Update ovsdb specifications based on suggestions from Brandon Heller.
[openvswitch] / ovsdb / SPECS
1          ===================================================
2           Open vSwitch Configuration Database Specification
3          ===================================================
4
5 Basic Notation
6 --------------
7
8 The descriptions below use the following shorthand notations for JSON
9 values.  Additional notation is presented later.
10
11 <string>
12
13     A JSON string.  Any Unicode string is allowed, as specified by RFC
14     4627.  Implementations may disallowed null bytes.
15
16 <id>
17
18     A JSON string matching [a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*.
19
20     <id>s that begin with _ are reserved to the implementation and may
21     not be used by the user.
22
23 <boolean>
24
25     A JSON true or false value.
26
27 <number>
28
29     A JSON number.
30
31 <integer>
32
33     A JSON number with an integer value, within a certain range
34     (currently -2**63...+2**63-1).
35
36 <value>
37
38     Any JSON value.
39
40 Schema Format
41 -------------
42
43 An Open vSwitch configuration database consists of a set of tables,
44 each of which has a number of columns and zero or more rows.  A schema
45 is represented by <database-schema>, as described below.
46
47 <database-schema>
48
49     A JSON object with the following members:
50
51         "name": <id>                            required
52         "comment": <string>                     optional
53         "tables": {<id>: <table-schema>, ...}   required
54
55     The "name" identifies the database as a whole.  The "comment"
56     optionally provides more information about the database.  The
57     value of "tables" is a JSON object whose names are table names and
58     whose values are <table-schema>s.
59
60 <table-schema>
61
62     A JSON object with the following members:
63
64         "comment": <string>                       optional
65         "columns": {<id>: <column-schema>, ...}   required
66
67     The "comment" optionally provides information about this table for
68     a human reader.  The value of "columns" is a JSON object whose
69     names are column names and whose values are <column-schema>s.
70
71     Every table has the following columns whose definitions are not
72     included in the schema:
73
74         "_uuid": This column, which contains exactly one UUID value,
75         is initialized to a random value by the database engine when
76         it creates a row.  It is read-only, and its value never
77         changes during the lifetime of a row.
78
79         "_version": Like "_uuid", this column contains exactly one
80         UUID value, initialized to a random value by the database
81         engine when it creates a row, and it is read-only.  However,
82         its value changes to a new random value whenever any other
83         field in the row changes.  Furthermore, its value is
84         ephemeral: when the database is closed and reopened, or when
85         the database process is stopped and then started again, each
86         "_version" also changes to a new random value.
87
88 <column-schema>
89
90     A JSON object with the following members:
91
92         "comment": <string>                       optional
93         "type": <type>                            required
94         "ephemeral": <boolean>                    optional
95
96     The "comment" optionally provides information about this column
97     for a human reader.  The "type" specifies the type of data stored
98     in this column.  If "ephemeral" is specified as true, then this
99     column's values are not guaranteed to be durable; they may be lost
100     when the database restarts.
101
102 <type>
103
104     The type of a database column.  Either an <atomic-type> or a JSON
105     object that describes the type of a database column, with the
106     following members:
107
108         "key": <atomic-type>               required
109         "value": <atomic-type>             optional
110         "min": <integer>                   optional
111         "max": <integer> or "unlimited"    optional
112
113     If "min" or "max" is not specified, each defaults to 1.  If "max"
114     is specified as "unlimited", then there is no specified maximum
115     number of elements, although the implementation will enforce some
116     limit.  After considering defaults, "min" must be at least 0,
117     "max" must be at least 1, and "max" must be greater than or equal
118     to "min".
119
120     If "min" and "max" are both 1 and "value" is not specified, the
121     type is the scalar type specified by "key".
122
123     If "min" is not 1 or "max" is not 1, or both, and "value" is not
124     specified, the type is a set of scalar type "key".
125
126     If "value" is specified, the type is a map from type "key" to type
127     "value".
