Clean up secchan code.
authorBen Pfaff <blp@nicira.com>
Wed, 30 Jul 2008 22:00:01 +0000 (15:00 -0700)
committerBen Pfaff <blp@nicira.com>
Wed, 30 Jul 2008 22:46:38 +0000 (15:46 -0700)
secchan/secchan.c

index d0d64e3ec29b1362b329f3b12d68a2fae5ce9cae..50ebebb558d4e8fe89c8f8cd1ee16a95aad6885f 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* Copyright (c) 2008 The Board of Trustees of The Leland Stanford
  * Junior University
- * 
+ *
  * We are making the OpenFlow specification and associated documentation
  * (Software) available for public use and benefit with the expectation
  * that others will use, modify and enhance the Software and contribute
  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  * the following conditions:
- * 
+ *
  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  * included in all copies or substantial portions of the Software.
- * 
+ *
  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  * SOFTWARE.
- * 
+ *
  * The name and trademarks of copyright holder(s) may NOT be used in
  * advertising or publicity pertaining to the Software or any
  * derivatives without specific, written prior permission.
  */
 
 #include <config.h>
+#include <assert.h>
 #include <errno.h>
 #include <getopt.h>
 #include <inttypes.h>
@@ -49,6 +50,7 @@
 #include "daemon.h"
 #include "dhcp.h"
 #include "dhcp-client.h"
+#include "dynamic-string.h"
 #include "fault.h"
 #include "flow.h"
 #include "learning-switch.h"
 #include "vlog.h"
 #define THIS_MODULE VLM_secchan
 
-static const char *listen_vconn_name;
-
-struct half {
-    struct rconn *rconn;
-    struct buffer *rxbuf;
-};
-
 /* Behavior when the connection to the controller fails. */
 enum fail_mode {
     FAIL_OPEN,                  /* Act as learning switch. */
     FAIL_CLOSED                 /* Drop all packets. */
 };
 
+/* Settings that may be configured by the user. */
+struct settings {
+    /* Overall mode of operation. */
+    bool discovery;           /* Discover the controller automatically? */
+    bool in_band;             /* Connect to controller in-band? */
+
+    /* Related vconns and network devices. */
+    const char *nl_name;        /* Local datapath (must be "nl:" vconn). */
+    char *of_name;              /* ofX network device name. */
+    const char *controller_name; /* Controller (if not discovery mode). */
+    const char *listen_vconn_name; /* Listens for mgmt connections. */
+
+    /* Failure behavior. */
+    enum fail_mode fail_mode; /* Act as learning switch if no controller? */
+    int max_idle;             /* Idle time for flows in fail-open mode. */
+    int probe_interval;       /* # seconds idle before sending echo request. */
+    int max_backoff;          /* Max # seconds between connection attempts. */
+
+    /* Discovery behavior. */
+    regex_t accept_controller_regex;  /* Controller vconns to accept. */
+    const char *accept_controller_re; /* String version of regex. */
+    bool update_resolv_conf;          /* Update /etc/resolv.conf? */
+};
+
+struct half {
+    struct rconn *rconn;
+    struct buffer *rxbuf;
+};
+
 struct relay {
     struct list node;
 
@@ -88,68 +112,37 @@ struct relay {
     struct half halves[2];
 
     bool is_mgmt_conn;
-    struct lswitch *lswitch;
 };
 
-static struct list relays = LIST_INITIALIZER(&relays);
-
-/* Mode of operation.  Note that autodiscovery implies in-band
- * communication. */
-static bool autodiscovery;      /* Discover the controller automatically? */
-static bool in_band;            /* Connect to controller in-band? */
-
-/* MAC address of local port. */
-static uint8_t local_mac[ETH_ADDR_LEN];
-
-/* MAC learning table for local port. */
-static struct mac_learning *local_ml;
-
-/* Controller vconn name, or null to perform controller autodiscovery. */
-static char *controller_name = NULL;
-
-/* -f, --fail: Behavior when the connection to the controller fails. */
-static enum fail_mode fail_mode = FAIL_OPEN;
-
-/* The OpenFlow virtual network device ofX. */
-static struct netdev *of_device;
-
-/* --inactivity-probe: Number of seconds without receiving a message from the
-   controller before sending an inactivity probe. */
-static int probe_interval = 15;
-
-/* --max-idle: Idle time to assign to flows created by learning switch when in
- * fail-open mode. */
-static int max_idle = 15;
-
-/* --max-backoff: Maximum interval between controller connection attempts, in
- * seconds. */
-static int max_backoff = 15;
-
-/* DHCP client, for controller autodiscovery. */
-static struct dhclient *dhcp;
-
-/* --accept-vconn: Regular expression specifying the class of controller vconns
- * that we will accept during autodiscovery. */
-static const char *accept_controller_re;
-static regex_t accept_controller_regex;
-
-/* --no-resolv-conf: Update resolv.conf upon successful controller
- * discovery? */
-static bool update_resolv_conf = true;
+struct hook {
+    bool (*packet_cb)(struct relay *, int half, void *aux);
+    void (*periodic_cb)(void *aux);
+    void *aux;
+};
 
