在定义处的module中被使用，也可能在包含它的modules中使用，还可能在导入它的modules中被使用。grouping不会生成任何节点，可以看成一种临时树干。

⑦leaf：一种数据节点，在data tree中最多只能有一个实例存在。一个leaf节点只能有一个值，并且不能有子节点。leaf主要用来定义属性值。

⑧type：指定leaf的数据类型，该类型可以是YANG RFC规定的基本类型，也可以是自定义的派生类型。在YANG文件中，int32为基本类型，inet:uri为派生类型，派生类型的定义由typedef定义。基本的原生数据类型有uint8、uint16、string、bits、binary、boolean等等。

⑨rpc：远程过程调用。它可能包含input和output子节点，分别是该rpc所需要的输入和输出数据结构。若没有则表明该操作不需要输入数据或者没有输出数据。

⑩uses：实例化在grouping声明中定义的schema nodes。

更为详细的YANG语法知识可以参考rfc 6020（https://tools.ietf.org/html/rfc6020）

需要注意的是，由于在YANG文件中引入了ietf-inet-types，需要在api目录下的pom.xml中添加相关依赖：
```
<dependencies><dependency><groupId>org.opendaylight.mdsal.model</groupId><artifactId>ietf-inet-types-2013-07-15</artifactId><version>1.2.2-Carbon</version></dependency></dependencies>
```
Tip:dependencies标签如果存在则直接添加dependency这一层标签即可。
定义好YANG文件，需要重新编译工程，编译时无需整体编译，只需进入到工程主目录下的api目录下进行编译即可，具体命令如下：
```
cd api/
mvn clean install -DskipTests -Dmaven.javadoc.skip=true -Dcheckstyle.skip=true
```
编译时，maven会通过Yang Tools插件生成基本的Java文件，生成的Java文件如下图所示：

3.2 RPC实现

在OpenDaylight中默认采用是DataStore这种数据库。DataStore采用树型结构进行数据存储，它是一种高效的In-Memory（内存）数据库。

DataStore中的数据存储分两种形式：config和operational。config持有由应用所写的数据，一般是设备的配置信息或者是需要持久化的数据，而operational反映了设备运行时的数据，表明设备的运行状态，从设备读取数据，如果没有错误即可以看到设备的当前实际信息。

config和operational相同之处在于两者的数据都以树型节点的形式存储在内存中；不同点是config数据生命周期比较长，控制器断电重启后数据会被持久化到硬盘中，持久化主要采用快照（snapshot）和增量日志（journal）这两种方式，而operational数据生命周期比较短，控制器断电重启后数据失效。

本案例中的全网拓扑信息以及获取网卡信息都是从OpenDaylight的operational数据库中读取出来的状态数据。

由于DataStore的内容比较多，我们小组将会在后面的系列文章中，对DataStore的知识进行深入探讨。

3.2.1 编写服务提供端service代码

impl/src/main/java/org/opendaylight/topology/impl/TopologyProvider.java文件进行代码实现，由于代码比较少，这里贴出TopologyProvider.java的所有代码（不包括package和import）：

