OpenDaylight中的RPC & Notification是什么

本篇作为MD-SAL核心内容的第三篇，我们将介绍RPC和Notification，并从进程内外的通信开始，着重介绍远程过程调用和发布-订阅机制，然后分析MD-SAL的通信交互过程。

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一、通信基础

我们在编写单体程序的代码时，通常关注的是类和类之间关系的设计、类内的方法以及方法间的调用关系。在跨系统调用时，我们通常需要关注系统调用的接口，并根据接口文档进行编程，此时，涉及到跨系统、跨进程的调用。有关进程内外的通信分类大致如下：

单体程序代码通常是进程内通信，也就是本地过程调用，在同一CPU、同一内存空间进行。进程间通信最原始的莫过于Socket通信，但写起来相对于比较麻烦，人们希望能够“简单地”编程，后来基于“如何实现分布式计算的编程？”这一课题，在论文《Implementing Remote Procedure Calls》中给出了方案，即“调用远程机器上的程序就像在本地机器的地址空间中一样。隐藏分布式环境重要的部分：对参数和结果的编解码、消息传递以及保留过程调用的语义”，提出了RPC的解决方案。

间接通信的本质是“中介者”通信，是一种“间接”通信。它使得发送者和接收者不需要知道彼此的身份，并且不需要两者同时在线，一方不在线的情况下也可以通信，实现了空间上和时间上的解耦。间接通信比较流行的技术有：

l发布-订阅系统：“中介者”；

l消息队列系统：发送者发送消息到队列中，接收者从队列中提取消息。

1.远程过程调用RPC

1.1基础

RPC系统由User、User-stub、RPCRuntime、Server-stub和Server等5部分组成。其中，User、User-stub和RPCRuntime的实例在Caller machine上执行；Server、Server-stub和RPCRuntime实例在Callee machine上执行。简单调用的交互过程：

①　User发起一个远程调用，则调用user-stub；

②　user-stub负责封装方法和参数放置，并放置到一个或多个包中，然后请求RPCRuntime；

③　RPCRuntime将这些包可靠地传输给被调用者机器，同时，调用进程被挂起并等待结果包的返回；

④　Server的RPCRuntime将包传送给Server-stub；

⑤　Server-stub解包，并本地调用会调用Server中相对应的程序逻辑；

⑥　Server的逻辑执行完成，则将结果返回给Server-stub打包；

⑦　Server-stub将结果传给RPCRuntime；

⑧　Server的RPCRuntime将包将被传送回给User machine；

⑨　User machine进行解包，User得到返回结果。

1.2 RPC框架

2.发布-订阅(publish-subscribe)

我们通过发布订阅的一个开源实现Kafka来讲述发布-订阅机制。Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统。如下图所示，producer发布消息，consumer从消息队列中获取消息，broker用来接收发送的消息并将这些消息路由至队列中。生产者将数据发布到他们选择的主题。 生产者负责选择分配给主题中哪个分区的记录。

而消息是由Topic(主题)的形式组织起来的，一个Topic可以有0、1或多个consumer订阅。对于每个Topic，又可分为多个Partition(分区)。每个分区都是一个有序的，不可变的序列。 如下所示：

Partition中的每个记录都分配了一个称为偏移的顺序ID号，它唯一地标识每个记录。如下所示：

二、 MD-SAL ** RPC**

2.1.RPC定义

RPC采用YANG语言建模，使用“rpc”语句建模。我们以OpenDaylight示例-Toaster为例介绍：rpc make-toast定义RPC操作的方法名、input用于定义RPC操作的输入参数、output用于定义RPC操作的输出参数。如下图所示：

2.2.代码编写

1.生成代码

YANG文件定义好之后，我们执行命令：mvn clean install，可自动生成：

l ToasterService：接口文件,定义与yang数据模型定义的RPC方法；

l MakeToastInput：提供make-toast调用的输入参数。

l MakeToastInputBuilder：用于创建MakeToastInput实例的具体类。

2.实现接口

编写OpenDaylightToaster实现ToasterService接口，添加makeToast函数代码。

3. 注册RPC服务

使用blueprint注册RPC服务。

4. 调用makeToast服务

我们可以使用POSTMAN测试工具，或者编写应用APP调用makeToast函数，调用的请求为：

请求方法：POST

URL地址：http://localhost:8080/restconf/operations/toaster:make-toast

请求Body体：

2.3 小结

从RPC的定义和代码编写不难看出，RPC的定义通过YANG语言来建模，RPC的访问可以通过RESTCONF协议进行，RPC的提供者通过blueprint来注册RPC服务。

三、MD-SAL Notification

3.1.Notification定义

在支持NETCONF协议的网络中，网络设备使用Notification消息向网络监控发送通知事件以说明网络设备的某种状态。OpenDaylight也采用了Notification消息通知，它被设计为一种发布/订阅模式。同样，我们以OpenDaylight示例Toaster来说明该机制。

在示例Toaster中，烤面包机不仅能烤面包，还能在没有面包的情况下，发送一个toasterOutOfBread通知，告知消费者现已无面包可烤。我们在YANG文件中定义这个通知，如下图所示：

3.2.代码编写

1.生成代码

YANG文件定义好之后，我们执行命令：mvn clean install，可自动生成：

l ToasterOutOfBread：为toasterOutOfBread通知定义DTO接口。

l ToasterOutOfBreadBuild：用于创建ToasterOutOfBread实例的具体类。

l ToasterListener：实现烤面包机通知消费者的接口，定义每种通知类型的接收方法。

2.生产者实现通知

3.生产者实现配置

OpenDaylightToaster需要访问MD-SAL的NotificationPublishService才能发送通知。 我们需要在blueprint文件中注入OpenDaylightToaster：

4.消息者实现

我们来看下如何从控制器中以编程方式访问ToasterService，实现消费者KitchenService。示例中采用了“硬编码”的方式。如下所示：

接下来，我们修改KitchenServiceImpl以实现ToasterListener接口和通知方法。

KitchenServiceImpl需要在MD-SAL的NotificationPublishService中注册才能接收通知。 我们需要配置blueprint文件：

这样就可以OpenDaylightToaster在发生OutOfBread事件时发送通知。

3.3 小结

Notification采用的是发布订阅机制，本例中生产者为OpenDaylightToaster,消费者为KitchenServiceImpl，中间代理为MD-SAL,具体为YANG和NotificationPublishService。如下图所示：

ToasterService接口通过YANG模型构建自动生成，OpenDaylightToaster是该接口的一个具体实现，通过blueprint实现关系的绑定。KitchenService理应采用YANG模型构建，但示例中采用的是硬编码的形式，在KitchenServiceImpl中直接声明ToasterService对象，如图中的①和①ɑ所示。无论是生产者还是消费者，都需要NotificationPublishService来进行消息的发布和订阅。

四、总结

文章写到这里，就将YANG、DataStore、RPC和Notification这3个在MD-SAL中非常重要的点讲述完了，在支持NETCONF协议配置的网络，还涉及到需要将网络设备的Yang文件mount到控制器以实现基于NETCONF的控制。下一篇我们将MD-SAL的各个点串联起来，形成一条线。