-static void parse_options(int argc, char *argv[]);
+static void parse_options(int argc, char *argv[], struct settings *);
 static void usage(void) NO_RETURN;
 
-static void new_management_connection(const char *nl_name, struct vconn *new_remote);
 static struct relay *relay_create(struct rconn *local, struct rconn *remote,
                                   bool is_mgmt_conn);
-static void relay_run(struct relay *);
+static struct relay *relay_accept(const struct settings *, struct vconn *);
+static void relay_run(struct relay *, const struct hook[], size_t n_hooks);
 static void relay_wait(struct relay *);
 static void relay_destroy(struct relay *);
 
-static bool local_hook(struct relay *r);
-static bool failing_open(struct relay *r);
-static bool fail_open_hook(struct relay *r);
+static struct hook make_hook(bool (*packet_cb)(struct relay *, int, void *),
+                             void (*periodic_cb)(void *),
+                             void *aux);
+
+static struct discovery *discovery_init(const struct settings *);
+static void discovery_question_connectivity(struct discovery *);
+static bool discovery_run(struct discovery *, char **controller_name);
+static void discovery_wait(struct discovery *);
+
+static struct hook in_band_hook_create(const struct settings *);
+static struct hook fail_open_hook_create(const struct settings *,
+                                         struct rconn *local,
+                                         struct rconn *remote);
 
 static void modify_dhcp_request(struct dhcp_msg *, void *aux);
 static bool validate_dhcp_offer(const struct dhcp_msg *, void *aux);
@@ -157,102 +150,41 @@ static bool validate_dhcp_offer(const struct dhcp_msg *, void *aux);
 int
 main(int argc, char *argv[])
 {
+    struct settings s;
+
+    struct list relays = LIST_INITIALIZER(&relays);
+
+    struct hook hooks[3];
+    size_t n_hooks;
+
     struct rconn *local_rconn, *remote_rconn;
     struct vconn *listen_vconn;
     struct relay *controller_relay;
-    const char *nl_name;
-    char of_name[16];
+    struct discovery *discovery;
     int retval;
 
     set_program_name(argv[0]);
     register_fault_handlers();
     vlog_init();
-    parse_options(argc, argv);
-
-    argc -= optind;
-    argv += optind;
-    if (argc < 1 || argc > 2) {
-        fatal(0, "need one or two non-option arguments; use --help for usage");
-    }
-    nl_name = argv[0];
-    if (strncmp(nl_name, "nl:", 3)
-        || strlen(nl_name) < 4
-        || nl_name[strspn(nl_name + 3, "0123456789") + 3]) {
-        fatal(0, "%s: argument is not of the form \"nl:DP_IDX\"", nl_name);
-    }
-    controller_name = argc > 1 ? xstrdup(argv[1]) : NULL;
-    autodiscovery = controller_name == NULL;
-
-    if (!accept_controller_re) {
-        accept_controller_re = vconn_ssl_is_configured() ? "^ssl:.*" : ".*";
-    }
-    retval = regcomp(&accept_controller_regex, accept_controller_re,
-                     REG_NOSUB | REG_EXTENDED);
-    if (retval) {
-        size_t length = regerror(retval, &accept_controller_regex, NULL, 0);
-        char *buffer = xmalloc(length);
-        regerror(retval, &accept_controller_regex, buffer, length);
-        fatal(0, "%s: %s", accept_controller_re, buffer);
-    }
+    parse_options(argc, argv, &s);
 
-    if (listen_vconn_name) {
-        retval = vconn_open(listen_vconn_name, &listen_vconn);
+    /* Start listening for management connections. */
+    if (s.listen_vconn_name) {
+        retval = vconn_open(s.listen_vconn_name, &listen_vconn);
         if (retval && retval != EAGAIN) {
-            fatal(retval, "opening %s", listen_vconn_name);
+            fatal(retval, "opening %s", s.listen_vconn_name);
         }
         if (!vconn_is_passive(listen_vconn)) {
-            fatal(0, "%s is not a passive vconn", listen_vconn_name);
+            fatal(0, "%s is not a passive vconn", s.listen_vconn_name);
         }
     } else {
         listen_vconn = NULL;
     }
 