128
129 <atomic-type>
130
131     One of the strings "integer", "real", "boolean", "string", or
132     "uuid", representing the specified scalar type.
133
134 Wire Protocol
135 -------------
136
137 The database wire protocol is implemented in JSON-RPC 1.0.  We
138 encourage use of JSON-RPC over stream connections instead of JSON-RPC
139 over HTTP, for these reasons:
140
141     * JSON-RPC is a peer-to-peer protocol, but HTTP is a client-server
142       protocol, which is a poor match.  Thus, JSON-RPC over HTTP
143       requires the client to periodically poll the server to receive
144       server requests.
145
146     * HTTP is more complicated than stream connections and doesn't
147       provide any corresponding advantage.
148
149     * The JSON-RPC specification for HTTP transport is incomplete.
150
151 The database wire protocol consists of the following JSON-RPC methods:
152
153 get_schema
154 ..........
155
156 Request object members:
157
158     "method": "get_schema"            required
159     "params": []                      required
160     "id": any JSON value except null  required
161
162 Response object members:
163
164     "result": <database-schema>
165     "error": null
166     "id": same "id" as request
167
168 This operation retrieves a <database-schema> that describes the
169 hosted database.
170
171 transact
172 ........
173
174 Request object members:
175
176     "method": "transact"              required
177     "params": [<operation>*]          required
178     "id": any JSON value except null  required
179
180 Response object members:
181
182     "result": [<object>*]
183     "error": null
184     "id": same "id" as request
185
186 The "params" array for this method consists of zero or more JSON
187 objects, each of which represents a single database operation.  The
188 "Operations" section below describes the valid operations.
189
190 The value of "id" must be unique among all in-flight transactions
191 within the current JSON-RPC session.  Otherwise, the server may return
192 a JSON-RPC error.
193
194 The database server executes each of the specified operations in the
195 specified order, except that if an operation fails, then the remaining
196 operations are not executed.
197
198 The set of operations is executed as a single atomic, consistent,
199 isolated transaction.  The transaction is committed only if every
200 operation succeeds.  Durability of the commit is not guaranteed unless
201 the "commit" operation, with "durable" set to true, is included in the
202 operation set (see below).
203
204 Regardless of whether errors occur, the response is always a JSON-RPC
205 response with null "error" and a "result" member that is an array with
206 the same number of elements as "params".  Each element of the "result"
207 array corresponds to the same element of the "params" array.  The
208 "result" array elements may be interpreted as follows:
209
210     - A JSON object that does not contain an "error" member indicates
211       that the operation completed successfully.  The specific members
212       of the object are specified below in the descriptions of
213       individual operations.  Some operations do not produce any
214       results, in which case the object will have no members.
215
216     - A JSON object that contains an "error" member indicates that the
217       operation completed with an error.  The value of the "error"
218       member is a short string, specified in this document, that
219       broadly indicates the class of the error.  Besides the ones
220       listed for a specific operation, any operation may result in one
221       the following "error"s:
222
223       "error": "resources exhausted"
224
225           The operation or the transaction requires more resources
226           (memory, disk, CPU, etc.) than are currently available to
227           the database server.
228
229       "error": "syntax error"
230
231           The operation is not specified correctly: a required request
232           object member is missing, an unknown or unsupported request
233           object member is present, the operation attempts to act on a
234           table that does not exist, the operation modifies a
235           read-only table column, etc.
236
237       Database implementations may use "error" strings not specified
238       in this document to indicate errors that do not fit into any of
239       the specified categories.
240
241       Optionally, the object may include a "details" member, whose
242       value is a string that describes the error in more detail for
243       the benefit of a human user or administrator.  The object may
244       also have other members that describe the error in more detail.
245       This document does not specify the names or values of these
246       members.
247
248     - A JSON null value indicates that the operation was not attempted
249       because a prior operation failed.
