P4 પ્રોગ્રામિંગ ભાષા

P4 એ પ્રોગ્રામિંગ ભાષા છે જે પેકેટ રૂટીંગ નિયમોને પ્રોગ્રામ કરવા માટે રચાયેલ છે. C અથવા Python જેવી સામાન્ય હેતુની ભાષાથી વિપરીત, P4 એ નેટવર્ક રૂટીંગ માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરેલી સંખ્યાબંધ ડિઝાઇન સાથે ડોમેન-વિશિષ્ટ ભાષા છે.

P4 એ એક ઓપન સોર્સ લેંગ્વેજ છે જેનું લાઇસન્સ અને જાળવણી P4 લેંગ્વેજ કન્સોર્ટિયમ નામની બિન-લાભકારી સંસ્થા દ્વારા કરવામાં આવે છે. તે ઓપન નેટવર્કિંગ ફાઉન્ડેશન (ONF) અને Linux ફાઉન્ડેશન (LF) દ્વારા પણ સમર્થિત છે, જે ઓપન સોર્સ નેટવર્કિંગ પ્રોજેક્ટ્સ માટેની બે સૌથી મોટી છત્ર સંસ્થાઓ છે.
આ ભાષા મૂળ રૂપે 2013 માં બનાવવામાં આવી હતી અને "પ્રોટોકોલ સ્વતંત્ર, પેકેટ રાઉટીંગ પ્રોસેસર પ્રોગ્રામિંગ" શીર્ષક ધરાવતા 2014 SIGCOMM CCR પેપરમાં તેનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું.

તેની શરૂઆતથી, P4 ઝડપથી વિકસ્યું છે અને ઝડપથી વિકસિત થયું છે, જે નેટવર્ક એડેપ્ટર, સ્વીચો અને રાઉટર્સ સહિતના નેટવર્ક ઉપકરણો દ્વારા પેકેટના ટ્રાન્સમિશનનું વર્ણન કરવા માટેનું એક માનક બની ગયું છે.

ઓપન નેટવર્કિંગ ફાઉન્ડેશનના એક્ઝિક્યુટિવ ડિરેક્ટર ગુરુ પારુલકરે જણાવ્યું હતું કે, “SDN એ નેટવર્કિંગ ઉદ્યોગમાં પરિવર્તન કર્યું છે, અને P4 એ રૂટિંગમાં પ્રોગ્રામેબિલિટી લાવીને SDN ને આગલા સ્તર પર લઈ જાય છે.

P4 ભાષા મૂળરૂપે ગૂગલ, ઇન્ટેલ, માઇક્રોસોફ્ટ રિસર્ચ, બેરફૂટ, પ્રિન્સટન અને સ્ટેનફોર્ડના એન્જિનિયરો અને સંશોધકોના જૂથ દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી. ધ્યેય સરળ હતો: એક ઉપયોગમાં સરળ ભાષા બનાવો કે જે સોફ્ટવેર ડેવલપર એક દિવસમાં શીખી શકે અને નેટવર્ક પર પેકેટો કેવી રીતે મોકલવામાં આવે છે તેનું ચોક્કસ વર્ણન કરવા માટે ઉપયોગ કરી શકે.

શરૂઆતથી જ, P4 ને લક્ષ્ય સ્વતંત્ર બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું (એટલે ​​કે P4 માં લખાયેલ પ્રોગ્રામ એએસઆઈસી, એફપીજીએ, સીપીયુ, એનપીયુ અને જીપીયુ જેવા વિવિધ લક્ષ્યો પર ચલાવવા માટે અપરિવર્તિત કમ્પાઈલ કરી શકાય છે).

ભાષા પ્રોટોકોલ સ્વતંત્ર પણ છે (એટલે ​​​​કે, P4 પ્રોગ્રામ હાલના માનક પ્રોટોકોલ્સનું વર્ણન કરી શકે છે અથવા નવા કસ્ટમ એડ્રેસિંગ મોડ્સનો ઉલ્લેખ કરવા માટે ઉપયોગ કરી શકાય છે).

ઉદ્યોગમાં, P4 નો ઉપયોગ ઉપકરણ પ્રોગ્રામિંગ માટે થાય છે. કદાચ ભવિષ્યમાં ઈન્ટરનેટ-RFC અને IEEE ધોરણોમાં પણ P4 સ્પષ્ટીકરણનો સમાવેશ થશે.