-    snprintf(of_name, sizeof of_name, "of%s", nl_name + 3);
-    retval = netdev_open(of_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &of_device);
-    if (!retval) {
-        enum netdev_flags flags;
-
-        if (autodiscovery) {
-            retval = netdev_turn_flags_on(of_device, NETDEV_UP, true);
-            if (retval) {
-                fatal(retval, "Could not bring %s device up", of_name);
-            }
-        }
-
-        retval = netdev_get_flags(of_device, &flags);
-        if (!retval) {
-            if (flags & NETDEV_UP) {
-                struct in6_addr in6;
-
-                in_band = true;
-                memcpy(local_mac, netdev_get_etheraddr(of_device),
-                       ETH_ADDR_LEN);
-                if (netdev_get_in6(of_device, &in6)) {
-                    VLOG_WARN("Ignoring IPv6 address on %s device: "
-                              "IPv6 not supported", of_name);
-                }
-                local_ml = mac_learning_create();
-            } 
-        } else {
-            error(retval, "Could not get flags for %s device", of_name);
-        }
-    } else {
-        error(retval, "Could not open %s device", of_name);
-    }
-    if (autodiscovery && !in_band) {
-        fatal(retval, "In autodiscovery mode but failed to configure "
-              "in-band control");
-    }
-
-    if (autodiscovery) {
-        retval = dhclient_create(of_name, modify_dhcp_request,
-                                 validate_dhcp_offer, NULL, &dhcp);
-        if (retval) {
-            fatal(retval, "Failed to initialize DHCP client");
-        }
-        dhclient_init(dhcp, 0);
-    }
+    /* Start controller discovery. */
+    discovery = s.discovery ? discovery_init(&s) : NULL;
 
+    /* Start listening for vlogconf requests. */
     retval = vlog_server_listen(NULL, NULL);
     if (retval) {
         fatal(retval, "Could not listen for vlog connections");
@@ -260,62 +192,65 @@ main(int argc, char *argv[])
 
     daemonize();
 
-    local_rconn = rconn_create(1, 0, max_backoff);
-    rconn_connect(local_rconn, nl_name);
+    /* Connect to datapath. */
+    local_rconn = rconn_create(1, 0, s.max_backoff);
+    rconn_connect(local_rconn, s.nl_name);
 
-    remote_rconn = rconn_create(1, probe_interval, max_backoff);
-    if (controller_name) {
-        retval = rconn_connect(remote_rconn, controller_name);
+    /* Connect to controller. */
+    remote_rconn = rconn_create(1, s.probe_interval, s.max_backoff);
+    if (s.controller_name) {
+        retval = rconn_connect(remote_rconn, s.controller_name);
         if (retval == EAFNOSUPPORT) {
-            fatal(0, "No support for %s vconn", controller_name);
+            fatal(0, "No support for %s vconn", s.controller_name);
         }
     }
+
+    /* Start relaying. */
     controller_relay = relay_create(local_rconn, remote_rconn, false);
+    list_push_back(&relays, &controller_relay->node);
+
+    /* Set up hooks. */
+    n_hooks = 0;
+    if (s.in_band) {
+        hooks[n_hooks++] = in_band_hook_create(&s);
+    }
+    if (s.fail_mode == FAIL_OPEN) {
+        hooks[n_hooks++] = fail_open_hook_create(&s,
+                                                 local_rconn, remote_rconn);
+    }
+    assert(n_hooks <= ARRAY_SIZE(hooks));
+
     for (;;) {
         struct relay *r, *n;
+        size_t i;
 
         /* Do work. */
         LIST_FOR_EACH_SAFE (r, n, struct relay, node, &relays) {
-            relay_run(r);
+            relay_run(r, hooks, n_hooks);
         }
         if (listen_vconn) {
             for (;;) {
-                struct vconn *new_remote;
-                retval = vconn_accept(listen_vconn, &new_remote);
-                if (retval) {
-                    if (retval != EAGAIN) {
-                        VLOG_WARN("accept failed (%s)", strerror(retval));
-                    }
+                struct relay *r = relay_accept(&s, listen_vconn);
+                if (!r) {
                     break;
                 }
-                new_management_connection(nl_name, new_remote);
+                list_push_back(&relays, &r->node);
+            }
+        }
+        for (i = 0; i < n_hooks; i++) {
+            if (hooks[i].periodic_cb) {
+                hooks[i].periodic_cb(hooks[i].aux);
             }
         }
-        failing_open(controller_relay); 
-        if (dhcp) {
+        if (s.discovery) {
+            char *controller_name;
             if (rconn_is_connectivity_questionable(remote_rconn)) {
-                dhclient_force_renew(dhcp, 15);
+                discovery_question_connectivity(discovery);
             }
-            dhclient_run(dhcp);
-            if (dhclient_changed(dhcp)) {
-                dhclient_configure_netdev(dhcp);
-                if (update_resolv_conf) {
-                    dhclient_update_resolv_conf(dhcp);
-                }
-
-                if (dhclient_is_bound(dhcp)) {
-                    free(controller_name);
-                    controller_name = dhcp_msg_get_string(
-                        dhclient_get_config(dhcp),
-                        DHCP_CODE_OFP_CONTROLLER_VCONN);
-                    VLOG_WARN("%s: discovered controller",
-                              controller_name);
+            if (discovery_run(discovery, &controller_name)) {
+                if (controller_name) {
                     rconn_connect(remote_rconn, controller_name);
-                } else if (controller_name) {
-                    VLOG_WARN("%s: discover controller no longer available",
-                              controller_name);
-                    free(controller_name);
-                    controller_name = NULL;
+                } else {
                     rconn_disconnect(remote_rconn);
                 }
             }
@@ -328,8 +263,8 @@ main(int argc, char *argv[])
         if (listen_vconn) {
             vconn_accept_wait(listen_vconn);
         }
-        if (dhcp) {
-            dhclient_wait(dhcp);
+        if (discovery) {
+            discovery_wait(discovery);
         }
         poll_block();
     }
@@ -337,38 +272,61 @@ main(int argc, char *argv[])
     return 0;
 }
 