250
251 In general, "result" contains some number of successful results,
252 possibly followed by an error, in turn followed by enough JSON null
253 values to match the number of elements in "params".  There is one
254 exception: if all of the operations succeed, but the results cannot be
255 committed (e.g. due to I/O errors), then "result" will have one more
256 element than "params", with the additional element describing the
257 error.
258
259 If "params" contains one or more "wait" operations, then the
260 transaction may take an arbitrary amount of time to complete.  The
261 database implementation must be capable of accepting, executing, and
262 replying to other transactions and other JSON-RPC requests while a
263 transaction or transactions containing "wait" operations are
264 outstanding on the same or different JSON-RPC sessions.
265
266 The section "Notation for the Wire Protocol" below describes
267 additional notation for use with the wire protocol.  After that, the
268 "Operations" section describes each operation.
269
270 cancel
271 ......
272
273 Request object members:
274
275     "method": "cancel"                              required
276     "params": [the "id" for an outstanding request] required
277     "id": null                                      required
278
279 Response object members:
280
281     <no response>
282
283 This JSON-RPC notification instructs the database server to
284 immediately complete or cancel the "transact" request whose "id" is
285 the same as the notification's "params" value.  
286
287 If the "transact" request can be completed immediately, then the
288 server sends a response in the form described for "transact", above.
289 Otherwise, the server sends a JSON-RPC error response of the following
290 form:
291
292     "result": null
293     "error": "canceled"
294     "id": the request "id" member
295
296 The "cancel" notification itself has no reply.
297
298 monitor
299 .......
300
301 Request object members:
302
303     "method": "monitor"                        required
304     "params": [<value>, <monitor-requests>]    required
305     "id": any JSON value except null           required
306
307 <monitor-requests> is an object that maps from a table name to a
308 <monitor-request>.
309
310 Each <monitor-request> is an object with the following members:
311
312     "columns": [<column>*]            optional
313     "select": <monitor-select>        optional
314
315 <monitor-select> is an object with the following members:
316
317     "initial": <boolean>              optional
318     "insert": <boolean>               optional
319     "delete": <boolean>               optional
320     "modify": <boolean>               optional
321
322 Response object members:
323
324     "result": <table-updates>
325     "error": null
326     "id": same "id" as request
327
328 This JSON-RPC request enables a client to replicate tables or subsets
329 of tables.  Each <monitor-request> specifies a table to be replicated.
330 The JSON-RPC response to the "monitor" includes the initial contents
331 of each table.  Afterward, when changes to those tables are committed,
332 the changes are automatically sent to the client using the "update"
333 monitor notification.  This monitoring persists until the JSON-RPC
334 session terminates or until the client sends a "monitor_cancel"
335 JSON-RPC request.
336
337 Each <monitor-request> describes how to monitor a table:
338
339     The circumstances in which an "update" notification is sent for a
340     row within the table are determined by <monitor-select>:
341
342         If "initial" is omitted or true, every row in the table is
343         sent as part of the reply to the "monitor" request.
344
345         If "insert" is omitted or true, "update" notifications are
346         sent for rows newly inserted into the table.
347
348         If "delete" is omitted or true, "update" notifications are
349         sent for rows deleted from the table.
350
351         If "modify" is omitted or true, "update" notifications are
352         sent whenever when a row in the table is modified.
353
354     The "columns" member specifies the columns whose values are
355     monitored.  If "columns" is omitted, all columns in the table,
356     except for "_uuid", are monitored.
357
358 The "result" in the JSON-RPC response to the "monitor" request is a
359 <table-updates> object (see below) that contains the contents of the
360 tables for which "initial" rows are selected.  If no tables' initial
361 contents are requested, then "result" is an empty object.
362
363 update
364 ......
365
366 Notification object members:
367
368     "method": "update"
369     "params": [<value>, <table-updates>]
370     "id": null
371
372 The <value> in "params" is the same as the value passed as the <value>
373 in "params" for the "monitor" request.