P4 નો ઉપયોગ પ્રોગ્રામેબલ અને ફિક્સ્ડ ફંક્શન ડિવાઈસ બંને માટે થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તેનો ઉપયોગ ઓપન સોર્સ SONiC સ્વીચ OS દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા સ્વિચ એબ્સ્ટ્રેક્શન ઈન્ટરફેસ (SAI) API માં સ્વિચ પાઈપલાઈન વર્તણૂકને ચોક્કસ રીતે રેકોર્ડ કરવા માટે થાય છે. P4 નો ઉપયોગ ONF સ્ટ્રેટમ પ્રોજેક્ટમાં વિવિધ નિશ્ચિત અને પ્રોગ્રામેબલ ઉપકરણોમાં સ્વિચિંગ વર્તનનું વર્ણન કરવા માટે પણ થાય છે.

પ્રથમ વખત, સ્વીચ અને નેટવર્ક એડેપ્ટરોની વર્તણૂકનું વર્ણન કરવાથી તમે જમાવટ પહેલાં સમગ્ર નેટવર્કનું ચોક્કસ એક્ઝિક્યુટેબલ મોડલ બનાવી શકો છો. મોટા ક્લાઉડ પ્રદાતાઓ સૉફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને નેટવર્કનું સંપૂર્ણ પરીક્ષણ અને ડિબગ કરી શકે છે, જે ખર્ચાળ હાર્ડવેરની જરૂર વગર લેબમાં ઇન્ટરઓપરેબિલિટી પરીક્ષણના સમય અને ખર્ચને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.

P4 નો ઉપયોગ કરીને, નેટવર્ક સાધનોના વિક્રેતાઓ તમામ ઉત્પાદનોમાં સામાન્ય અંતર્ગત રૂટીંગ વર્તણૂકની અપેક્ષા રાખી શકે છે, જે ટેસ્ટ ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરના પુનઃઉપયોગને મંજૂરી આપે છે, મેનેજમેન્ટ સોફ્ટવેર ડેવલપમેન્ટને સરળ બનાવે છે અને આખરે આંતરકાર્યક્ષમતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

અલબત્ત, P4 નો ઉપયોગ પ્રોગ્રામ્સ લખવા માટે થઈ શકે છે જે રૂટીંગની સંપૂર્ણપણે નવી રીતોનું વર્ણન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડેટા સેન્ટર્સ, એન્ટરપ્રાઇઝ અને સર્વિસ પ્રોવાઇડર નેટવર્ક્સમાં ટેલિમેટ્રી અને માપન માટે P4 વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સંશોધન સમુદાય પણ આગળ વધ્યો છે. કેટલાક અગ્રણી શૈક્ષણિક નેટવર્કિંગ સંશોધન જૂથોએ P4 પ્રોગ્રામ પર આધારિત આકર્ષક નવી એપ્લિકેશનો પ્રકાશિત કરી છે, જેમાં લોડ બેલેન્સિંગ, સર્વસંમતિ પ્રોટોકોલ્સ અને કી વેલ્યુ કેશીંગનો સમાવેશ થાય છે. એક નવો પ્રોગ્રામિંગ દાખલો બનાવવામાં આવી રહ્યો છે, નવીનતા હાર્ડવેરથી સોફ્ટવેર તરફ આગળ વધી રહી છે, જે ઘણા અણધાર્યા, નવા અને બુદ્ધિશાળી વિચારોને બહાર આવવા દે છે.

વિકાસકર્તા સમુદાયે કોડ ડેવલપમેન્ટમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું છે, જેમાં કમ્પાઇલર્સ, પાઇપલાઇન્સ, બિહેવિયરલ મોડલ્સ, API, ટેસ્ટ ફ્રેમવર્ક, એપ્લિકેશન્સ અને વધુનો સમાવેશ થાય છે. અલીબાબા, AT&T, બેરફૂટ, સિસ્કો, ફોક્સ નેટવર્ક્સ, Google, Intel, IXIA, જ્યુનિપર નેટવર્ક્સ, Mellanox, Microsoft, Netcope, Netronome, VMware, Xilinx, અને ZTE જેવી કંપનીઓ પાસે સમર્પિત વિકાસકર્તાઓ છે; BUPT, કોર્નેલ, હાર્વર્ડ, MIT, NCTU, પ્રિન્સટન, સ્ટેનફોર્ડ, ટેક્નિયન, સિંઘુઆ, UMass અને USI સહિતની યુનિવર્સિટીઓમાંથી; અને CORD, FD.io, OpenDaylight, ONOS, OvS, SAI અને સ્ટ્રેટમ સહિતના ઓપન સોર્સ પ્રોજેક્ટ એ હકીકતને પ્રકાશિત કરે છે કે P4 એક સ્વતંત્ર સમુદાય પ્રોજેક્ટ છે.