-static void
-new_management_connection(const char *nl_name, struct vconn *new_remote)
+static struct hook
+make_hook(bool (*packet_cb)(struct relay *, int half, void *aux),
+          void (*periodic_cb)(void *aux),
+          void *aux)
 {
+    struct hook h;
+    h.packet_cb = packet_cb;
+    h.periodic_cb = periodic_cb;
+    h.aux = aux;
+    return h;
+}
+\f
+/* OpenFlow message relaying. */
+
+static struct relay *
+relay_accept(const struct settings *s, struct vconn *listen_vconn)
+{
+    struct vconn *new_remote, *new_local;
     char *nl_name_without_subscription;
-    struct vconn *new_local;
     struct rconn *r1, *r2;
     int retval;
 
+    retval = vconn_accept(listen_vconn, &new_remote);
+    if (retval) {
+        if (retval != EAGAIN) {
+            VLOG_WARN("accept failed (%s)", strerror(retval));
+        }
+        return NULL;
+    }
+
     /* nl:123 or nl:123:1 opens a netlink connection to local datapath 123.  We
      * only accept the former syntax in main().
      *
      * nl:123:0 opens a netlink connection to local datapath 123 without
      * obtaining a subscription for ofp_packet_in or ofp_flow_expired
      * messages.*/
-    nl_name_without_subscription = xasprintf("%s:0", nl_name);
+    nl_name_without_subscription = xasprintf("%s:0", s->nl_name);
     retval = vconn_open(nl_name_without_subscription, &new_local);
     if (retval) {
         VLOG_ERR("could not connect to %s (%s)",
                  nl_name_without_subscription, strerror(retval));
         vconn_close(new_remote);
         free(nl_name_without_subscription);
-        return;
+        return NULL;
     }
 
-    /* Add it to the relay list. */
+    /* Create and return relay. */
     r1 = rconn_create(1, 0, 0);
     rconn_connect_unreliably(r1, nl_name_without_subscription, new_local);
+    free(nl_name_without_subscription);
+
     r2 = rconn_create(1, 0, 0);
     rconn_connect_unreliably(r2, "passive", new_remote);
-    relay_create(r1, r2, true);
 
-    free(nl_name_without_subscription);
+    return relay_create(r1, r2, true);
 }
 
 static struct relay *
@@ -384,13 +342,11 @@ relay_create(struct rconn *local, struct rconn *remote, bool is_mgmt_conn)
         r->halves[i].rxbuf = NULL;
     }
     r->is_mgmt_conn = is_mgmt_conn;
-    r->lswitch = NULL;
-    list_push_back(&relays, &r->node);
     return r;
 }
 
 static void
-relay_run(struct relay *r)
+relay_run(struct relay *r, const struct hook hooks[], size_t n_hooks)
 {
     int iteration;
     int i;
@@ -408,10 +364,16 @@ relay_run(struct relay *r)
 
             if (!this->rxbuf) {
                 this->rxbuf = rconn_recv(this->rconn);
-                if (this->rxbuf && !r->is_mgmt_conn && i == HALF_LOCAL
-                    && (local_hook(r) || fail_open_hook(r))) {
-                    buffer_delete(this->rxbuf);
-                    this->rxbuf = NULL;
+                if (this->rxbuf) {
+                    const struct hook *h;
+                    for (h = hooks; h < &hooks[n_hooks]; h++) {
+                        if (h->packet_cb(r, i, h->aux)) {
+                            buffer_delete(this->rxbuf);
+                            this->rxbuf = NULL;
+                            progress = true;
+                            break;
+                        }
+                    }
                 }
             }
 
