ພາສາການຂຽນໂປລແກລມ P4

P4 ເປັນພາສາການຂຽນໂປລແກລມທີ່ຖືກອອກແບບເພື່ອກໍານົດກົດລະບຽບການກໍານົດເສັ້ນທາງຂອງແພັກເກັດ. ບໍ່ເຫມືອນກັບພາສາທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປເຊັ່ນ C ຫຼື Python, P4 ເປັນພາສາສະເພາະຂອງໂດເມນທີ່ມີການອອກແບບຈໍານວນຫນຶ່ງທີ່ເຫມາະສໍາລັບເສັ້ນທາງເຄືອຂ່າຍ.

P4 ເປັນພາສາແຫຼ່ງເປີດທີ່ໄດ້ຮັບອະນຸຍາດ ແລະຮັກສາໄວ້ໂດຍອົງການບໍ່ຫວັງຜົນກຳໄລທີ່ເອີ້ນວ່າ P4 Language Consortium. ມັນຍັງໄດ້ຮັບການສະຫນັບສະຫນູນໂດຍ Open Networking Foundation (ONF) ແລະ Linux Foundation (LF), ສອງອົງການຈັດຕັ້ງ umbrella ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດສໍາລັບໂຄງການເຄືອຂ່າຍແຫຼ່ງເປີດ.
ພາສາດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໃນເບື້ອງຕົ້ນໃນປີ 2013 ແລະໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນເອກະສານ SIGCOMM CCR ປີ 2014 ທີ່ມີຊື່ວ່າ "Protocol Independent, Packet Routing Processor Programming."

ນັບຕັ້ງແຕ່ການເລີ່ມຕົ້ນຂອງມັນ, P4 ໄດ້ເຕີບໃຫຍ່ແລະພັດທະນາຢ່າງໄວວາ, ກາຍເປັນມາດຕະຖານສໍາລັບການອະທິບາຍການສົ່ງຕໍ່ແພັກເກັດໂດຍອຸປະກອນເຄືອຂ່າຍ, ລວມທັງອະແດບເຕີເຄືອຂ່າຍ, ສະວິດ, ແລະ routers.

ທ່ານ Guru Parulkar, ຜູ້ ອຳ ນວຍການຝ່າຍບໍລິຫານຂອງ Open Networking Foundation ກ່າວວ່າ "SDN ໄດ້ຫັນປ່ຽນອຸດສາຫະ ກຳ ເຄືອຂ່າຍ, ແລະ P4 ເອົາ SDN ໄປສູ່ລະດັບຕໍ່ໄປໂດຍການ ນຳ ເອົາໂຄງການໄປສູ່ເສັ້ນທາງ,".

ພາສາ P4 ຖືກສ້າງຂື້ນໃນເບື້ອງຕົ້ນໂດຍກຸ່ມວິສະວະກອນແລະນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກ Google, Intel, Microsoft Research, Barefoot, Princeton ແລະ Stanford. ເປົ້າໝາຍແມ່ນງ່າຍດາຍ: ສ້າງພາສາທີ່ໃຊ້ງ່າຍທີ່ຜູ້ພັດທະນາຊອບແວສາມາດຮຽນຮູ້ໃນມື້ໜຶ່ງ ແລະໃຊ້ເພື່ອອະທິບາຍຢ່າງຖືກຕ້ອງວ່າແພັກເກັດຖືກສົ່ງຜ່ານເຄືອຂ່າຍແນວໃດ.

ຕັ້ງແຕ່ເລີ່ມຕົ້ນ, P4 ໄດ້ຖືກອອກແບບໃຫ້ເປັນເປົ້າຫມາຍທີ່ເປັນເອກະລາດ (i.e. ໂຄງການທີ່ຂຽນໃນ P4 ສາມາດຖືກລວບລວມບໍ່ປ່ຽນແປງເພື່ອດໍາເນີນການໃນຫຼາຍໆເປົ້າຫມາຍເຊັ່ນ ASICs, FPGAs, CPUs, NPUs ແລະ GPUs).

ພາສາຍັງເປັນເອກະລາດຂອງໂປໂຕຄອນ (ເຊັ່ນ: ໂປຣແກຣມ P4 ສາມາດອະທິບາຍໂປຣໂຕຄໍມາດຕະຖານທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ ຫຼືໃຊ້ເພື່ອລະບຸຮູບແບບທີ່ຢູ່ແບບກຳນົດເອງໃໝ່).