P4 ભાષા માટે નિયંત્રકોની લાક્ષણિક પેઢી:

અરજીની સંભાવનાઓ

ભાષા એ રૂટીંગ એપ્લીકેશન માટે બનાવાયેલ હોવાથી, જરૂરિયાતો અને ડિઝાઇન વિકલ્પોની યાદી સામાન્ય હેતુવાળી પ્રોગ્રામિંગ ભાષાઓની તુલનામાં અલગ છે. ભાષાની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ છે:

1. લક્ષ્ય અમલીકરણથી સ્વતંત્રતા;
2. વપરાયેલ પ્રોટોકોલ(ઓ)ની સ્વતંત્રતા;
3. ક્ષેત્ર પુનઃરૂપરેખાક્ષમતા.

લક્ષ્ય અમલીકરણથી સ્વતંત્રતા

P4 પ્રોગ્રામ્સને અમલીકરણ સ્વતંત્ર બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે, એટલે કે તેઓ સામાન્ય હેતુના પ્રોસેસર્સ, FPGAs, સિસ્ટમ-ઓન-ચીપ્સ, નેટવર્ક પ્રોસેસર્સ અને ASICs જેવા વિવિધ પ્રકારના એક્ઝેક્યુશન એન્જિન માટે કમ્પાઈલ કરી શકાય છે. આ વિવિધ પ્રકારના મશીનોને P4 લક્ષ્યો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને દરેક લક્ષ્યને P4 સ્રોત કોડને લક્ષ્ય સ્વિચ મોડલમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે કમ્પાઈલરની જરૂર પડે છે. કમ્પાઇલરને લક્ષ્ય ઉપકરણ, બાહ્ય સોફ્ટવેર અથવા તો ક્લાઉડ સેવામાં બનાવી શકાય છે. કારણ કે P4 પ્રોગ્રામ્સ માટેના ઘણા મૂળ લક્ષ્યો સરળ પેકેટ સ્વિચિંગ માટે હતા, તે "P4 સ્વીચ" શબ્દ સાંભળવા માટે ખૂબ જ સામાન્ય છે, તેમ છતાં "P4 લક્ષ્ય" વધુ સચોટ છે.

વપરાયેલ પ્રોટોકોલ(ઓ)ની સ્વતંત્રતા

P4 પ્રોટોકોલ સ્વતંત્ર છે. આનો અર્થ એ થયો કે ભાષામાં સામાન્ય પ્રોટોકોલ જેમ કે IP, Ethernet, TCP, VxLAN અથવા MPLS માટે મૂળ આધાર નથી. તેના બદલે, P4 પ્રોગ્રામર પ્રોગ્રામમાં જરૂરી પ્રોટોકોલના હેડર ફોર્મેટ્સ અને ફીલ્ડ નામોનું વર્ણન કરે છે, જે બદલામાં સંકલિત પ્રોગ્રામ અને લક્ષ્ય ઉપકરણ દ્વારા અર્થઘટન અને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

ક્ષેત્ર પુનઃરૂપરેખાક્ષમતા

પ્રોટોકોલ સ્વતંત્રતા અને અમૂર્ત ભાષા મોડેલ પુનઃરૂપરેખાક્ષમતા માટે પરવાનગી આપે છે - P4 લક્ષ્યો સિસ્ટમ તૈનાત થયા પછી પેકેટ પ્રક્રિયાને બદલવા માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ. આ ક્ષમતા પરંપરાગત રીતે ફિક્સ-ફંક્શન ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટને બદલે સામાન્ય હેતુના પ્રોસેસર્સ અથવા નેટવર્ક પ્રોસેસર્સ દ્વારા રૂટીંગ સાથે સંકળાયેલી છે.