public class TopologyProvider implements TopologyService {private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(TopologyProvider.class);private final DataBroker dataBroker;private static final String FLOWID = "flow:1";public TopologyProvider(final DataBroker dataBroker) {this.dataBroker = dataBroker;}public void init() {LOG.info("TopologyProvider Session Initiated");}public void close() {LOG.info("TopologyProvider Closed");}@Overridepublic Future<RpcResult<ListLinksInfoOutput>> listLinksInfo() {final SettableFuture<RpcResult<ListLinksInfoOutput>> futureResult = SettableFuture.create();ListLinksInfoOutputBuilder outputBuilder = new ListLinksInfoOutputBuilder();final InstanceIdentifier.InstanceIdentifierBuilder<Topology> topologyId = InstanceIdentifier.builder(NetworkTopology.class).child(Topology.class, new TopologyKey(new TopologyId(new Uri(FLOWID))));InstanceIdentifier<Topology> topologyIId = topologyId.build();Topology topology = read(LogicalDatastoreType.OPERATIONAL, topologyIId);if (topology == null || topology.getLink() == null || topology.getLink().size() < 1) {futureResult.set(RpcResultBuilder.success(outputBuilder.build()).build());return futureResult;}List<LinksInfo> linkInfos = new ArrayList<>();topology.getLink().forEach(temp -> {LinksInfoBuilder lib = new LinksInfoBuilder();lib.setLinkId(temp.getLinkId()).setSrcDevice(temp.getSource().getSourceNode()).setDstPort(getPort(temp.getSource().getSourceTp().getValue())).setDstDevice(temp.getDestination().getDestNode()).setDstPort(getPort(temp.getDestination().getDestTp().getValue()));linkInfos.add(lib.build());});outputBuilder.setLinksInfo(linkInfos);futureResult.set(RpcResultBuilder.success(outputBuilder.build()).build());return futureResult;}@Overridepublic Future<RpcResult<ListPortsInfoOutput>> listPortsInfo() {final SettableFuture<RpcResult<ListPortsInfoOutput>> futureResult = SettableFuture.create();ListPortsInfoOutputBuilder listPortsInfoOutputBuilder = new ListPortsInfoOutputBuilder();Nodes nodes = queryAllNode(LogicalDatastoreType.OPERATIONAL);if (nodes == null || nodes.getNode() == null || nodes.getNode().size() < 1) {futureResult.set(RpcResultBuilder.success(listPortsInfoOutputBuilder.build()).build());return futureResult;}List<PortsInfo> portsInfos = new ArrayList<>();nodes.getNode().forEach(tempNode -> {List<NodeConnector> nodeConnectors = filterNodeConnectors(tempNode);if (nodeConnectors == null || nodeConnectors.size() < 1) {return;}nodeConnectors.forEach(tempPort -> {PortsInfoBuilder pi = new PortsInfoBuilder();FlowCapableNodeConnector augmentation = tempPort.getAugmentation(FlowCapableNodeConnector.class);pi.setDeviceId(tempNode.getId()).setPortNumber(new String(augmentation.getPortNumber().getValue())).setPortName(augmentation.getName()).setHardwareAddress(augmentation.getHardwareAddress().getValue()).setLinkDown(augmentation.getState().isLinkDown()).setMaximumSpeed(augmentation.getMaximumSpeed()).setCurrentSpeed(augmentation.getCurrentSpeed());portsInfos.add(pi.build());});});listPortsInfoOutputBuilder.setPortsInfo(portsInfos);futureResult.set(RpcResultBuilder.success(listPortsInfoOutputBuilder.build()).build());return futureResult;}private <D extends DataObject> D read(final LogicalDatastoreType store, final InstanceIdentifier<D> path) {D result = null;final ReadOnlyTransaction transaction = dataBroker.newReadOnlyTransaction();Optional<D> optionalDataObject;final CheckedFuture<Optional<D>, ReadFailedException> future = transaction.read(store, path);try {optionalDataObject = future.checkedGet();if (optionalDataObject.isPresent()) {result = optionalDataObject.get();} else {LOG.debug("{}: Failed to read {}", Thread.currentThread().getStackTrace()[1], path);}} catch (final ReadFailedException e) {LOG.warn("Failed to read {} ", path, e);}transaction.close();return result;}private int getPort(String tp) {return Integer.parseInt(tp.split(":")[2]);}private Nodes queryAllNode(LogicalDatastoreType configuration) {final InstanceIdentifier<Nodes> identifierNodes = InstanceIdentifier.create(Nodes.class);return read(configuration, identifierNodes);}private List<NodeConnector> filterNodeConnectors(Node node) {final List<NodeConnector> connectors = Lists.newArrayList();final List<NodeConnector> list = node.getNodeConnector();if (list != null && list.size() > 0) {for (final NodeConnector nodeConnector : list) {if (!nodeConnector.getId().getValue().endsWith("LOCAL")) {connectors.add(nodeConnector);}}}return connectors;}}

获取网络拓扑信息（listLinks方法）的大致流程如下：
①从network-topology的operational数据库中读取“flow:1”节点的所有内容。
②过滤“flow:1”下的节点内容，从而获取所需的link信息。
③将获取到的link信息封装成Future<RpcResult>进行返回给消费端。

获取网卡信息（listPortsInfo方法）的大致流程如下：
①从opendaylight-inventory中获取所有的Node节点，Node表示连接在控制器上的SDN交换机设备。
②获取每个Node节点的所有NodeConnector，然后获取需要的NodeConnector上的参数信息，NodeConnector相当于交换机的端口。
③将获取到信息封装成Future<RpcResult>进行返回给消费端。

