controller/controller.c

   1 /* Copyright (c) 2008 The Board of Trustees of The Leland Stanford
   2  * Junior University
   3  *
   4  * We are making the OpenFlow specification and associated documentation
   5  * (Software) available for public use and benefit with the expectation
   6  * that others will use, modify and enhance the Software and contribute
   7  * those enhancements back to the community. However, since we would
   8  * like to make the Software available for broadest use, with as few
   9  * restrictions as possible permission is hereby granted, free of
  10  * charge, to any person obtaining a copy of this Software to deal in
  11  * the Software under the copyrights without restriction, including
  12  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  13  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  14  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  15  * the following conditions:
  16  *
  17  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  18  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  19  *
  20  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  21  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  22  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  23  * NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  24  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  25  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  26  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  27  * SOFTWARE.
  28  *
  29  * The name and trademarks of copyright holder(s) may NOT be used in
  30  * advertising or publicity pertaining to the Software or any
  31  * derivatives without specific, written prior permission.
  32  */
  33
  34 #include <config.h>
  35
  36 #include <errno.h>
  37 #include <getopt.h>
  38 #include <limits.h>
  39 #include <signal.h>
  40 #include <stdlib.h>
  41 #include <string.h>
  42
  43 #include "command-line.h"
  44 #include "compiler.h"
  45 #include "daemon.h"
  46 #include "fault.h"
  47 #include "learning-switch.h"
  48 #include "ofpbuf.h"
  49 #include "openflow.h"
  50 #include "poll-loop.h"
  51 #include "rconn.h"
  52 #include "timeval.h"
  53 #include "util.h"
  54 #include "vconn-ssl.h"
  55 #include "vconn.h"
  56 #include "vlog-socket.h"
  57
  58 #include "vlog.h"
  59 #define THIS_MODULE VLM_controller
  60
  61 #define MAX_SWITCHES 16
  62 #define MAX_LISTENERS 16
  63
  64 struct switch_ {
  65     struct lswitch *lswitch;
  66     struct rconn *rconn;
  67 };
  68
  69 /* Learn the ports on which MAC addresses appear? */
  70 static bool learn_macs = true;
  71
  72 /* Set up flows?  (If not, every packet is processed at the controller.) */
  73 static bool setup_flows = true;
  74
  75 /* --max-idle: Maximum idle time, in seconds, before flows expire. */
  76 static int max_idle = 60;
  77
  78 static int do_switching(struct switch_ *);
  79 static void new_switch(struct switch_ *, struct vconn *, const char *name);
  80 static void parse_options(int argc, char *argv[]);
  81 static void usage(void) NO_RETURN;
  82
  83 int
  84 main(int argc, char *argv[])
  85 {
  86     struct switch_ switches[MAX_SWITCHES];
  87     struct pvconn *listeners[MAX_LISTENERS];
  88     int n_switches, n_listeners;
  89     int retval;
  90     int i;
  91
  92     set_program_name(argv[0]);
  93     register_fault_handlers();
  94     time_init();
  95     vlog_init();
  96     parse_options(argc, argv);
  97     signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
  98
  99     if (argc - optind < 1) {
 100         ofp_fatal(0, "at least one vconn argument required; "
 101                   "use --help for usage");
 102     }
 103
 104     retval = vlog_server_listen(NULL, NULL);
 105     if (retval) {
 106         ofp_fatal(retval, "Could not listen for vlog connections");
 107     }
 108
 109     n_switches = n_listeners = 0;
 110     for (i = optind; i < argc; i++) {