જો કે ભાષામાં એવું કંઈ નથી કે જે પ્રોટોકોલ્સના ચોક્કસ સમૂહના પ્રદર્શનના ઑપ્ટિમાઇઝેશનને અટકાવે, આ ઑપ્ટિમાઇઝેશન ભાષા લેખક માટે અદ્રશ્ય છે અને આખરે સિસ્ટમ અને લક્ષ્યોની લવચીકતા અને તેમની પુનઃરૂપરેખાક્ષમતાને ઘટાડી શકે છે.

ભાષાની આ લાક્ષણિકતાઓ શરૂઆતમાં તેના સર્જકો દ્વારા નેટવર્ક ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરમાં તેના વ્યાપક ઉપયોગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને નિર્ધારિત કરવામાં આવી હતી.

ભાષાનો ઉપયોગ ઘણી કંપનીઓમાં પહેલેથી જ થાય છે:

1) હાઇપરસ્કેલ ડેટા કેન્દ્રો;

ચાઇનીઝ કંપની Tencent વિશ્વની સૌથી મોટી રોકાણ કંપની છે અને સૌથી મોટી વેન્ચર કેપિટલ કંપનીઓમાંની એક છે. Tencentની પેટાકંપનીઓ, બંને ચીનમાં અને વિશ્વના અન્ય દેશોમાં, વિવિધ ઈન્ટરનેટ સેવાઓ, આર્ટિફિશિયલ ઈન્ટેલિજન્સ અને ઈલેક્ટ્રોનિક મનોરંજનના ક્ષેત્રમાં વિકાસ સહિત હાઈ-ટેક બિઝનેસના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં નિષ્ણાત છે.

P4 અને પ્રોગ્રામેબલ રૂટીંગ એ અદ્યતન તકનીકો છે જેનો ઉપયોગ કંપનીના નેટવર્ક આર્કિટેક્ચરમાં થાય છે.

એક પ્રેરક તરીકે, Google ને નેટવર્કિંગ ઉદ્યોગમાં અને ખાસ કરીને ડેટા સેન્ટર આર્કિટેક્ચરલ ડિઝાઇનમાં P4 ના ઝડપી દત્તકની નોંધ લેવા માટે ગર્વ છે.

2) વાણિજ્યિક કંપનીઓ;

Goldman Sachs ઓપન સોર્સ સમુદાય સાથે કામ કરવાનો અને નેટવર્ક ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરમાં નવીનતા લાવવા અને ગ્રાહકો માટે વધુ સારા ઉકેલો પ્રદાન કરવા માટે સામાન્ય ધોરણો અને ઉકેલો વિકસાવવાનો લાભ લે છે.

3) ઉત્પાદન;

સમગ્ર નેટવર્કિંગ ઉદ્યોગને P4 જેવી ભાષાથી ફાયદો થશે જે ફોરવર્ડિંગ વર્તનને વિશિષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરે છે. સિસ્કો પણ આ ભાષાનો ઉપયોગ કરવા માટે તેની પ્રોડક્ટ લાઇનને સ્થાનાંતરિત કરવામાં માને છે.

જ્યુનિપર નેટવર્ક્સે સંખ્યાબંધ ઉત્પાદનોમાં P4 અને P4 રનટાઇમનો સમાવેશ કર્યો છે, અને જ્યુનિપર એમ્બેડેડ પ્રોસેસર અને તેના સોફ્ટવેર કોડને પ્રોગ્રામેટિક એક્સેસ પ્રદાન કરે છે.

રુઇજી નેટવર્ક્સ P4 અને તે નેટવર્કને જે લાભો લાવે છે તેનો મજબૂત સમર્થક છે. P4 સાથે, કંપની ગ્રાહકોની વિશાળ શ્રેણીને શ્રેષ્ઠ-ઇન-ક્લાસ સોલ્યુશન્સ બનાવી અને પહોંચાડી શકે છે.

4) દૂરસંચાર પ્રદાતાઓ;

AT&T એ P4 નો પ્રારંભિક અપનાવનાર હતો, જે તે તેના નેટવર્કમાં જે વર્તણૂક જોવા માંગતો હતો તેને વ્યાખ્યાયિત કરવા અને તેના નેટવર્ક પર P4 પ્રોગ્રામેબલ ફોરવર્ડિંગ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવા માટે P4 નો ઉપયોગ કરનાર સૌપ્રથમમાંનો એક હતો.

