ofproto/fail-open.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <config.h>
  18 #include "fail-open.h"
  19 #include <inttypes.h>
  20 #include <stdlib.h>
  21 #include "classifier.h"
  22 #include "connmgr.h"
  23 #include "flow.h"
  24 #include "mac-learning.h"
  25 #include "odp-util.h"
  26 #include "ofp-actions.h"
  27 #include "ofp-util.h"
  28 #include "ofpbuf.h"
  29 #include "ofproto.h"
  30 #include "ofproto-provider.h"
  31 #include "pktbuf.h"
  32 #include "poll-loop.h"
  33 #include "rconn.h"
  34 #include "timeval.h"
  35 #include "vconn.h"
  36 #include "vlog.h"
  37
  38 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(fail_open);
  39
  40 /*
  41  * Fail-open mode.
  42  *
  43  * In fail-open mode, the switch detects when the controller cannot be
  44  * contacted or when the controller is dropping switch connections because the
  45  * switch does not pass its admission control policy.  In those situations the
  46  * switch sets up flows itself using the "normal" action.
  47  *
  48  * There is a little subtlety to implementation, to properly handle the case
  49  * where the controller allows switch connections but drops them a few seconds
  50  * later for admission control reasons.  Because of this case, we don't want to
  51  * just stop setting up flows when we connect to the controller: if we did,
  52  * then new flow setup and existing flows would stop during the duration of
  53  * connection to the controller, and thus the whole network would go down for
  54  * that period of time.
  55  *
  56  * So, instead, we add some special cases when we are connected to a
  57  * controller, but not yet sure that it has admitted us:
  58  *
  59  *     - We set up flows immediately ourselves, but simultaneously send out an
  60  *       OFPT_PACKET_IN to the controller.  We put a special bogus buffer-id in
  61  *       these OFPT_PACKET_IN messages so that duplicate packets don't get sent
  62  *       out to the network when the controller replies.
  63  *
  64  *     - We also send out OFPT_PACKET_IN messages for totally bogus packets
  65  *       every so often, in case no real new flows are arriving in the network.
  66  *
  67  *     - We don't flush the flow table at the time we connect, because this
  68  *       could cause network stuttering in a switch with lots of flows or very
  69  *       high-bandwidth flows by suddenly throwing lots of packets down to
  70  *       userspace.
  71  */
  72
  73 struct fail_open {
  74     struct ofproto *ofproto;
  75     struct connmgr *connmgr;
  76     int last_disconn_secs;
  77     long long int next_bogus_packet_in;
  78     struct rconn_packet_counter *bogus_packet_counter;
  79 };
  80
  81 static void fail_open_recover(struct fail_open *);
  82
  83 /* Returns the number of seconds of disconnection after which fail-open mode
  84  * should activate. */
  85 static int
  86 trigger_duration(const struct fail_open *fo)
  87 {
  88     if (!connmgr_has_controllers(fo->connmgr)) {
  89         /* Shouldn't ever arrive here, but if we do, never fail open. */
  90         return INT_MAX;
  91     } else {
  92         /* Otherwise, every controller must have a chance to send an
  93          * inactivity probe and reconnect before we fail open, so take the
  94          * maximum probe interval and multiply by 3:
  95          *
  96          *  - The first interval is the idle time before sending an inactivity
  97          *    probe.
  98          *
  99          *  - The second interval is the time allowed for a response to the
 100          *    inactivity probe.
 101          *
 102          *  - The third interval is the time allowed to reconnect after no
 103          *    response is received.