374
375 <table-updates> is an object that maps from a table name to a
376 <table-update>.
377
378 A <table-update> is an object that maps from the row's UUID (as a
379 36-byte string) to a <row-update> object.
380
381 A <row-update> is an object with the following members:
382
383     "old": <row>         present for "delete" and "modify" updates
384     "new": <row>         present for "initial", "insert", and "modify" updates
385
386 This JSON-RPC notification is sent from the server to the client to
387 tell it about changes to a monitored table (or the initial state of a
388 modified table).  Each table in which one or more rows has changed (or
389 whose initial view is being presented) is represented in "updates".
390 Each row that has changed (or whose initial view is being presented)
391 is represented in its <table-update> as a member with its name taken
392 from the row's _uuid member.  The corresponding value is a
393 <row-update>:
394
395     The "old" member is present for "delete" and "modify" updates.
396     For "delete" updates, each monitored column is included.  For
397     "modify" updates, the prior value of each monitored column whose
398     value has changed is included (monitored columns that have not
399     changed are represented in "new").
400
401     The "new" member is present for "initial", "insert", and "modify"
402     updates.  For "initial" and "insert" updates, each monitored
403     column is included.  For "modify" updates, the new value of each
404     monitored column is included.
405
406 monitor_cancel
407 ..............
408
409 Request object members:
410
411     "method": "monitor_cancel"                              required
412     "params": [<value>]                                     required
413     "id": any JSON value except null                        required
414
415 Response object members:
416
417     "result": {}
418     "error": null
419     "id": the request "id" member
420
421 Cancels the ongoing table monitor request, identified by the <value>
422 in "params" matching the <value> in "params" for an ongoing "monitor"
423 request.  No more "update" messages will be sent for this table
424 monitor.
425
426 echo
427 ....
428
429 Request object members:
430
431     "method": "echo"                                required
432     "params": JSON array with any contents          required
433     "id": <value>                                   required
434
435 Response object members:
436
437     "result": same as "params"
438     "error": null
439     "id": the request "id" member
440
441 Both the JSON-RPC client and the server must implement this request.
442
443 This JSON-RPC request and response can be used to implement connection
444 keepalives, by allowing the server to check that the client is still
445 there or vice versa.
446
447
448 Notation for the Wire Protocol
449 ------------------------------
450
451 <table>
452
453     An <id> that names a table.
454
455 <column>
456
457     An <id> that names a table column.
458
459 <row>
460
461     A JSON object that describes a table row or a subset of a table
462     row.  Each member is the name of a table column paired with the
463     <value> of that column.
464
465 <value>
466
467     A JSON value that represents the value of a column in a table row,
468     one of <atom>, a <set>, or a <map>.
469
470 <atom>
471
472     A JSON value that represents a scalar value for a column, one of
473     <string>, <number>, <boolean>, <uuid>, <named-uuid>.
474
475 <set>
476
477     A 2-element JSON array that represents a database set value.  The
478     first element of the array must be the string "set" and the second
479     element must be an array of zero or more <atom>s giving the values
480     in the set.  All of the <atom>s must have the same type.
481
482 <map>
483
484     A 2-element JSON array that represents a database map value.  The
485     first element of the array must be the string "map" and the second
486     element must be an array of zero or more <pair>s giving the values
487     in the map.  All of the <pair>s must have the same key and value
488     types.
489
490     (JSON objects are not used to represent <map> because JSON only
491     allows string names in an object.)
492
493 <pair>
494
495     A 2-element JSON array that represents a pair within a database
496     map.  The first element is an <atom> that represents the key, the
497     second element is an <atom> that represents the value.