Deutsche Telekom પર, એક્સેસ 4.0 પ્રોગ્રામના ભાગ રૂપે કી નેટવર્ક ફંક્શન્સને પ્રોટોટાઇપ કરવા માટે ભાષાનો ઉપયોગ થાય છે.

5) સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ;

આ ભાષાએ નેટવર્ક રૂટીંગ પ્લેનમાં સોફ્ટવેર ક્ષમતાઓ પહોંચાડવા માટે એક નવો દાખલો અમલમાં મૂકવા માટે બેરફૂટને સક્ષમ કર્યું.

Xilinx P4.org ના સ્થાપકોમાંના એક હતા અને P4 ભાષાના વિકાસમાં સક્રિયપણે સામેલ હતા અને તેને SmartNIC અને NFV હાર્ડવેર માટે FPGA-આધારિત પ્રોગ્રામેબલ પ્લેટફોર્મમાં અમલમાં મૂક્યું હતું, SDNet ડિઝાઇનના ભાગ રૂપે પ્રથમ P416 કમ્પાઇલરમાંથી એકને બહાર પાડ્યું હતું.

6) સોફ્ટવેર.

VMware માને છે કે P4 જબરદસ્ત ઊર્જા, નવીનતા અને સમુદાય બનાવે છે જે નેટવર્કમાં અર્થપૂર્ણ અને જરૂરી પરિવર્તન લાવે છે. VMware શરૂઆતથી જ આ ઉદ્યોગ ચળવળનો ભાગ છે, કારણ કે નવીનતાની નવી તરંગ સૉફ્ટવેર-આધારિત અભિગમો દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે જે ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર ક્ષમતાઓને વિસ્તૃત કરે છે અને નવીનતમ ઉત્પાદનોમાં તેનો અમલ કરે છે.

આમ, P4 એ લક્ષ્ય-સ્વતંત્ર અને પ્રોટોકોલ-સ્વતંત્ર પ્રોગ્રામિંગ લેંગ્વેજ છે જેનો ઉપયોગ ઉદ્યોગ અને એકેડેમિયા દ્વારા પેકેટ રૂટીંગ વર્તણૂકને પ્રોગ્રામ તરીકે વિશિષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે કરવામાં આવે છે, જે બદલામાં બહુવિધ લક્ષ્યો માટે સંકલિત કરી શકાય છે. આજે, લક્ષ્યાંકોમાં હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેર સ્વીચો, હાઇપરવાઇઝર સ્વીચો, NPUs, GPUs, FPGAs, SmartNICs અને ASIC નો સમાવેશ થાય છે.

ભાષાની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ તેની એપ્લિકેશનના અવકાશને નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તૃત કરે છે અને નેટવર્ક આર્કિટેક્ચરમાં તેના ઝડપી અમલીકરણની ખાતરી કરે છે.

શરૂ કરી રહ્યા છીએ

P4 એક ખુલ્લો પ્રોજેક્ટ છે, તમામ સંબંધિત માહિતી વેબસાઇટ પર છે P4.org

રીપોઝીટરી લિંક https://github.com/p4lang, જ્યાં તમે ઉદાહરણ સ્ત્રોત કોડ અને ટ્યુટોરિયલ્સ મેળવી શકો છો.

માં નાખો P4 સપોર્ટ સાથે Eclipse માટે, પરંતુ અમે ભલામણ કરી શકીએ છીએ P4 સ્ટુડિયો ઉઘાડપગું થી.

ચાલો કર્નલના મુખ્ય એબ્સ્ટ્રેક્શન્સ જોઈએ:

હેડરો વ્યાખ્યાયિત કરી રહ્યા છીએ — તેમની મદદ સાથે, પ્રોટોકોલ હેડરો નક્કી કરવામાં આવે છે.

હેડરની વ્યાખ્યા સ્પષ્ટ કરે છે:

• પેકેટ ફોર્મેટ અને હેડર ફીલ્ડ નામોનું વર્ણન
• નિશ્ચિત અને ચલ મંજૂર ક્ષેત્રો

ઉદાહરણ તરીકે

header Ethernet_h{
    bit<48>  dstAddr;
    bit<48>  srcAddr;
    bit<16>  etherType;
}


header IPv4_h{
    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;
    bit<32>  srcAddr;
    bit<32>  dstAddr;
    varbit<320>  options;
}


પાર્સર્સ - તેમનું કાર્ય હેડલાઇન્સનું વિશ્લેષણ કરવાનું છે.