 104          */
 105         return connmgr_get_max_probe_interval(fo->connmgr) * 3;
 106     }
 107 }
 108
 109 /* Returns true if 'fo' is currently in fail-open mode, otherwise false. */
 110 bool
 111 fail_open_is_active(const struct fail_open *fo)
 112 {
 113     return fo->last_disconn_secs != 0;
 114 }
 115
 116 static void
 117 send_bogus_packet_ins(struct fail_open *fo)
 118 {
 119     struct ofproto_packet_in pin;
 120     uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
 121     struct ofpbuf b;
 122
 123     ofpbuf_init(&b, 128);
 124     eth_addr_nicira_random(mac);
 125     compose_rarp(&b, mac);
 126
 127     memset(&pin, 0, sizeof pin);
 128     pin.up.packet = b.data;
 129     pin.up.packet_len = b.size;
 130     pin.up.reason = OFPR_NO_MATCH;
 131     pin.up.fmd.in_port = OFPP_LOCAL;
 132     pin.send_len = b.size;
 133     pin.generated_by_table_miss = false;
 134     connmgr_send_packet_in(fo->connmgr, &pin);
 135
 136     ofpbuf_uninit(&b);
 137 }
 138
 139 /* Enter fail-open mode if we should be in it. */
 140 void
 141 fail_open_run(struct fail_open *fo)
 142 {
 143     int disconn_secs = connmgr_failure_duration(fo->connmgr);
 144
 145     /* Enter fail-open mode if 'fo' is not in it but should be.  */
 146     if (disconn_secs >= trigger_duration(fo)) {
 147         if (!fail_open_is_active(fo)) {
 148             VLOG_WARN("Could not connect to controller (or switch failed "
 149                       "controller's post-connection admission control "
 150                       "policy) for %d seconds, failing open", disconn_secs);
 151             fo->last_disconn_secs = disconn_secs;
 152
 153             /* Flush all OpenFlow and datapath flows.  We will set up our
 154              * fail-open rule from fail_open_flushed() when
 155              * ofproto_flush_flows() calls back to us. */
 156             ofproto_flush_flows(fo->ofproto);
 157         } else if (disconn_secs > fo->last_disconn_secs + 60) {
 158             VLOG_INFO("Still in fail-open mode after %d seconds disconnected "
 159                       "from controller", disconn_secs);
 160             fo->last_disconn_secs = disconn_secs;
 161         }
 162     }
 163
 164     /* Schedule a bogus packet-in if we're connected and in fail-open. */
 165     if (fail_open_is_active(fo)) {
 166         if (connmgr_is_any_controller_connected(fo->connmgr)) {
 167             bool expired = time_msec() >= fo->next_bogus_packet_in;
 168             if (expired) {
 169                 send_bogus_packet_ins(fo);
 170             }
 171             if (expired || fo->next_bogus_packet_in == LLONG_MAX) {
 172                 fo->next_bogus_packet_in = time_msec() + 2000;
 173             }
 174         } else {
 175             fo->next_bogus_packet_in = LLONG_MAX;
 176         }
 177     }
 178
 179 }
 180
 181 /* If 'fo' is currently in fail-open mode and its rconn has connected to the
 182  * controller, exits fail open mode. */
 183 void
 184 fail_open_maybe_recover(struct fail_open *fo)
 185     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex)
 186 {
 187     if (fail_open_is_active(fo)
 188         && connmgr_is_any_controller_admitted(fo->connmgr)) {
 189         fail_open_recover(fo);
 190     }
 191 }
 192
 193 static void
 194 fail_open_recover(struct fail_open *fo)
 195     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex)
 196 {
 197     struct match match;
 198
 199     VLOG_WARN("No longer in fail-open mode");
 200     fo->last_disconn_secs = 0;
 201     fo->next_bogus_packet_in = LLONG_MAX;
 202
 203     match_init_catchall(&match);
 204     ofproto_delete_flow(fo->ofproto, &match, FAIL_OPEN_PRIORITY);
 205 }
 206
 207 void
 208 fail_open_wait(struct fail_open *fo)
 209 {
 210     if (fo->next_bogus_packet_in != LLONG_MAX) {
 211         poll_timer_wait_until(fo->next_bogus_packet_in);
 212     }
 213 }
 214
 215 void
 216 fail_open_flushed(struct fail_open *fo)
 217     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex)
 218 {
 219     int disconn_secs = connmgr_failure_duration(fo->connmgr);
 220     bool open = disconn_secs >= trigger_duration(fo);
 221     if (open) {
 222         struct ofpbuf ofpacts;
 223         struct match match;
 224
 225         /* Set up a flow that matches every packet and directs them to
 226          * OFPP_NORMAL. */
 227         ofpbuf_init(&ofpacts, OFPACT_OUTPUT_SIZE);
 228         ofpact_put_OUTPUT(&ofpacts)->port = OFPP_NORMAL;
 229         ofpact_pad(&ofpacts);
 230
 231         match_init_catchall(&match);
 232         ofproto_add_flow(fo->ofproto, &match, FAIL_OPEN_PRIORITY,
 233                          ofpacts.data, ofpacts.size);
 234
 235         ofpbuf_uninit(&ofpacts);
 236     }
 237 }
 238
 239 /* Creates and returns a new struct fail_open for 'ofproto' and 'mgr'. */
 240 struct fail_open *
 241 fail_open_create(struct ofproto *ofproto, struct connmgr *mgr)
 242 {
 243     struct fail_open *fo = xmalloc(sizeof *fo);
 244     fo->ofproto = ofproto;
 245     fo->connmgr = mgr;
 246     fo->last_disconn_secs = 0;
 247     fo->next_bogus_packet_in = LLONG_MAX;
 248     fo->bogus_packet_counter = rconn_packet_counter_create();
 249     return fo;
 250 }
 251
 252 /* Destroys 'fo'. */
 253 void
 254 fail_open_destroy(struct fail_open *fo)
 255     OVS_EXCLUDED(ofproto_mutex)
 256 {
 257     if (fo) {
 258         if (fail_open_is_active(fo)) {
 259             fail_open_recover(fo);
 260         }
 261         /* We don't own fo->connmgr. */
 262         rconn_packet_counter_destroy(fo->bogus_packet_counter);
 263         free(fo);
 264     }
 265 }