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。

进入/P4/tutorials/exercises/basic_tunnel
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() &amp;&amp; !<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;

- ```
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

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。

posted @ 2021-11-02 21:43 ohohohk 阅读(44) 评论(0) 编辑收藏举报

会员力量，点亮园子希望

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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

二、实验环境

三、实验要求

（一）基本要求

四、个人总结

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