498
499 <uuid>
500
501     A 2-element JSON array that represents a UUID.  The first element
502     of the array must be the string "uuid" and the second element must
503     be a 36-character string giving the UUID in the format described
504     by RFC 4122.  For example, the following <uuid> represents the
505     UUID 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000:
506
507         ["uuid", "550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000"]
508
509 <named-uuid>
510
511     A 2-element JSON array that represents the UUID of a row inserted
512     in a previous "insert" operation within the same transaction.  The
513     first element of the array must be the string "named-uuid" and the
514     second element must be the string specified on this "insert"
515     operation's "uuid-name" or on a preceding "insert" within the same
516     transaction.  For example, if this or a previous "insert"
517     operation specified a "uuid-name" of "myrow", the following
518     <named-uuid> represents the UUID created by that operation:
519
520         ["named-uuid", "myrow"]
521
522     A <named-uuid> may be used anywhere a <uuid> is valid.
523
524 <condition>
525
526     A 3-element JSON array of the form [<column>, <function>,
527     <value>] that represents a test on a column value.
528
529     Except as otherwise specified below, <value> must have the same
530     type as <column>.
531
532     The meaning depends on the type of <column>:
533
534         integer
535         real
536
537             <function> must be "<", "<=", "==", "!=", ">=", ">",
538             "includes", or "excludes".
539
540             The test is true if the column's value satisfies the
541             relation <function> <value>, e.g. if the column has value
542             1 and <value> is 2, the test is true if <function> is "<",
543             "<=" or "!=", but not otherwise.
544
545             "includes" is equivalent to "=="; "excludes" is equivalent
546             to "!=".
547
548         boolean
549         string
550         uuid
551
552             <function> must be "!=", "==", "includes", or "excludes".
553
554             If <function> is "==" or "includes", the test is true if
555             the column's value equals <value>.  If <function> is "!="
556             or "excludes", the test is inverted.
557
558         set
559         map
560
561             <function> must be "!=", "==", "includes", or "excludes".
562
563             If <function> is "==", the test is true if the column's
564             value contains exactly the same values (for sets) or pairs
565             (for maps).  If <function> is "!=", the test is inverted.
566
567             If <function> is "includes", the test is true if the
568             column's value contains all of the values (for sets) or
569             pairs (for maps) in <value>.  The column's value may also
570             contain other values or pairs.
571
572             If <function> is "excludes", the test is true if the
573             column's value does not contain any of the values (for
574             sets) or pairs (for maps) in <value>.  The column's value
575             may contain other values or pairs not in <value>.
576
577             If <function> is "includes" or "excludes", then the
578             required type of <value> is slightly relaxed, in that it
579             may have fewer than the minimum number of elements
580             specified by the column's type.  If <function> is
581             "excludes", then the required type is additionally relaxed
582             in that <value> may have more than the maximum number of
583             elements specified by the column's type.
584
585 <function>
586
587     One of "<", "<=", "==", "!=", ">=", ">", "includes", "excludes".
588
589 Operations
590 ----------
591
592 Each of the available operations is described below.
593
594 insert
595 ......
596
597 Request object members:
598
599     "op": "insert"          required
600     "table": <table>        required
601     "row": <row>            required
602     "uuid-name": <string>   optional
603
604 Result object members:
605
606     "uuid": <uuid>
607
608 Semantics:
609
610     Inserts "row" into "table".  If "row" does not specify values
611     for all the columns in "table", those columns receive default
612     values.
613
614     The new row receives a new, randomly generated UUID, which is
615     returned as the "uuid" member of the result.  If "uuid-name" is
616     supplied, then the UUID is made available under that name to this
617     operation and later operations within the same transaction.
618
619 select
620 ......
621
622 Request object members:
623
624     "op": "select"                required
625     "table": <table>              required
626     "where": [<condition>*]       required
627     "columns": [<column>*]        optional
628
629 Result object members:
630
631     "rows": [<row>*]
632
633 Semantics:
634
635     Searches "table" for rows that match all the conditions specified
636     in "where".  If "where" is an empty array, every row in "table" is
637     selected.