 111         const char *name = argv[i];
 112         struct vconn *vconn;
 113         int retval;
 114
 115         retval = vconn_open(name, OFP_VERSION, &vconn);
 116         if (!retval) {
 117             if (n_switches >= MAX_SWITCHES) {
 118                 ofp_fatal(0, "max %d switch connections", n_switches);
 119             }
 120             new_switch(&switches[n_switches++], vconn, name);
 121             continue;
 122         } else if (retval == EAFNOSUPPORT) {
 123             struct pvconn *pvconn;
 124             retval = pvconn_open(name, &pvconn);
 125             if (!retval) {
 126                 if (n_listeners >= MAX_LISTENERS) {
 127                     ofp_fatal(0, "max %d passive connections", n_listeners);
 128                 }
 129                 listeners[n_listeners++] = pvconn;
 130             }
 131         }
 132         if (retval) {
 133             VLOG_ERR("%s: connect: %s", name, strerror(retval));
 134         }
 135     }
 136     if (n_switches == 0 && n_listeners == 0) {
 137         ofp_fatal(0, "no active or passive switch connections");
 138     }
 139
 140     die_if_already_running();
 141     daemonize();
 142
 143     while (n_switches > 0 || n_listeners > 0) {
 144         int iteration;
 145         int i;
 146
 147         /* Accept connections on listening vconns. */
 148         for (i = 0; i < n_listeners && n_switches < MAX_SWITCHES; ) {
 149             struct vconn *new_vconn;
 150             int retval;
 151
 152             retval = pvconn_accept(listeners[i], OFP_VERSION, &new_vconn);
 153             if (!retval || retval == EAGAIN) {
 154                 if (!retval) {
 155                     new_switch(&switches[n_switches++], new_vconn, "tcp");
 156                 }
 157                 i++;
 158             } else {
 159                 pvconn_close(listeners[i]);
 160                 listeners[i] = listeners[--n_listeners];
 161             }
 162         }
 163
 164         /* Do some switching work.  Limit the number of iterations so that
 165          * callbacks registered with the poll loop don't starve. */
 166         for (iteration = 0; iteration < 50; iteration++) {
 167             bool progress = false;
 168             for (i = 0; i < n_switches; ) {
 169                 struct switch_ *this = &switches[i];
 170                 int retval = do_switching(this);
 171                 if (!retval || retval == EAGAIN) {
 172                     if (!retval) {
 173                         progress = true;
 174                     }
 175                     i++;
 176                 } else {
 177                     rconn_destroy(this->rconn);
 178                     lswitch_destroy(this->lswitch);
 179                     switches[i] = switches[--n_switches];
 180                 }
 181             }
 182             if (!progress) {
 183                 break;
 184             }
 185         }
 186         for (i = 0; i < n_switches; i++) {
 187             struct switch_ *this = &switches[i];
 188             lswitch_run(this->lswitch, this->rconn);
 189         }
 190
 191         /* Wait for something to happen. */
 192         if (n_switches < MAX_SWITCHES) {
 193             for (i = 0; i < n_listeners; i++) {
 194                 pvconn_wait(listeners[i]);
 195             }
 196         }
 197         for (i = 0; i < n_switches; i++) {
 198             struct switch_ *sw = &switches[i];
 199             rconn_run_wait(sw->rconn);
 200             rconn_recv_wait(sw->rconn);
 201             lswitch_wait(sw->lswitch);
 202         }
 203         poll_block();
 204     }
 205
 206     return 0;
 207 }
 208
 209 static void
 210 new_switch(struct switch_ *sw, struct vconn *vconn, const char *name)
 211 {
 212     sw->rconn = rconn_new_from_vconn(name, vconn);
 213     sw->lswitch = lswitch_create(sw->rconn, learn_macs,
 214                                  setup_flows ? max_idle : -1);
 215 }
 216
 217 static int
