netconf/netconf-netty-util/src/main/java/org/opendaylight/netconf/nettyutil/AbstractNetconfSessionNegotiator.java

   1 /*
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   3  *
   4  * This program and the accompanying materials are made available under the
   5  * terms of the Eclipse Public License v1.0 which accompanies this distribution,
   6  * and is available at http://www.eclipse.org/legal/epl-v10.html
   7  */
   8 package org.opendaylight.netconf.nettyutil;
   9
  10 import static com.google.common.base.Preconditions.checkState;
  11 import static java.util.Objects.requireNonNull;
  12
  13 import io.netty.channel.Channel;
  14 import io.netty.channel.ChannelHandler;
  15 import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
  16 import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
  17 import io.netty.handler.ssl.SslHandler;
  18 import io.netty.util.Timeout;
  19 import io.netty.util.Timer;
  20 import io.netty.util.concurrent.Promise;
  21 import java.util.Optional;
  22 import java.util.concurrent.TimeUnit;
  23 import org.checkerframework.checker.lock.qual.GuardedBy;
  24 import org.opendaylight.netconf.api.NetconfDocumentedException;
  25 import org.opendaylight.netconf.api.NetconfMessage;
  26 import org.opendaylight.netconf.api.NetconfSessionListener;
  27 import org.opendaylight.netconf.api.NetconfSessionPreferences;
  28 import org.opendaylight.netconf.api.messages.NetconfHelloMessage;
  29 import org.opendaylight.netconf.api.xml.XmlNetconfConstants;
  30 import org.opendaylight.netconf.nettyutil.handler.FramingMechanismHandlerFactory;
  31 import org.opendaylight.netconf.nettyutil.handler.NetconfChunkAggregator;
  32 import org.opendaylight.netconf.nettyutil.handler.NetconfMessageToXMLEncoder;
  33 import org.opendaylight.netconf.nettyutil.handler.NetconfXMLToHelloMessageDecoder;
  34 import org.opendaylight.netconf.nettyutil.handler.NetconfXMLToMessageDecoder;
  35 import org.opendaylight.netconf.util.messages.FramingMechanism;
  36 import org.slf4j.Logger;
  37 import org.slf4j.LoggerFactory;
  38 import org.w3c.dom.Document;
  39 import org.w3c.dom.NodeList;
  40
  41 public abstract class AbstractNetconfSessionNegotiator<P extends NetconfSessionPreferences,
  42         S extends AbstractNetconfSession<S, L>, L extends NetconfSessionListener<S>>
  43             extends ChannelInboundHandlerAdapter implements NetconfSessionNegotiator<S> {
  44     /**
  45      * Possible states for Finite State Machine.
  46      */
  47     protected enum State {
  48         IDLE, OPEN_WAIT, FAILED, ESTABLISHED
  49     }
  50
  51     private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(AbstractNetconfSessionNegotiator.class);
  52
  53     public static final String NAME_OF_EXCEPTION_HANDLER = "lastExceptionHandler";
  54
  55     protected final P sessionPreferences;
  56     protected final Channel channel;
  57
  58     private final long connectionTimeoutMillis;
  59     private final Promise<S> promise;
  60     private final L sessionListener;
  61     private final Timer timer;
  62
  63     private Timeout timeoutTask;
  64
  65     @GuardedBy("this")
  66     private State state = State.IDLE;
  67
  68     protected AbstractNetconfSessionNegotiator(final P sessionPreferences, final Promise<S> promise,
  69                                                final Channel channel, final Timer timer,
  70                                                final L sessionListener, final long connectionTimeoutMillis) {
  71         this.channel = requireNonNull(channel);
  72         this.promise = requireNonNull(promise);
  73         this.sessionPreferences = sessionPreferences;
  74         this.timer = timer;
  75         this.sessionListener = sessionListener;
  76         this.connectionTimeoutMillis = connectionTimeoutMillis;
  77     }
  78
  79     protected final void startNegotiation() {
  80         if (ifNegotiatedAlready()) {
  81             LOG.debug("Negotiation on channel {} already started", channel);
  82         } else {
  83             final Optional<SslHandler> sslHandler = getSslHandler(channel);
  84             if (sslHandler.isPresent()) {
  85                 sslHandler.get().handshakeFuture().addListener(future -> {
  86                     checkState(future.isSuccess(), "Ssl handshake was not successful");
  87                     LOG.debug("Ssl handshake complete");
  88                     start();
  89                 });
  90             } else {
  91                 start();
  92             }
  93         }
  94     }
  95
  96     protected final synchronized boolean ifNegotiatedAlready() {
  97         // Indicates whether negotiation already started
  98         return this.state != State.IDLE;
  99     }
 100
 101     private static Optional<SslHandler> getSslHandler(final Channel channel) {
 102         return Optional.ofNullable(channel.pipeline().get(SslHandler.class));
 103     }
 104
 105     public final P getSessionPreferences() {