3.2.2 完善相关依赖

我们在代码中使用了ietf-topology、model-inventory、model-flow-service，需要在impl目录的pom.xml文件中添加如下依赖。

<dependency><groupId>org.opendaylight.mdsal.model</groupId><artifactId>ietf-topology</artifactId><version>2013.10.21.10.2-Carbon</version></dependency><dependency><groupId>org.opendaylight.controller.model</groupId><artifactId>model-inventory</artifactId><version>1.5.2-Carbon</version></dependency><dependency><groupId>org.opendaylight.openflowplugin.model</groupId><artifactId>model-flow-service</artifactId><version>0.4.2-Carbon</version></dependency>

与之相对应的是需要在features目录下的src/main/features/features.xml文件添加引用仓库：

<repository>mvn:org.opendaylight.openflowplugin/features-openflowplugin/${openflowplugin.version}/xml/features</repository>

同时也需要在features.xml文件中的name为odl-topology-api的feature标签中添加如下feature：odl-openflowplugin-flow-services，该句添加位置如下：

<feature name='odl-topology-api' version='${project.version}' description='OpenDaylight :: topology:: api'><feature version='${mdsal.model.version}'>odl-mdsal-models</feature><feature version="${openflowplugin.version}">odl-openflowplugin-flow-services</feature><bundle>mvn:org.opendaylight.topology/topology-api/{{VERSION}}</bundle></feature>

其中openflowplugin.version在features目录下pom.xml文件中定义，需要在其中的properties标签内添加：

<openflowplugin.version>0.4.2-Carbon</openflowplugin.version>

4 RPC注册

编写完RPC实现的代码后，需要对RPC进行注册到OpenDaylight控制器以供外部调用，注册RPC方式有多种，后面的系列文章中会对RPC注册问题作详细叙述，本案例中采用的是Blueprint方式来注册RPC。

Blueprint是针对OSGi的依赖注入解决方案，用法非常类似Spring。当使用服务的时候，Blueprint会马上创建并注入一个代理（Proxy）。对这些服务进行调用时，如果服务在当前不可用的话，将会产生阻塞，直至能够获取到服务或超时。

其实就是我们把一些原本需要写代码去实现的内容用xml文件的方式简化了，这个xml文件固定放在bundle的src\main\resources\org\opendaylight\blueprint目录下，否则获取不到文件内容，至于文件名可以随意。可以想象到有专门去解析这个xml文件的代码，这个代码的位置就在controller\opendaylight\blueprint目录下，有兴趣的读者可以去看下源码。

具体操作过程：在impl/src/main/resources/org/opendaylight/blueprint/impl-blueprint.xml中添加：<odl:rpc-implementation ref=“provider”/>，其中provider是实例化类的id，id名称可以改变但必须两者保持一致。

impl-blueprint.xml文件内容如下：

<blueprint xmlns="http://www.osgi.org/xmlns/blueprint/v1.0.0"xmlns:odl="http://opendaylight.org/xmlns/blueprint/v1.0.0"odl:use-default-for-reference-types="true"><reference id="dataBroker"interface="org.opendaylight.controller.md.sal.binding.api.DataBroker"odl:type="default" /><bean id="provider"class="org.opendaylight.topology.impl.TopologyProvider"init-method="init" destroy-method="close"><argument ref="dataBroker" /></bean><odl:rpc-implementation ref="provider"/></blueprint>

5 RPC测试

RPC测试需要用到OpenDaylight WEB控制台和l2switch相关组件。因此在编译项目之前，需要在features目录下的src/main/features/features.xml文件添加引用仓库：

<repository>mvn:org.opendaylight.l2switch/features-l2switch/${l2switch.version}/xml/features</repository>

5.1 启动服务

编译项目

mvn clean install -DskipTests -Dmaven.javadoc.skip=true -Dcheckstyle.skip=true./karaf/target/assembly/bin/karaf

启动完成后，可以在karaf控制台命令查看开发的bundle是否安装成功，如果显示Active表示安装成功，具体命令为：

5.2 调用RPC

使用OpenDaylight WEB控制台的Yangman进行调用RPC，登录到WEB控制台后，依次鼠标点击Yangman—>topology rev.2018.03.07—>operations

补充：ODL中RPC接口的restconf化原理
参考：https://blog.csdn.net/sunquan291/article/details/82494264

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