实验8：数据平面可编程实践——P4

一、实验目的

1. 掌握V1Model框架下P4_16的程序结构和基本语法
2. 能够运用 P4 进行简单数据平面编程

二、实验环境

1. 下载虚拟机软件Oracle VisualBox或VMware；
2. 在虚拟机中安装Ubuntu 16.04 Desktop amd64，并安装完整Mininet和P4开发环境；
3. 提供P4镜像P4-Suite2018.ova，提取码：egwf

三、实验要求

学习P4官方示例教程，链接：https://github.com/p4lang/tutorials，了解P4-16版本的基本语法、基于V1Model的P4代码结构，完成如下练习：

（一）基本要求

熟悉使用P4实现交换机IPv4的基本转发原理，编写P4程序，在下面的拓扑中实现IPV4 隧道转发。

• 进入/P4/tutorials/exercises/basic_tunnel用编辑器打开basic_tunnel.p4 完善代码，完善后在该目录下打开终端，输入make run运行

  

• 测试连通性

  

• （1）不使用隧道时：

  • 输入xterm h1 h2 h3命令，并在h2和h3的窗口输入./receive.py，开启服务器用于接收消息

  • 在h1输入./send.py 10.0.2.2 "031902218 experiment"

    • 输入指令

      

    • 结果显示

      

      

      

  • 在h1输入./send.py 10.0.3.3 "031902218 experiment2"

    • 输入指令

      

    • 结果显示

      

      

• （2）使用隧道时：

  • 在h1输入./send.py 10.0.2.2 "031902218 experiment1" --dst_id 2

    • 输入指令

      

    • 结果显示：

      

      

  • 在h1输入./send.py 10.0.3.3 "031902218 experiment2" --dst_id 2

    • 输入指令：

      

    • 输出结果：

      

      

      

  对比以下两种情况可知，使用隧道转发时，改变IP交换机仍然会将报文发送给h2主机

（二）进阶要求

在熟悉隧道转发原理的前提下，编写实现P4Runtime的Python代码，将流规则下发到上图拓扑中的交换机，实现依据此规则的隧道转发。

• 在/P4/tutorials/exercises/p4runtime目录下打开终端输入make，建立拓扑

  

• 完善/P4/tutorials/exercises/p4runtime下mycontroller.py中writeTunnelRules函数的代码，打开终端并输入python mycontroller.py，实现流表的下发与隧道转发

  

• p1 ping p2验证结果

  

  可以ping通，说明步骤正确

四、个人总结

• 实验难度：难

  这次实验感觉非常难，由于对P4比较陌生，学习的过程中很困难，有时候完全不懂得为什么会发生这样那样的问题

• 实验过程遇到的困难：

  1.问题：打开老师给的虚拟机后发现界面非常小不易操作

  解决方案：经过查找资料和询问同学后发现需要安装VMware Tools，安装后就能够正常进行实验操作了，这里给出参考链接https://blog.csdn.net/qq_42239069/article/details/82659948

  2.问题：对于编写实现P4Runtime不太清楚，感觉没有什么思路

  解决方案：进一步了解P4的相关使用，阅读mycontroller.py中的源码和注释，然后在同学的帮助下终于解决了这个问题

• 个人感想：

  这次实验总体上感觉起来比以往都难，可能是我对P4的不够了解的原因，不过一步步遇到问题解决问题的过程，还是让我收获到了很多，这是SDN的最后一次实验了，通过这次SDN的课程，我感觉自己学习到了很多新的有趣的知识，阅读源码也更加得心应手，通过learning by doing的方式也锻炼了我的编码能力。总的来说，这次SDN课程让我受益匪浅，感谢老师的指导和同学的帮助。