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。

编写补充basic_tunnel.p4中的代码并运行
复制代码
/* -- 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 select(hdr.ethernet.etherType) {
        TYPE_MYTUNNEL: parse_myTunnel;
        TYPE_IPV4: parse_ipv4;
        default: accept;
    }
}

state parse_myTunnel {
    packet.extract(hdr.myTunnel);
    transition select(hdr.myTunnel.proto_id) {
        TYPE_IPV4: parse_ipv4;
        default: 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 = port;
    hdr.ethernet.srcAddr = hdr.ethernet.dstAddr;
    hdr.ethernet.dstAddr = dstAddr;
    hdr.ipv4.ttl = hdr.ipv4.ttl - 1;
}

table ipv4_lpm {
    key = {
        hdr.ipv4.dstAddr: lpm;
    }
    actions = {
        ipv4_forward;
        drop;
        NoAction;
    }
    size = 1024;
    default_action = drop();
}

action myTunnel_forward(egressSpec_t port) {
    standard_metadata.egress_spec = port;
}

table myTunnel_exact {
    key = {
        hdr.myTunnel.dst_id: exact;
    }
    actions = {
        myTunnel_forward;
        drop;
    }
    size = 1024;
    default_action = drop();
}

apply {
    if (hdr.ipv4.isValid() && !hdr.myTunnel.isValid()) {
        // Process only non-tunneled IPv4 packets
        ipv4_lpm.apply();
    }

    if (hdr.myTunnel.isValid()) {
        // process tunneled packets
        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;
复制代码
1.输入xterm h1 h2打开主机h1 h2的模拟终端并在h2终端下输入./receive.py
2.在h1终端下输入./send.py 10.0.2.2 "102192119"向主机h2发送消息
.在h1终端输入./send.py 10.0.1.1 "102192119-1"--dst_id 2使用隧道进行测试，通过h1向h2发送消息
　

四、实验总结
这次实验有点难。开始makerun代码时，不能直接网上复制，手打出现看好多错误。最终还是复制代码才成功运行，有点晕乎乎的。