 106         return sessionPreferences;
 107     }
 108
 109     private void start() {
 110         final NetconfHelloMessage helloMessage = this.sessionPreferences.getHelloMessage();
 111         LOG.debug("Session negotiation started with hello message {} on channel {}", helloMessage, channel);
 112
 113         channel.pipeline().addLast(NAME_OF_EXCEPTION_HANDLER, new ExceptionHandlingInboundChannelHandler());
 114
 115         sendMessage(helloMessage);
 116
 117         replaceHelloMessageOutboundHandler();
 118         changeState(State.OPEN_WAIT);
 119
 120         timeoutTask = this.timer.newTimeout(this::timeoutExpired, connectionTimeoutMillis, TimeUnit.MILLISECONDS);
 121     }
 122
 123     private synchronized void timeoutExpired(final Timeout timeout) {
 124         if (state != State.ESTABLISHED) {
 125             LOG.debug("Connection timeout after {}, session backed by channel {} is in state {}", timeout, channel,
 126                 state);
 127
 128             // Do not fail negotiation if promise is done or canceled
 129             // It would result in setting result of the promise second time and that throws exception
 130             if (!promise.isDone() && !promise.isCancelled()) {
 131                 LOG.warn("Netconf session backed by channel {} was not established after {}", channel,
 132                     connectionTimeoutMillis);
 133                 changeState(State.FAILED);
 134
 135                 channel.close().addListener(future -> {
 136                     if (future.isSuccess()) {
 137                         LOG.debug("Channel {} closed: success", channel);
 138                     } else {
 139                         LOG.warn("Channel {} closed: fail", channel);
 140                     }
 141                 });
 142             }
 143         } else if (channel.isOpen()) {
 144             channel.pipeline().remove(NAME_OF_EXCEPTION_HANDLER);
 145         }
 146     }
 147
 148     private void cancelTimeout() {
 149         if (timeoutTask != null) {
 150             timeoutTask.cancel();
 151         }
 152     }
 153
 154     protected final S getSessionForHelloMessage(final NetconfHelloMessage netconfMessage)
 155             throws NetconfDocumentedException {
 156         final Document doc = netconfMessage.getDocument();
 157
 158         if (shouldUseChunkFraming(doc)) {
 159             insertChunkFramingToPipeline();
 160         }
 161
 162         changeState(State.ESTABLISHED);
 163         return getSession(sessionListener, channel, netconfMessage);
 164     }
 165
 166     protected abstract S getSession(L sessionListener, Channel channel, NetconfHelloMessage message)
 167         throws NetconfDocumentedException;
 168
 169     /**
 170      * Insert chunk framing handlers into the pipeline.
 171      */
 172     private void insertChunkFramingToPipeline() {
 173         replaceChannelHandler(channel, AbstractChannelInitializer.NETCONF_MESSAGE_FRAME_ENCODER,
 174                 FramingMechanismHandlerFactory.createHandler(FramingMechanism.CHUNK));
 175         replaceChannelHandler(channel, AbstractChannelInitializer.NETCONF_MESSAGE_AGGREGATOR,
 176                 new NetconfChunkAggregator());
 177     }
 178
 179     private boolean shouldUseChunkFraming(final Document doc) {
 180         return containsBase11Capability(doc)
 181                 && containsBase11Capability(sessionPreferences.getHelloMessage().getDocument());
 182     }
 183
 184     /**
 185      * Remove special inbound handler for hello message. Insert regular netconf xml message (en|de)coders.
 186      *
 187      * <p>
 188      * Inbound hello message handler should be kept until negotiation is successful
 189      * It caches any non-hello messages while negotiation is still in progress
 190      */
 191     protected final void replaceHelloMessageInboundHandler(final S session) {
 192         ChannelHandler helloMessageHandler = replaceChannelHandler(channel,
 193                 AbstractChannelInitializer.NETCONF_MESSAGE_DECODER, new NetconfXMLToMessageDecoder());
 194
 195         checkState(helloMessageHandler instanceof NetconfXMLToHelloMessageDecoder,
 196                 "Pipeline handlers misplaced on session: %s, pipeline: %s", session, channel.pipeline());
 197         Iterable<NetconfMessage> netconfMessagesFromNegotiation =
 198                 ((NetconfXMLToHelloMessageDecoder) helloMessageHandler).getPostHelloNetconfMessages();
 199
 200         // Process messages received during negotiation
 201         // The hello message handler does not have to be synchronized,
 202         // since it is always call from the same thread by netty.
 203         // It means, we are now using the thread now
 204         for (NetconfMessage message : netconfMessagesFromNegotiation) {
 205             session.handleMessage(message);
 206         }
 207     }
 208
 209     /**
 210      * Remove special outbound handler for hello message. Insert regular netconf xml message (en|de)coders.