@@ -471,6 +433,15 @@ relay_destroy(struct relay *r)
     }
     free(r);
 }
+\f
+/* In-band control. */
+
+struct in_band_data {
+    const struct settings *s;
+    struct mac_learning *ml;
+    struct netdev *of_device;
+    uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN];
+};
 
 static void
 queue_tx(struct rconn *rc, struct buffer *b)
@@ -481,8 +452,8 @@ queue_tx(struct rconn *rc, struct buffer *b)
 }
 
 static bool
-is_controller_mac(const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN],
-                  struct rconn *controller) 
+is_controller_mac(const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN], struct netdev *netdev,
+                  struct rconn *controller)
 {
     static uint32_t ip, last_nonzero_ip;
     static uint8_t mac[ETH_ADDR_LEN], last_nonzero_mac[ETH_ADDR_LEN];
@@ -499,7 +470,7 @@ is_controller_mac(const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN],
         /* Look up MAC address. */
         memset(mac, 0, sizeof mac);
         if (ip) {
-            int retval = netdev_arp_lookup(of_device, ip, mac);
+            int retval = netdev_arp_lookup(netdev, ip, mac);
             if (retval) {
                 VLOG_DBG("cannot look up controller hw address ("IP_FMT"): %s",
                          IP_ARGS(&ip), strerror(retval));
@@ -531,8 +502,9 @@ is_controller_mac(const uint8_t dl_addr[ETH_ADDR_LEN],
 }
 
 static bool
-local_hook(struct relay *r)
+in_band_packet_cb(struct relay *r, int half, void *in_band_)
 {
+    struct in_band_data *in_band = in_band_;
     struct rconn *rc = r->halves[HALF_LOCAL].rconn;
     struct buffer *msg = r->halves[HALF_LOCAL].rxbuf;
     struct ofp_packet_in *opi;
@@ -542,7 +514,7 @@ local_hook(struct relay *r)
     struct flow flow;
     uint16_t in_port, out_port;
 
-    if (!in_band) {
+    if (half != HALF_LOCAL || r->is_mgmt_conn) {
         return false;
     }
 
@@ -566,16 +538,16 @@ local_hook(struct relay *r)
 
     /* Deal with local stuff. */
     if (in_port == OFPP_LOCAL) {
-        out_port = mac_learning_lookup(local_ml, flow.dl_dst);
-    } else if (eth_addr_equals(flow.dl_dst, local_mac)) {
+        out_port = mac_learning_lookup(in_band->ml, flow.dl_dst);
+    } else if (eth_addr_equals(flow.dl_dst, in_band->mac)) {
         out_port = OFPP_LOCAL;
-        if (mac_learning_learn(local_ml, flow.dl_src, in_port)) {
+        if (mac_learning_learn(in_band->ml, flow.dl_src, in_port)) {
             VLOG_DBG("learned that "ETH_ADDR_FMT" is on port %"PRIu16,
                      ETH_ADDR_ARGS(flow.dl_src), in_port);
         }
     } else if (flow.dl_type == htons(ETH_TYPE_ARP)
                && eth_addr_is_broadcast(flow.dl_dst)
-               && is_controller_mac(flow.dl_src,
+               && is_controller_mac(flow.dl_src, in_band->of_device,
                                     r->halves[HALF_REMOTE].rconn)) {
         out_port = OFPP_FLOOD;
     } else {
@@ -585,7 +557,7 @@ local_hook(struct relay *r)
     if (out_port != OFPP_FLOOD) {
         /* The output port is known, so add a new flow. */
         queue_tx(rc, make_add_simple_flow(&flow, ntohl(opi->buffer_id),
-                                          out_port, max_idle));
+                                          out_port, in_band->s->max_idle));
 
         /* If the switch didn't buffer the packet, we need to send a copy. */
         if (ntohl(opi->buffer_id) == UINT32_MAX) {
@@ -606,52 +578,171 @@ local_hook(struct relay *r)
     return true;
 }
 
-/* Causes 'r' to enter or leave fail-open mode, if appropriate.  Returns true
- * if 'r' is in fail-open fail, false otherwise. */
-static bool
-failing_open(struct relay *r)
+static struct hook
+in_band_hook_create(const struct settings *s)
 {
-    struct rconn *local = r->halves[HALF_LOCAL].rconn;
-    struct rconn *remote = r->halves[HALF_REMOTE].rconn;
-    int disconnected_duration;
+    struct in_band_data *in_band;
+    int retval;
 
