数据平面的可编程时代-FAST.PDF

数据平面的可编程时代 P语言基础与实战 江苏省未来网络创新研究院 杨帅 P4语言基础及实战 提纲 P4项目背景 P4语言基础 P4实战演练 P4语言基础及实战 P4项目发展历 P4语言基础及实战 网络交换芯片技术 ▸ ASIC 专用集成电路，面向特定需求。体积小，性能强，成本低，功能固化，不支持数据平面编程。代表：SDN白盒交换机。 ▸ CPU 通用集成电路，功能灵活，性能受CPU限制，效率低，支持数据平面编程。代表：OpenvSwitch。 ▸ NP 网络处理器，功能灵活，性能较高，成本高，功耗高，支持数据平面编程。代表：华为S12700系列。 ▸ FPGA 现场可编程门阵列功能灵活，数据转发性能低，支持数据平面编程。代表：NetFPGA。 ▸ PISA 协议无关交换机架构，功能灵活，性能强，支持数据平面编程。代表：Tofino。 P4语言基础及实战 国外P4产品 Xilinx、Cornel推出支持P4的FPGA Princeton、VMWare等合作推出支持P4的vSwitch Netronome推出的Agilio网卡及P4C－SDK Barefoot推出6.4T可编程Tofino芯片及配套开发工具 P4项目社区成员 提纲 P4语言基础 P4语言基础及实战 P4是什么？ ▸ P4是开源编程语言项目 P4语言是一个数据平面的编程语言，想让大家像用C语言对CPU编程一样对目标设备编程。 ▸ 目标设备 一切可编程的网络设备，目前包括可编程网络芯片，网卡，FPGA，NPU，vSwitch 。 ▸ 目标 P4的目标是作为一个统一的高度抽象的高级语言，聚焦于描述数据包解析处理过程，将底层的操作交由目标设备的编译器完成。 P4语言基础及实战 基础数据类型 数据类型 描述 bool 布尔型；0代表fasle，1代表true，可进行与、或、非等逻辑运算。 bitW 任意宽度W的无符号整型；位串是以比特位形式表示的任意长度的数（如：bit127，表示 长度为127比特的位串），但如果需要对位串进行某些数学运算时，位串长度必须是8的整数 倍（如：16、32、64bit） int(W) 任意宽度W有符号整型； varbitW 变长位串（bit-strings）不支持算术、比较、按位运算，甚至不支持类型转换。该数据类 型在定义时会指定一个静态的最大宽度值。 int 无限精度整数常量型； 常用方法及标识符 名称 描述 extract() 将包头(packet header)实例作为传参，从当前偏移量开始，将数据包中的数据拷贝到包头 实例中并将偏移量指向该头部的末尾。Extract方法中使用next标识符指向头部堆栈，以表 示下一个可解析位置。 select() 将字段列表作为传参，并以逗号分割；按顺序将字段值与程序中的设定值比较，找出匹配 条目。 latest 包头实例指针，指向解析器中最近提取的包头实例，必须在解析器中必须在extract()方法 调用后使用。 current() 字段指针，指向当前还未被解析的字段的最高比特位，即即将被解析的第一个比特位、当 前解析器解析到的比特位。可以传参，传参一代表距离当前解析比特位的正偏移量，传参 二代表字段长度。 P4语言基础及实践 P4语言组件