 211      */
 212     private void replaceHelloMessageOutboundHandler() {
 213         replaceChannelHandler(channel, AbstractChannelInitializer.NETCONF_MESSAGE_ENCODER,
 214                 new NetconfMessageToXMLEncoder());
 215     }
 216
 217     private static ChannelHandler replaceChannelHandler(final Channel channel, final String handlerKey,
 218                                                         final ChannelHandler decoder) {
 219         return channel.pipeline().replace(handlerKey, handlerKey, decoder);
 220     }
 221
 222     private synchronized void changeState(final State newState) {
 223         LOG.debug("Changing state from : {} to : {} for channel: {}", state, newState, channel);
 224         checkState(isStateChangePermitted(state, newState),
 225                 "Cannot change state from %s to %s for channel %s", state, newState, channel);
 226         this.state = newState;
 227     }
 228
 229     private static boolean containsBase11Capability(final Document doc) {
 230         final NodeList nList = doc.getElementsByTagNameNS(
 231             XmlNetconfConstants.URN_IETF_PARAMS_XML_NS_NETCONF_BASE_1_0,
 232             XmlNetconfConstants.CAPABILITY);
 233         for (int i = 0; i < nList.getLength(); i++) {
 234             if (nList.item(i).getTextContent().contains(XmlNetconfConstants.URN_IETF_PARAMS_NETCONF_BASE_1_1)) {
 235                 return true;
 236             }
 237         }
 238         return false;
 239     }
 240
 241     private static boolean isStateChangePermitted(final State state, final State newState) {
 242         if (state == State.IDLE && newState == State.OPEN_WAIT) {
 243             return true;
 244         }
 245         if (state == State.OPEN_WAIT && newState == State.ESTABLISHED) {
 246             return true;
 247         }
 248         if (state == State.OPEN_WAIT && newState == State.FAILED) {
 249             return true;
 250         }
 251         LOG.debug("Transition from {} to {} is not allowed", state, newState);
 252         return false;
 253     }
 254
 255     /**
 256      * Handler to catch exceptions in pipeline during negotiation.
 257      */
 258     private final class ExceptionHandlingInboundChannelHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
 259         @Override
 260         public void exceptionCaught(final ChannelHandlerContext ctx, final Throwable cause) {
 261             LOG.warn("An exception occurred during negotiation with {} on channel {}",
 262                     channel.remoteAddress(), channel, cause);
 263             // FIXME: this is quite suspect as it is competing with timeoutExpired() without synchronization
 264             cancelTimeout();
 265             negotiationFailed(cause);
 266             changeState(State.FAILED);
 267         }
 268     }
 269
 270     protected final void negotiationSuccessful(final S session) {
 271         LOG.debug("Negotiation on channel {} successful with session {}", channel, session);
 272         channel.pipeline().replace(this, "session", session);
 273         promise.setSuccess(session);
 274     }
 275
 276     protected void negotiationFailed(final Throwable cause) {
 277         LOG.debug("Negotiation on channel {} failed", channel, cause);
 278         channel.close();
 279         promise.setFailure(cause);
 280     }
 281
 282     /**
 283      * Send a message to peer and fail negotiation if it does not reach
 284      * the peer.
 285      *
 286      * @param msg Message which should be sent.
 287      */
 288     protected final void sendMessage(final NetconfMessage msg) {
 289         this.channel.writeAndFlush(msg).addListener(f -> {
 290             if (!f.isSuccess()) {
 291                 LOG.info("Failed to send message {} on channel {}", msg, channel, f.cause());
 292                 negotiationFailed(f.cause());
 293             } else {
 294                 LOG.trace("Message {} sent to socket on channel {}", msg, channel);
 295             }
 296         });
 297     }
 298
 299     @Override
 300     @SuppressWarnings("checkstyle:illegalCatch")
 301     public final void channelActive(final ChannelHandlerContext ctx) {
 302         LOG.debug("Starting session negotiation on channel {}", channel);
 303         try {
 304             startNegotiation();
 305         } catch (final Exception e) {
 306             LOG.warn("Unexpected negotiation failure on channel {}", channel, e);
 307             negotiationFailed(e);
 308         }
 309     }
 310
 311     @Override
 312     @SuppressWarnings("checkstyle:illegalCatch")
 313     public final void channelRead(final ChannelHandlerContext ctx, final Object msg) {
 314         LOG.debug("Negotiation read invoked on channel {}", channel);
 315         try {
 316             handleMessage((NetconfHelloMessage) msg);
 317         } catch (final Exception e) {
 318             LOG.debug("Unexpected error while handling negotiation message {} on channel {}", msg, channel, e);
 319             negotiationFailed(e);
 320         }
 321     }
 322
 323     @Override
 324     public void exceptionCaught(final ChannelHandlerContext ctx, final Throwable cause) {
 325         LOG.info("Unexpected error during negotiation on channel {}", channel, cause);
 326         negotiationFailed(cause);
 327     }
 328
 329     protected abstract void handleMessage(NetconfHelloMessage msg) throws Exception;
 330 }