-    if (fail_mode == FAIL_CLOSED) {
-        /* We fail closed, so there's never anything to do. */
-        return false;
+    in_band = xmalloc(sizeof *in_band);
+    in_band->s = s;
+    in_band->ml = mac_learning_create();
+    retval = netdev_open(s->of_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE,
+                         &in_band->of_device);
+    if (retval) {
+        fatal(retval, "Could not open %s device", s->of_name);
     }
+    memcpy(in_band->mac, netdev_get_etheraddr(in_band->of_device),
+           ETH_ADDR_LEN);
+
+    return make_hook(in_band_packet_cb, NULL, in_band);
+}
+\f
+/* Fail open support. */
+
+struct fail_open_data {
+    const struct settings *s;
+    struct rconn *local_rconn;
+    struct rconn *remote_rconn;
+    struct lswitch *lswitch;
+    int last_disconn_secs;
+};
 
-    disconnected_duration = rconn_disconnected_duration(remote);
-    if (disconnected_duration < probe_interval * 3) {
-        /* It's not time to fail open yet. */
-        if (r->lswitch && rconn_is_connected(remote)) {
-            /* We're connected, so drop the learning switch. */
+/* Causes 'r' to enter or leave fail-open mode, if appropriate. */
+static void
+fail_open_periodic_cb(void *fail_open_)
+{
+    struct fail_open_data *fail_open = fail_open_;
+    int disconn_secs;
+    bool open;
+
+    disconn_secs = rconn_disconnected_duration(fail_open->remote_rconn);
+    open = disconn_secs >= fail_open->s->probe_interval * 3;
+    if (open != (fail_open->lswitch != NULL)) {
+        if (!open) {
             VLOG_WARN("No longer in fail-open mode");
-            lswitch_destroy(r->lswitch);
-            r->lswitch = NULL;
+            lswitch_destroy(fail_open->lswitch);
+            fail_open->lswitch = NULL;
+        } else {
+            VLOG_WARN("Could not connect to controller for %d seconds, "
+                      "failing open", disconn_secs);
+            fail_open->lswitch = lswitch_create(fail_open->local_rconn, true,
+                                                fail_open->s->max_idle);
+            fail_open->last_disconn_secs = disconn_secs;
         }
+    } else if (open && disconn_secs > fail_open->last_disconn_secs + 60) {
+        VLOG_WARN("Still in fail-open mode after %d seconds disconnected "
+                  "from controller", disconn_secs);
+        fail_open->last_disconn_secs = disconn_secs;
+    }
+}
+
+static bool
+fail_open_packet_cb(struct relay *r, int half, void *fail_open_)
+{
+    struct fail_open_data *fail_open = fail_open_;
+    if (half != HALF_LOCAL || r->is_mgmt_conn || !fail_open->lswitch) {
         return false;
+    } else {
+        lswitch_process_packet(fail_open->lswitch, fail_open->local_rconn,
+                               r->halves[HALF_LOCAL].rxbuf);
+        rconn_run(fail_open->local_rconn);
+        return true;
     }
+}
+
+static struct hook
+fail_open_hook_create(const struct settings *s, struct rconn *local_rconn,
+                      struct rconn *remote_rconn)
+{
+    struct fail_open_data *fail_open = xmalloc(sizeof *fail_open);
+    fail_open->s = s;
+    fail_open->local_rconn = local_rconn;
+    fail_open->remote_rconn = remote_rconn;
+    fail_open->lswitch = NULL;
+    return make_hook(fail_open_packet_cb, fail_open_periodic_cb, fail_open);
+}
+\f
+/* Controller discovery. */
 
-    if (!r->lswitch) {
-        VLOG_WARN("Could not connect to controller for %d seconds, "
-                  "failing open", disconnected_duration);
-        r->lswitch = lswitch_create(local, true, max_idle);
+struct discovery
+{
+    const struct settings *s;
+    struct dhclient *dhcp;
+    bool ever_successful;
+};
+
+static struct discovery *
+discovery_init(const struct settings *s)
+{
+    struct netdev *netdev;
+    struct discovery *d;
+    struct dhclient *dhcp;
+    int retval;
+
+    /* Bring ofX network device up. */
+    retval = netdev_open(s->of_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &netdev);
+    if (retval) {
+        fatal(retval, "Could not open %s device", s->of_name);
     }
-    return true;
+    retval = netdev_turn_flags_on(netdev, NETDEV_UP, true);
+    if (retval) {
+        fatal(retval, "Could not bring %s device up", s->of_name);
+    }
+    netdev_close(netdev);
+
+    /* Initialize DHCP client. */
+    retval = dhclient_create(s->of_name, modify_dhcp_request,
+                             validate_dhcp_offer, (void *) s, &dhcp);
+    if (retval) {
+        fatal(retval, "Failed to initialize DHCP client");
+    }
+    dhclient_init(dhcp, 0);
+
+    d = xmalloc(sizeof *d);
+    d->s = s;
+    d->dhcp = dhcp;
+    d->ever_successful = false;
+    return d;
+}
+
+static void
+discovery_question_connectivity(struct discovery *d)
+{
+    dhclient_force_renew(d->dhcp, 15);
 }
 