638
639     The "rows" member of the result is an array of objects.  Each
640     object corresponds to a matching row, with each column
641     specified in "columns" as a member, the column's name as the
642     member name and its value as the member value.  If "columns"
643     is not specified, all the table's columns are included.  If
644     two rows of the result have the same values for all included
645     columns, only one copy of that row is included in "rows".
646     Specifying "_uuid" within "columns" will avoid dropping
647     duplicates, since every row has a unique UUID.
648
649     The ordering of rows within "rows" is unspecified.
650
651 update
652 ......
653
654 Request object members:
655
656     "op": "update"                required
657     "table": <table>              required
658     "where": [<condition>*]       required
659     "row": <row>                  required
660
661 Result object members:
662
663     "count": <integer>
664
665 Semantics:
666
667     Updates rows in a table.
668
669     Searches "table" for rows that match all the conditions
670     specified in "where".  For each matching row, changes the
671     value of each column specified in "row" to the value for that
672     column specified in "row".
673
674     The "_uuid" and "_version" columns of a table may not be directly
675     updated with this operation.  Columns designated read-only in the 
676     schema also may not be updated.
677
678     The "count" member of the result specifies the number of rows
679     that matched.
680
681 delete
682 ......
683
684 Request object members:
685
686     "op": "delete"                required
687     "table": <table>              required
688     "where": [<condition>*]       required
689
690 Result object members:
691
692     "count": <integer>
693
694 Semantics:
695
696     Deletes all the rows from "table" that match all the conditions
697     specified in "where".
698
699     The "count" member of the result specifies the number of deleted
700     rows.
701
702 wait
703 ....
704
705 Request object members:
706
707     "op": "wait"                        required
708     "timeout": <integer>                optional
709     "table": <table>                    required
710     "where": [<condition>*]             required
711     "columns": [<column>*]              required
712     "until": "==" or "!="               required
713     "rows": [<row>*]                    required
714
715 Result object members:
716
717     none
718
719 Semantics:
720
721     Waits until a condition becomes true.
722
723     If "until" is "==", checks whether the query on "table" specified
724     by "where" and "columns", which is evaluated in the same way as
725     specified for "select", returns the result set specified by
726     "rows".  If it does, then the operation completes successfully.
727     Otherwise, the entire transaction rolls back.  It is automatically
728     restarted later, after a change in the database makes it possible
729     for the operation to succeed.  The client will not receive a
730     response until the operation permanently succeeds or fails.
731     
732     If "until" is "!=", the sense of the test is negated.  That is, as
733     long as the query on "table" specified by "where" and "columns"
734     returns "rows", the transaction will be rolled back and restarted
735     later.
736
737     If "timeout" is specified, then the transaction aborts after the
738     specified number of milliseconds.  The transaction is guaranteed
739     to be attempted at least once before it aborts.  A "timeout" of 0
740     will abort the transaction on the first mismatch.
741
742 Errors:
743
744     "error": "not supported"
745
746         One or more of the columns in this table do not support
747         triggers.  This error will not occur if "timeout" is 0.
748
749     "error": "timed out"
750
751         The "timeout" was reached before the transaction was able to
752         complete.
753
754 commit
755 ......
756
757 Request object members:
758
759     "op": "commit"                      required
760     "durable": <boolean>                required
761
762 Result object members:
763
764     none
765
766 Semantics:
767
768     If "durable" is specified as true, then the transaction, if it
769     commits, will be stored durably (to disk) before the reply is sent
770     to the client.
771
772 Errors:
773
774     "error": "not supported"
775
776         When "durable" is true, this database implementation does not
777         support durable commits.
778
779 abort
780 .....
781
782 Request object members:
783
784     "op": "abort"                      required
785
786 Result object members:
787
788     (never succeeds)
789
790 Semantics:
791
792     Aborts the transaction with an error.  This may be useful for
793     testing.
794
795 Errors:
796
797     "error": "aborted"
798
799         This operation always fails with this error.