SDN功能实现（四）--- 实现自定义action（1）修改OVS源码＜队列去重（内核态实现）＞

 

实现功能：设计一个新的action，实现在冗余链路中的数据包去重

一：在内核级定义OVS  action

（一）在datapath/linux/compat/include/linux/openvswitch.h中添加：

enum ovs_action_attr {
    /* ... */

    /*
    * after #ifndef __KERNEL__ ... #endif.
    * the equals is thus ABSOLUTELY NECESSARY
    */

    OVS_ACTION_ATTR_RMDUPQUEUE = 23, /* struct ovs_action_rmdupqueue. */

    __OVS_ACTION_ATTR_MAX, /* Nothing past this will be accepted
                            * from userspace. */

    /* ... */

}

（二）注意：指定显示值

OVS_ACTION_ATTR_RMDUPQUEUE = 23 如果我们不为该枚举条目指定显式值，则内核和用户区部分 ovs-vswitchd将对新操作使用不同的代码（这里不加会出错）

（三）定义内核级别的OVS  action的消息结构体

/*
 * struct ovs_action_rmdupqueue - %OVS_ACTION_ATTR_RMDUPQUEUE action argument.
 * @queue_id: Algorithm used to choose queue number.
 * @max_len: basis used for setting queue[queue_id] size.
 */
struct ovs_action_rmdupqueue{
    uint32_t queue_id;
    uint32_t max_len;
};

二：在内核模块中实现自定义action的实现函数，用于调用执行

（一）队列业务实现，在datapath/flow_netlink.h中定义队列

int nsh_hdr_from_nlattr(const struct nlattr *attr, struct nshhdr *nh,
            size_t size);

//-------------------queue  start---------------------
#define MAX_QUEUE_SIZE 1000　　　　　　　　　　　　　　　　//最多可以为1000个流提供服务
#define MAX_QUEUE_LEN 1000                           //----改进：动态自适应算法，自动选择队列大小   或者 滑动窗口协议PRP 
typedef struct  
{
    int *queue;                                //队列指针（动态分配队列空间）
    int NUM;                                   //队列大小
    int TOP, REAR;                             //队首队尾标识
    int EmpFlag;                               //队列判空标识
}Queue;

void InitQueue(Queue* q, int n);            //初始化队列
int EmptyOrFullQueue(Queue q);            //队列判空以及判断满
int QueueLength(Queue q);                    //获取队列大小

int PushQueue(Queue* q,int ele);        //入队操作
int PopQueue(Queue* q);                        //出队操作

int RePushQueue(Queue* q, int ele);                                    //当一个数据第二次到达时对数据进行匹配出队操作
int FindElePos(Queue q, int ele,int* n);                                        //查找元素位置

void ShowData(Queue q);                        //显示队列数据

extern Queue Que[];
//-----------------queue end----------------------------
#endif /* flow_netlink.h */

（二）队列业务实现，在datapath/flow_netlink.c中实现队列

//-------------------queue  start---------------------
void InitQueue(Queue* q,int n)
{
    q->NUM = n;
    //空间回收
    if (q->queue != NULL)
    {
        kfree(q->queue);　　　　　　//改进：设置一个新的action（---del-flows指令，不是action） 实现队列的释放，清除上一个action
        q->queue = NULL;
    }

    if (q->NUM != 0)
    {
        q->queue = (int *)kmalloc(sizeof(int)*n,GFP_KERNEL);
        memset(q->queue, 0, sizeof(int)*n);
    }
    
    q->TOP = q->REAR = 0;
    q->EmpFlag = 1;                        //空队列
}

int EmptyOrFullQueue(Queue q)
{
    return q.EmpFlag;
}

int QueueLength(Queue q)
{
    if (EmptyOrFullQueue(q) == 1)
        return 0;
    if (EmptyOrFullQueue(q) == 2)
        return q.NUM;
    if (q.TOP > q.REAR)
        return q.REAR + q.NUM - q.TOP;
    else
        return q.REAR - q.TOP;
}

int PushQueue(Queue* q, int ele)
{
    if (q->NUM <= 0)
        return 0;                    //队列空间已经释放        设置常量

    if (RePushQueue(q, ele) == 1)    //重复插入，冗余数据---重点    改进：定义网络新协议，替换ip标识
        return 1;

    if (q->EmpFlag == 2)                        //队列满的情况入队
        PopQueue(q);                                //先出队队首，再入队

    q->queue[q->REAR] = ele;
    q->REAR = (q->REAR + 1) % q->NUM;
    if (q->TOP == q->REAR)
        q->EmpFlag = 2;                            //为满队列
    else
        q->EmpFlag = 3;

    return 0;
}


int PopQueue(Queue* q)
{
    if (q->NUM <= 0)
        return -2;                    //队列空间已经释放　　　　改进：可以队列动态空间划分

    int temp = q->queue[q->TOP];

    if (q->EmpFlag == 1)    //队列为空时，不允许出队
        return -1;

    q->TOP++;
    if (q->TOP == q->NUM)
        q->TOP = 0;
    if (q->TOP == q->REAR)
        q->EmpFlag = 1;                            //为空队列
    else
        q->EmpFlag = 3;
    return temp;
}

int RePushQueue(Queue* q, int ele)
{
    int n;                //用于记录元素个数
    int pos = FindElePos(*q, ele, &n);    
    if (pos == -1)
        return 0;        //可以直接插入

    q->TOP = pos;
    if (QueueLength(*q) == 0)
        q->EmpFlag = 1;
    else
        q->EmpFlag = 3;

    return 1;            //队列有重复
}

int FindElePos(Queue q, int ele,int* n)
{
    int i;
    for (i = 0; i < QueueLength