નીચેનું પાર્સર ઉદાહરણ મશીનની અંતિમ સ્થિતિનું એક પ્રારંભિક સ્થિતિમાંથી બે અંતિમ સ્થિતિમાંથી એકમાં સંક્રમણ નક્કી કરશે:

parser MyParser(){
 state  start{transition parse_ethernet;}
 state  parse_ethernet{
    packet.extract(hdr.ethernet);
    transition select(hdr.ethernet.etherType){
        TYPE_IPV4: parse_ipv4;
        default: accept;
        }
    }…
}


કોષ્ટકો — વપરાશકર્તા કીને ક્રિયાઓ સાથે જોડતી મશીન સ્થિતિઓ સમાવે છે. ક્રિયાઓ — પેકેજની હેરફેર કેવી રીતે થવી જોઈએ તેનું વર્ણન.

કોષ્ટકોમાં પેકેટ ફોરવર્ડિંગ માટે સ્ટેટ્સ (મેનેજમેન્ટ લેવલ પર વ્યાખ્યાયિત) હોય છે, મેચ-એક્શન યુનિટનું વર્ણન કરે છે

પેકેટ્સ આના દ્વારા મેળ ખાય છે:

• ચોક્કસ મેળ
• સૌથી લાંબી ઉપસર્ગ મેચ (LPM)
• ટ્રિપલ મેચિંગ (માસ્કિંગ)

table ipv4_lpm{
    reads{
        ipv4.dstAddr: lpm;
    } actions {
        forward();
    }
}

બધી સંભવિત ક્રિયાઓ અગાઉથી કોષ્ટકોમાં વ્યાખ્યાયિત કરવી આવશ્યક છે.

ક્રિયાઓમાં કોડ અને ડેટાનો સમાવેશ થાય છે. ડેટા મેનેજમેન્ટ લેવલ પરથી આવે છે (દા.ત. IP એડ્રેસ/પોર્ટ નંબર્સ). ચોક્કસ, લૂપ-ફ્રી પ્રિમિટિવ્સ સીધી ક્રિયામાં સ્પષ્ટ કરી શકાય છે, પરંતુ સૂચનાઓની સંખ્યા અનુમાનિત હોવી જોઈએ. તેથી, ક્રિયાઓમાં કોઈપણ લૂપ્સ અથવા શરતી નિવેદનો હોઈ શકતા નથી.

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;
}


મેચ-એક્શન મોડ્યુલ્સ — શોધ કી બનાવવાની ક્રિયાઓ, કોષ્ટકમાં શોધો, ક્રિયાઓ કરો.

મોડ્યુલનું લાક્ષણિક ઉદાહરણ આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યું છે:

નિયંત્રણ પ્રવાહ — મેચ-એક્શન મોડ્યુલોનો ઉપયોગ કયા ક્રમમાં થાય છે તે સૂચવે છે. આ એક આવશ્યક પ્રોગ્રામ છે જે ઉચ્ચ સ્તરીય તર્ક અને મેચ-એક્શન ક્રમને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. નિયંત્રણ પ્રવાહ નિયંત્રણના સ્તરને વ્યાખ્યાયિત કરીને તમામ વસ્તુઓને જોડે છે.

બાહ્ય પદાર્થો સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત આર્કિટેક્ચર અને API ઈન્ટરફેસ સાથે ચોક્કસ વસ્તુઓ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચેકસમ ગણતરી, રજિસ્ટર, કાઉન્ટર્સ, કાઉન્ટર્સ, વગેરે.

extern register{
    register(bit<32> size);
    void read(out T result, in bit<32> index);
    void write(in bit<32> index, in T value);
}


extern Checksum16{
  Checksum16();    //constructor
  void clear();    //prepare unit for computation
  void update(in T data);    //add data to checksum
  void remove(in T data);  /remove data from existing checksum
  bit<16> get(); //get the checksum for the data added since last clear
}

મેટાડેટા — દરેક પેકેજ સાથે સંકળાયેલ ડેટા સ્ટ્રક્ચર.