ໃນອຸດສາຫະກໍາ, P4 ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການດໍາເນີນໂຄງການອຸປະກອນ. ບາງທີໃນອະນາຄົດ Internet-RFC ແລະມາດຕະຖານ IEEE ຈະລວມເຖິງຂໍ້ກໍານົດ P4.

P4 ສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້ສໍາລັບທັງສອງອຸປະກອນທີ່ມີຫນ້າທີ່ຕັ້ງແລະຄົງທີ່. ຕົວຢ່າງ, ມັນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອບັນທຶກພຶດຕິກໍາການປ່ຽນທໍ່ໃນ Switch Abstraction Interface (SAI) APIs ທີ່ໃຊ້ໂດຍແຫຼ່ງເປີດ SONiC switch OS. P4 ຍັງຖືກໃຊ້ໃນໂຄງການ ONF Stratum ເພື່ອອະທິບາຍພຶດຕິກໍາການປ່ຽນໄປທົ່ວອຸປະກອນຄົງທີ່ ແລະ ໂປຣແກຣມທີ່ຫຼາກຫຼາຍ.

ສໍາລັບຄັ້ງທໍາອິດ, ການອະທິບາຍພຶດຕິກໍາຂອງສະຫຼັບແລະຕົວດັດແປງເຄືອຂ່າຍຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານສ້າງຮູບແບບການປະຕິບັດທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງເຄືອຂ່າຍທັງຫມົດກ່ອນທີ່ຈະນໍາໃຊ້. ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຄລາວຂະຫນາດໃຫຍ່ສາມາດທົດສອບແລະແກ້ໄຂເຄືອຂ່າຍທັງຫມົດໂດຍໃຊ້ຊໍແວ, ຫຼຸດຜ່ອນເວລາແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການທົດສອບການໂຕ້ຕອບໃນຫ້ອງທົດລອງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໂດຍບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີຮາດແວລາຄາແພງ.

ໂດຍການນໍາໃຊ້ P4, ຜູ້ຂາຍອຸປະກອນເຄືອຂ່າຍສາມາດຄາດຫວັງວ່າພຶດຕິກໍາການກໍານົດເສັ້ນທາງທົ່ວໄປໃນທົ່ວຜະລິດຕະພັນທັງຫມົດ, ອະນຸຍາດໃຫ້ນໍາໃຊ້ຄືນໃຫມ່ຂອງໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງການທົດສອບ, ການພັດທະນາຊອບແວການຄຸ້ມຄອງງ່າຍ, ແລະໃນທີ່ສຸດຮັບປະກັນການເຮັດວຽກຮ່ວມກັນ.

ແນ່ນອນ, P4 ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຂຽນໂປຼແກຼມທີ່ອະທິບາຍວິທີການໃຫມ່ຢ່າງສົມບູນ. ຕົວຢ່າງ, P4 ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບການ telemetry ແລະການວັດແທກໃນສູນຂໍ້ມູນ, ວິສາຫະກິດແລະເຄືອຂ່າຍຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ.

ຊຸມຊົນການຄົ້ນຄວ້າຍັງໄດ້ກ້າວຂຶ້ນ. ກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາເຄືອຂ່າຍທາງວິຊາການຊັ້ນນໍາຫຼາຍກຸ່ມໄດ້ເຜີຍແຜ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃຫມ່ທີ່ຫນ້າຕື່ນເຕັ້ນໂດຍອີງໃສ່ໂຄງການ P4, ລວມທັງການດຸ່ນດ່ຽງການໂຫຼດ, ອະນຸສັນຍາເປັນເອກະສັນ, ແລະການເກັບຮັກສາມູນຄ່າທີ່ສໍາຄັນ. ຮູບແບບການຂຽນໂປລແກລມໃຫມ່ກໍາລັງຖືກສ້າງຂື້ນ, ນະວັດຕະກໍາກໍາລັງເຄື່ອນຍ້າຍຈາກຮາດແວໄປສູ່ຊອບແວ, ເຮັດໃຫ້ແນວຄວາມຄິດທີ່ບໍ່ຄາດຄິດ, ໃຫມ່ແລະ ingenious ອອກມາ.

