P4 文献阅读

Posted 2021-01-08 multhree

一

• 文章名称：MACSAD: Multi-Architecture Compiler System for
  Abstract Dataplanes (aka Partnering P4 with ODP)
• 发表时间：2016-8
• 来源：SIGCOMM
  
• 针对什么问题？
  • 把 P4 和 OpenDataPlane 结合在一起。在 MACSAD 下，P4 可以转换为 ODP APIs 以实现平台无关性，同时不用损失性能和硬件加速的选项。
• 所提出的架构有哪些实现难点？
  • 无
• 贡献有哪些？
  • 展示了 MSCSAD 这样一个高级模块能够支持新的领域专用语言和网络平台的多架构编译系统。
  • 设计了一个源到源的编译器用于生成 P4 应用的中间文件。
  • 执行了一个原型，在不同的平台上使用两个 P4 的例子来验证可移植性。
  • 测试了在 10G/s 速度下在不同数据平面和应用程序的的性能。

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二

• 文章名称：A Zero Flow Entry Expiration Timeout P4 Switch
• 发表时间：2018-5
• 来源：SOSR
• 针对什么问题？
  • 为了支持大规模的 sdn 网络，OpenFlow 交换机需要维护大量的流表项。然而流表是受限于 TCAM 的容量的。
  • 为了减少 TCAM 的占用，交换机在延时期满时将会移除没有被匹配的相应的流表项。
  • 控制器根据两个延时：hard timeout and idle timeout 来管理交换机添加或者删除流表项，这代表需要在流表的利用率和控制器的负担之中进行权衡。
  • 如果设定很小的 timeout，那么会给控制器带来额外的负担。因为控制器可能需要重复添加相同的流表项多次。
• 解决方案
  • 当探测 FIN 和 RST 包时立即移除对应的流表项。
  • 如果没有探测到流表项则在设定的 idle timeout 超时时也会被移除。
  • 简单来说，原本要在 idle timeout 期满时且没有被匹配时才会移除流表项。那么如果一个连接已经发出了结束的包那么就提前移除而不必等待 idle timeout。
• 所提出的架构有哪些实现难点？
  • 无
• 贡献有哪些？
  • 达到最佳的流表利用率而不用增加控制器额外的负担。

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三

• 文章名称：P4DB: On-the-fly Debugging of the Programmable Data Plane
• 发表时间：2017-10
• 来源：ICNP
• 针对什么问题？
  • P4 程序运行时的错误无法快速定位并解决。出错后网络操作员只能输出 match-action tables 中所有的表项然后逐个排查。
• 解决方案
  • 提出一个通用的调试平台 —— P4DB
  • 允许管理员配置一系列原语从而在三个层次（network level、device level、table level）上进行调试 P4 程序。
• 所提出的架构有哪些实现难点？
  • 无
• 贡献有哪些？
  • 据作者所知，P4DB 是第一个用于调试运行时错误的调试平台。
  • 提出三个全新的设计：一、促进解决不同的运行时的错误；二、简化调试的流程；三、 提供不同级别的可视化；
  • 运行了基于 P4-specific PDP 和 hypervisorspecific PDP 的 P4DB 原型。相应的执行了全面的测试，结果显示只需要增加很小的性能负担。