 218 do_switching(struct switch_ *sw)
 219 {
 220     unsigned int packets_sent;
 221     struct ofpbuf *msg;
 222
 223     packets_sent = rconn_packets_sent(sw->rconn);
 224
 225     msg = rconn_recv(sw->rconn);
 226     if (msg) {
 227         lswitch_process_packet(sw->lswitch, sw->rconn, msg);
 228         ofpbuf_delete(msg);
 229     }
 230     rconn_run(sw->rconn);
 231
 232     return (!rconn_is_alive(sw->rconn) ? EOF
 233             : rconn_packets_sent(sw->rconn) != packets_sent ? 0
 234             : EAGAIN);
 235 }
 236
 237 static void
 238 parse_options(int argc, char *argv[])
 239 {
 240     enum {
 241         OPT_MAX_IDLE = UCHAR_MAX + 1,
 242         OPT_PEER_CA_CERT
 243     };
 244     static struct option long_options[] = {
 245         {"hub",         no_argument, 0, 'H'},
 246         {"noflow",      no_argument, 0, 'n'},
 247         {"max-idle",    required_argument, 0, OPT_MAX_IDLE},
 248         {"verbose",     optional_argument, 0, 'v'},
 249         {"help",        no_argument, 0, 'h'},
 250         {"version",     no_argument, 0, 'V'},
 251         DAEMON_LONG_OPTIONS,
 252 #ifdef HAVE_OPENSSL
 253         VCONN_SSL_LONG_OPTIONS
 254         {"peer-ca-cert", required_argument, 0, OPT_PEER_CA_CERT},
 255 #endif
 256         {0, 0, 0, 0},
 257     };
 258     char *short_options = long_options_to_short_options(long_options);
 259
 260     for (;;) {
 261         int indexptr;
 262         int c;
 263
 264         c = getopt_long(argc, argv, short_options, long_options, &indexptr);
 265         if (c == -1) {
 266             break;
 267         }
 268
 269         switch (c) {
 270         case 'H':
 271             learn_macs = false;
 272             break;
 273
 274         case 'n':
 275             setup_flows = false;
 276             break;
 277
 278         case OPT_MAX_IDLE:
 279             if (!strcmp(optarg, "permanent")) {
 280                 max_idle = OFP_FLOW_PERMANENT;
 281             } else {
 282                 max_idle = atoi(optarg);
 283                 if (max_idle < 1 || max_idle > 65535) {
 284                     ofp_fatal(0, "--max-idle argument must be between 1 and "
 285                               "65535 or the word 'permanent'");
 286                 }
 287             }
 288             break;
 289
 290         case 'h':
 291             usage();
 292
 293         case 'V':
 294             printf("%s "VERSION" compiled "__DATE__" "__TIME__"\n", argv[0]);
 295             exit(EXIT_SUCCESS);
 296
 297         case 'v':
 298             vlog_set_verbosity(optarg);
 299             break;
 300
 301         DAEMON_OPTION_HANDLERS
 302
 303 #ifdef HAVE_OPENSSL
 304         VCONN_SSL_OPTION_HANDLERS
 305
 306         case OPT_PEER_CA_CERT:
 307             vconn_ssl_set_peer_ca_cert_file(optarg);
 308             break;
 309 #endif
 310
 311         case '?':
 312             exit(EXIT_FAILURE);
 313
 314         default:
 315             abort();
 316         }
 317     }
 318     free(short_options);
 319 }
 320
 321 static void
 322 usage(void)
 323 {
 324     printf("%s: OpenFlow controller\n"
 325            "usage: %s [OPTIONS] METHOD\n"
 326            "where METHOD is any OpenFlow connection method.\n",
 327            program_name, program_name);
 328     vconn_usage(true, true, false);
 329     daemon_usage();
 330     printf("\nOther options:\n"
 331            "  -H, --hub               act as hub instead of learning switch\n"
 332            "  -n, --noflow            pass traffic, but don't add flows\n"
 333            "  --max-idle=SECS         max idle time for new flows\n"
 334            "  -v, --verbose=MODULE[:FACILITY[:LEVEL]]  set logging levels\n"
 335            "  -v, --verbose           set maximum verbosity level\n"
 336            "  -h, --help              display this help message\n"
 337            "  -V, --version           display version information\n");
 338     exit(EXIT_SUCCESS);
 339 }