 static bool
-fail_open_hook(struct relay *r)
+discovery_run(struct discovery *d, char **controller_name)
 {
-    if (!failing_open(r)) {
+    dhclient_run(d->dhcp);
+    if (!dhclient_changed(d->dhcp)) {
         return false;
-    } else {
-        struct buffer *msg = r->halves[HALF_LOCAL].rxbuf;
-        struct rconn *local = r->halves[HALF_LOCAL].rconn;
-        lswitch_process_packet(r->lswitch, local, msg);
-        rconn_run(local);
-        return true;
     }
+
+    dhclient_configure_netdev(d->dhcp);
+    if (d->s->update_resolv_conf) {
+        dhclient_update_resolv_conf(d->dhcp);
+    }
+
+    if (dhclient_is_bound(d->dhcp)) {
+        *controller_name = dhcp_msg_get_string(dhclient_get_config(d->dhcp),
+                                               DHCP_CODE_OFP_CONTROLLER_VCONN);
+        VLOG_WARN("%s: discovered controller", *controller_name);
+        d->ever_successful = true;
+    } else if (controller_name) {
+        *controller_name = NULL;
+        if (d->ever_successful) {
+            VLOG_WARN("discovered controller no longer available");
+        }
+    }
+    return true;
+}
+
+static void
+discovery_wait(struct discovery *d)
+{
+    dhclient_wait(d->dhcp);
 }
 
 static void
@@ -661,8 +752,9 @@ modify_dhcp_request(struct dhcp_msg *msg, void *aux)
 }
 
 static bool
-validate_dhcp_offer(const struct dhcp_msg *msg, void *aux)
+validate_dhcp_offer(const struct dhcp_msg *msg, void *s_)
 {
+    const struct settings *s = s_;
     char *vconn_name;
     bool accept;
 
@@ -671,17 +763,19 @@ validate_dhcp_offer(const struct dhcp_msg *msg, void *aux)
         VLOG_WARN("rejecting DHCP offer missing controller vconn");
         return false;
     }
-    accept = !regexec(&accept_controller_regex, vconn_name, 0, NULL, 0);
+    accept = !regexec(&s->accept_controller_regex, vconn_name, 0, NULL, 0);
     if (!accept) {
         VLOG_WARN("rejecting controller vconn that fails to match %s",
-                  accept_controller_re);
+                  s->accept_controller_re);
     }
     free(vconn_name);
     return accept;
 }
+\f
+/* User interface. */
 
 static void
-parse_options(int argc, char *argv[]
+parse_options(int argc, char *argv[], struct settings *s)
 {
     enum {
         OPT_ACCEPT_VCONN = UCHAR_MAX + 1,
@@ -707,7 +801,16 @@ parse_options(int argc, char *argv[])
         {0, 0, 0, 0},
     };
     char *short_options = long_options_to_short_options(long_options);
-    
+    char *accept_re = NULL;
+    int retval;
+
+    /* Set defaults that we can figure out before parsing options. */
+    s->listen_vconn_name = NULL;
+    s->fail_mode = FAIL_OPEN;
+    s->max_idle = 15;
+    s->probe_interval = 15;
+    s->max_backoff = 15;
+    s->update_resolv_conf = true;
     for (;;) {
         int c;
 
@@ -718,20 +821,18 @@ parse_options(int argc, char *argv[])
 
         switch (c) {
         case OPT_ACCEPT_VCONN:
-            accept_controller_re = (optarg[0] == '^'
-                                    ? optarg
-                                    : xasprintf("^%s", optarg));
+            accept_re = optarg[0] == '^' ? optarg : xasprintf("^%s", optarg);
             break;
 
         case OPT_NO_RESOLV_CONF:
-            update_resolv_conf = false;
+            s->update_resolv_conf = false;
             break;
 
         case 'f':
             if (!strcmp(optarg, "open")) {
-                fail_mode = FAIL_OPEN;
+                s->fail_mode = FAIL_OPEN;
             } else if (!strcmp(optarg, "closed")) {
-                fail_mode = FAIL_CLOSED;
+                s->fail_mode = FAIL_CLOSED;
             } else {
                 fatal(0,
                       "-f or --fail argument must be \"open\" or \"closed\"");
@@ -739,18 +840,18 @@ parse_options(int argc, char *argv[])
             break;
 
