实验8:数据平面可编程实践——P4
实验8:数据平面可编程实践——P4
一、实验目的
掌握V1Model框架下P4_16的程序结构和基本语法
能够运用 P4 进行简单数据平面编程
二、实验环境
下载虚拟机软件Oracle VisualBox或VMware;
在虚拟机中安装Ubuntu 16.04 Desktop amd64,并安装完整Mininet和P4开发环境;
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。
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进入/P4/tutorials/exercises/basic_tunnel
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补全basic_tunnel.p4的代码并make run运行
/* -*- P4_16 -*- */ #include <core.p4> #include <v1model.p4>const bit<16> TYPE_MYTUNNEL = 0x1212;
const bit<16> TYPE_IPV4 = 0x800;/***********************************************************************
*********************** H E A D E R S ***********************************
***********************************************************************/typedef bit<9> egressSpec_t;
typedef bit<48> macAddr_t;
typedef bit<32> ip4Addr_t;header ethernet_t {
macAddr_t dstAddr;
macAddr_t srcAddr;
bit<16> etherType;
}header myTunnel_t {
bit<16> proto_id;
bit<16> dst_id;
}header ipv4_t {
bit<4> version;
bit<4> ihl;
bit<8> diffserv;
bit<16> totalLen;
bit<16> identification;
bit<3> flags;
bit<13> fragOffset;
bit<8> ttl;
bit<8> protocol;
bit<16> hdrChecksum;
ip4Addr_t srcAddr;
ip4Addr_t dstAddr;
}struct metadata {
/ empty /
}struct headers {
ethernet_t ethernet;
myTunnel_t myTunnel;
ipv4_t ipv4;
}/***********************************************************************
*********************** P A R S E R ***********************************
***********************************************************************/parser MyParser(packet_in packet,
out headers hdr,
inout metadata meta,
inout standard_metadata_t standard_metadata) {state start { transition parse_ethernet; } state parse_ethernet { packet.extract(hdr.ethernet); transition </span><span style="color: #0000ff;">select</span><span style="color: #000000;">(hdr.ethernet.etherType) { TYPE_MYTUNNEL: parse_myTunnel; TYPE_IPV4: parse_ipv4; </span><span style="color: #0000ff;">default</span><span style="color: #000000;">: accept; } } state parse_myTunnel { packet.extract(hdr.myTunnel); transition </span><span style="color: #0000ff;">select</span><span style="color: #000000;">(hdr.myTunnel.proto_id) { TYPE_IPV4: parse_ipv4; </span><span style="color: #0000ff;">default</span><span style="color: #000000;">: accept; } } state parse_ipv4 { packet.extract(hdr.ipv4); transition accept; }
}
/***********************************************************************
************ C H E C K S U M V E R I F I C A T I O N *************
***********************************************************************/control MyVerifyChecksum(inout headers hdr, inout metadata meta) {
apply { }
}/***********************************************************************
************** I N G R E S S P R O C E S S I N G *******************
***********************************************************************/control MyIngress(inout headers hdr,
inout metadata meta,
inout standard_metadata_t standard_metadata) {
action drop() {
mark_to_drop();
}action ipv4_forward(macAddr_t dstAddr, egressSpec_t port) { standard_metadata.egress_spec </span>=<span style="color: #000000;"> port; hdr.ethernet.srcAddr </span>=<span style="color: #000000;"> hdr.ethernet.dstAddr; hdr.ethernet.dstAddr </span>=<span style="color: #000000;"> dstAddr; hdr.ipv4.ttl </span>= hdr.ipv4.ttl - <span style="color: #800080;">1</span><span style="color: #000000;">; } table ipv4_lpm { key </span>=<span style="color: #000000;"> { hdr.ipv4.dstAddr: lpm; } actions </span>=<span style="color: #000000;"> { ipv4_forward; drop; NoAction; } size </span>= <span style="color: #800080;">1024</span><span style="color: #000000;">; default_action </span>=<span style="color: #000000;"> drop(); } action myTunnel_forward(egressSpec_t port) { standard_metadata.egress_spec </span>=<span style="color: #000000;"> port; } table myTunnel_exact { key </span>=<span style="color: #000000;"> { hdr.myTunnel.dst_id: exact; } actions </span>=<span style="color: #000000;"> { myTunnel_forward; drop; } size </span>= <span style="color: #800080;">1024</span><span style="color: #000000;">; default_action </span>=<span style="color: #000000;"> drop(); } apply { </span><span style="color: #0000ff;">if</span> (hdr.ipv4.isValid() && !<span style="color: #000000;">hdr.myTunnel.isValid()) { </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> Process only non-tunneled IPv4 packets</span>
ipv4_lpm.apply();
}</span><span style="color: #0000ff;">if</span><span style="color: #000000;"> (hdr.myTunnel.isValid()) { </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> process tunneled packets</span>
myTunnel_exact.apply();
}
}
}/***********************************************************************
**************** E G R E S S P R O C E S S I N G *******************
***********************************************************************/control MyEgress(inout headers hdr,
inout metadata meta,
inout standard_metadata_t standard_metadata) {
apply { }
}/***********************************************************************
************* C H E C K S U M C O M P U T A T I O N **************
***********************************************************************/control MyComputeChecksum(inout headers hdr, inout metadata meta) {
apply {
update_checksum(
hdr.ipv4.isValid(),
{ hdr.ipv4.version,
hdr.ipv4.ihl,
hdr.ipv4.diffserv,
hdr.ipv4.totalLen,
hdr.ipv4.identification,
hdr.ipv4.flags,
hdr.ipv4.fragOffset,
hdr.ipv4.ttl,
hdr.ipv4.protocol,
hdr.ipv4.srcAddr,
hdr.ipv4.dstAddr },
hdr.ipv4.hdrChecksum,
HashAlgorithm.csum16);
}
}/***********************************************************************
*********************** D E P A R S E R *******************************
***********************************************************************/control MyDeparser(packet_out packet, in headers hdr) {
apply {
packet.emit(hdr.ethernet);
packet.emit(hdr.myTunnel);
packet.emit(hdr.ipv4);
}
}/***********************************************************************
*********************** S W I T C H *******************************
***********************************************************************/V1Switch(
MyParser(),
MyVerifyChecksum(),
MyIngress(),
MyEgress(),
MyComputeChecksum(),
MyDeparser()
) main;
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xterm h1 h2 h3
./receive.py
./send.py 10.0.2.2 "102192102"
-
./send.py 10.0.2.2 "102192102" --dst_ip 3
- 可以看到,与前面不同的是,使用隧道转发的方式,h2没有收到h1的消息,h3收到了消息
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四、个人总结
本次实验难度适中,改写了镜像系统中的文件后就可以顺利无阻地进行了,实验本身没有难度,主要是要自己完成代码的编写,因为自己水平有限,在原网站找到了相关的代码完成了p4程序的编写。