મેટાડેટાના 2 પ્રકાર છે:

  કસ્ટમ મેટાડેટા (તમામ પેકેજો માટે ખાલી માળખું)
    તમે જે ઇચ્છો તે અહીં મૂકી શકો છો
    સમગ્ર પાઇપલાઇનમાં ઉપલબ્ધ છે
    તમારા પોતાના હેતુઓ માટે વાપરવા માટે અનુકૂળ, ઉદાહરણ તરીકે, પેકેજ હેશ સ્ટોર કરવા માટે

  આંતરિક મેટાડેટા - આર્કિટેક્ચર દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે
    ઇનપુટ પોર્ટ, આઉટપુટ પોર્ટ અહીં વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે
    ટાઇમસ્ટેમ્પ જ્યારે પેકેટ કતારમાં હતું, કતારની ઊંડાઈ
    મલ્ટિકાસ્ટ હેશ / મલ્ટિકાસ્ટ કતાર
    પેકેજ પ્રાધાન્યતા, પેકેજ મહત્વ
    આઉટપુટ પોર્ટ સ્પષ્ટીકરણ (દા.ત. આઉટપુટ કતાર)

P4 કમ્પાઇલર

P4 કમ્પાઇલર (P4C) જનરેટ કરે છે:

1. ડેટા પ્લેન રનટાઇમ
2. ડેટા પ્લેનમાં મશીનની સ્થિતિનું સંચાલન કરવા માટે API

P4 ભાષામાં સોફ્ટવેર સ્વિચનું ઉદાહરણ

સ્ત્રોત કોડ રીપોઝીટરીમાંથી ડાઉનલોડ કરી શકાય છે.

p4lang/p4c-bm: bmv2 માટે JSON રૂપરેખાંકન બનાવે છે
p4lang/bmv2: એક સોફ્ટવેર સ્વીચ જે bmv2 સંસ્કરણ JSON રૂપરેખાંકનોને સમજે છે

આકૃતિ પ્રોજેક્ટ સંકલન ડાયાગ્રામ બતાવે છે:

કોષ્ટકો, રીડિંગ રજિસ્ટર, કાઉન્ટર્સ સાથે મેનીપ્યુલેશન્સ:

• table_set_default <table name> <action name> <action parameters>
• table_add <table name> <action name> <match fields> => <action
  parameters> [priority]
• table_delete <table name> <entry handle>

સોફ્ટવેર સ્વિચ API ના અનુકૂળ ઉપયોગ માટે સ્ત્રોત કોડમાં simple_switch_CLI પ્રોગ્રામ છે.

તમે આ અને અન્ય ઉદાહરણો રીપોઝીટરીમાંથી ડાઉનલોડ કરી શકો છો.

PS આ ઉનાળાની શરૂઆતમાં, ઇન્ટેલે હાયપરસ્કેલ ક્લાઉડ વપરાશકર્તાઓની જરૂરિયાતોને ઝડપથી પૂરી કરવાના પ્રયાસરૂપે બેરફૂટ નેટવર્ક્સ હસ્તગત કરવા માટે કરાર પર હસ્તાક્ષર કર્યા હતા. નવીન શેનોય (ઇન્ટેલ કોર્પોરેશનમાં ડેટા સેન્ટર ગ્રુપના એક્ઝિક્યુટિવ વાઇસ પ્રેસિડેન્ટ અને જનરલ મેનેજર)એ કહ્યું તેમ, આ ઇન્ટેલને ડેટા સેન્ટરના ગ્રાહકો માટે મોટા વર્કલોડ અને વધુ તકો પૂરી પાડવાની મંજૂરી આપશે.

મારા અંગત અભિપ્રાયમાં, આપણે એ ન ભૂલવું જોઈએ કે ઇન્ટેલ FPGA ચિપ્સના ઉત્પાદનમાં અગ્રેસર છે અને તેની પાસે ઉત્તમ ક્વાર્ટસ વાતાવરણ છે. આનો અર્થ એ છે કે અમે અપેક્ષા રાખી શકીએ છીએ કે ઇન્ટેલના આગમન સાથે, બેરફૂટ માત્ર તેની પ્રોડક્ટ લાઇનને વિસ્તૃત કરશે નહીં, પરંતુ ક્વાર્ટસ અને P4 સ્ટુડિયોને પણ ટોફિનો અને ટોફિનો 2 લાઇનમાં ગંભીર અપડેટ્સ અને વધારાઓ પ્રાપ્ત થશે.

P4 સમુદાયના સત્તાવાર સભ્ય - કંપની પરિબળ જૂથ.

સોર્સ: www.habr.com