         case OPT_INACTIVITY_PROBE:
-            probe_interval = atoi(optarg);
-            if (probe_interval < 5) {
+            s->probe_interval = atoi(optarg);
+            if (s->probe_interval < 5) {
                 fatal(0, "--inactivity-probe argument must be at least 5");
             }
             break;
 
         case OPT_MAX_IDLE:
             if (!strcmp(optarg, "permanent")) {
-                max_idle = OFP_FLOW_PERMANENT;
+                s->max_idle = OFP_FLOW_PERMANENT;
             } else {
-                max_idle = atoi(optarg);
-                if (max_idle < 1 || max_idle > 65535) {
+                s->max_idle = atoi(optarg);
+                if (s->max_idle < 1 || s->max_idle > 65535) {
                     fatal(0, "--max-idle argument must be between 1 and "
                           "65535 or the word 'permanent'");
                 }
@@ -758,11 +859,11 @@ parse_options(int argc, char *argv[])
             break;
 
         case OPT_MAX_BACKOFF:
-            max_backoff = atoi(optarg);
-            if (max_backoff < 1) {
+            s->max_backoff = atoi(optarg);
+            if (s->max_backoff < 1) {
                 fatal(0, "--max-backoff argument must be at least 1");
-            } else if (max_backoff > 3600) {
-                max_backoff = 3600;
+            } else if (s->max_backoff > 3600) {
+                s->max_backoff = 3600;
             }
             break;
 
@@ -775,10 +876,10 @@ parse_options(int argc, char *argv[])
             break;
 
         case 'l':
-            if (listen_vconn_name) {
+            if (s->listen_vconn_name) {
                 fatal(0, "-l or --listen may be only specified once");
             }
-            listen_vconn_name = optarg;
+            s->listen_vconn_name = optarg;
             break;
 
         case 'h':
@@ -802,6 +903,63 @@ parse_options(int argc, char *argv[])
         }
     }
     free(short_options);
+
+    argc -= optind;
+    argv += optind;
+    if (argc < 1 || argc > 2) {
+        fatal(0, "need one or two non-option arguments; use --help for usage");
+    }
+
+    /* Local and remote vconns. */
+    s->nl_name = argv[0];
+    if (strncmp(s->nl_name, "nl:", 3)
+        || strlen(s->nl_name) < 4
+        || s->nl_name[strspn(s->nl_name + 3, "0123456789") + 3]) {
+        fatal(0, "%s: argument is not of the form \"nl:DP_IDX\"", s->nl_name);
+    }
+    s->of_name = xasprintf("of%s", s->nl_name + 3);
+    s->controller_name = argc > 1 ? xstrdup(argv[1]) : NULL;
+
+    /* Set accept_controller_regex. */
+    if (!accept_re) {
+        accept_re = vconn_ssl_is_configured() ? "^ssl:.*" : ".*";
+    }
+    retval = regcomp(&s->accept_controller_regex, accept_re,
+                     REG_NOSUB | REG_EXTENDED);
+    if (retval) {
+        size_t length = regerror(retval, &s->accept_controller_regex, NULL, 0);
+        char *buffer = xmalloc(length);
+        regerror(retval, &s->accept_controller_regex, buffer, length);
+        fatal(0, "%s: %s", accept_re, buffer);
+    }
+    s->accept_controller_re = accept_re;
+
+    /* Mode of operation. */
+    s->discovery = s->controller_name == NULL;
+    if (s->discovery) {
+        s->in_band = true;
+    } else {
+        enum netdev_flags flags;
+        struct netdev *netdev;
+
+        retval = netdev_open(s->of_name, NETDEV_ETH_TYPE_NONE, &netdev);
+        if (retval) {
+            fatal(retval, "Could not open %s device", s->of_name);
+        }
+
+        retval = netdev_get_flags(netdev, &flags);
+        if (retval) {
+            fatal(retval, "Could not get flags for %s device", s->of_name);
+        }
+
+        s->in_band = (flags & NETDEV_UP) != 0;
+        if (s->in_band && netdev_get_in6(netdev, NULL)) {
+            VLOG_WARN("Ignoring IPv6 address on %s device: IPv6 not supported",
+                      s->of_name);
+        }
+
+        netdev_close(netdev);
+    }
 }
 
 static void
@@ -811,7 +969,7 @@ usage(void)
            "usage: %s [OPTIONS] nl:DP_IDX [CONTROLLER]\n"
            "where nl:DP_IDX is a datapath that has been added with dpctl.\n"
            "CONTROLLER is an active OpenFlow connection method; if it is\n"
-           "omitted, then secchan performs controller autodiscovery.\n",
+           "omitted, then secchan performs controller discovery.\n",
            program_name, program_name);
     vconn_usage(true, true);
     printf("\nController discovery options:\n"