ຊຸມຊົນນັກພັດທະນາໄດ້ປະກອບສ່ວນທີ່ສໍາຄັນໃນການພັດທະນາລະຫັດ, ລວມທັງການລວບລວມ, ທໍ່, ຮູບແບບພຶດຕິກໍາ, APIs, ກອບການທົດສອບ, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, ແລະອື່ນໆ. ບໍລິສັດເຊັ່ນ: Alibaba, AT&T, Barefoot, Cisco, Fox Networks, Google, Intel, IXIA, Juniper Networks, Mellanox, Microsoft, Netcope, Netronome, VMware, Xilinx, ແລະ ZTE ມີນັກພັດທະນາທີ່ອຸທິດຕົນ; ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລລວມທັງ BUPT, Cornell, Harvard, MIT, NCTU, Princeton, Stanford, Technion, Tsinghua, UMass, ແລະ USI; ແລະໂຄງການແຫຼ່ງເປີດລວມທັງ CORD, FD.io, OpenDaylight, ONOS, OvS, SAI ແລະ Stratum ເນັ້ນຫນັກເຖິງຄວາມຈິງທີ່ວ່າ P4 ເປັນໂຄງການຊຸມຊົນເອກະລາດ.

ການຜະລິດແບບປົກກະຕິຂອງຕົວຄວບຄຸມສໍາລັບພາສາ P4:

ຄວາມສົດໃສດ້ານຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ

ເນື່ອງຈາກພາສາແມ່ນມີຈຸດປະສົງສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເສັ້ນທາງ, ບັນຊີລາຍຊື່ຂອງຄວາມຕ້ອງການແລະທາງເລືອກໃນການອອກແບບແມ່ນແຕກຕ່າງກັນເມື່ອທຽບກັບພາສາການຂຽນໂປລແກລມທົ່ວໄປ. ລັກສະນະຕົ້ນຕໍຂອງພາສາແມ່ນ:

1. ເອກະລາດຈາກການປະຕິບັດເປົ້າຫມາຍ;
2. ເອກະລາດຂອງພິທີການ (s) ນໍາໃຊ້;
3. ການກຳນົດຄ່າພາກສະໜາມຄືນໃໝ່.

ເອກະລາດຈາກການປະຕິບັດເປົ້າຫມາຍ

ໂປຣແກມ P4 ໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອໃຫ້ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດເປັນເອກະລາດ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າພວກເຂົາສາມາດຖືກລວບລວມສໍາລັບເຄື່ອງຈັກປະຕິບັດຫຼາຍປະເພດ, ເຊັ່ນ: ໂປເຊດເຊີທີ່ມີຈຸດປະສົງທົ່ວໄປ, FPGAs, system-on-chips, ໂປເຊດເຊີເຄືອຂ່າຍ, ແລະ ASICs. ເຄື່ອງຈັກປະເພດຕ່າງໆເຫຼົ່ານີ້ເອີ້ນວ່າ P4 ເປົ້າຫມາຍ, ແລະແຕ່ລະເປົ້າຫມາຍຕ້ອງການ compiler ເພື່ອປ່ຽນລະຫັດແຫຼ່ງ P4 ເຂົ້າໄປໃນຮູບແບບການປ່ຽນເປົ້າຫມາຍ. compiler ສາມາດໄດ້ຮັບການສ້າງຂຶ້ນໃນອຸປະກອນເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ, ຊອບແວພາຍນອກ, ຫຼືແມ້ກະທັ້ງການບໍລິການຟັງໄດ້. ເນື່ອງຈາກວ່າຫຼາຍເປົ້າຫມາຍຕົ້ນສະບັບສໍາລັບໂປແກມ P4 ແມ່ນສໍາລັບການປ່ຽນແພັກເກັດທີ່ງ່າຍດາຍ, ມັນເປັນເລື່ອງທົ່ວໄປຫຼາຍທີ່ຈະໄດ້ຍິນຄໍາວ່າ "P4 switch" ເຖິງແມ່ນວ່າ "ເປົ້າຫມາຍ P4" ແມ່ນຖືກຕ້ອງກວ່າ.

ເອກະລາດຂອງພິທີການ (s) ຖືກນໍາໃຊ້

P4 ແມ່ນອະນຸສັນຍາເອກະລາດ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າພາສາບໍ່ມີການສະຫນັບສະຫນູນພື້ນເມືອງສໍາລັບໂປໂຕຄອນທົ່ວໄປເຊັ່ນ IP, Ethernet, TCP, VxLAN ຫຼື MPLS. ແທນທີ່ຈະ, ໂປລແກລມ P4 ອະທິບາຍຮູບແບບສ່ວນຫົວແລະຊື່ພາກສະຫນາມຂອງໂປໂຕຄອນທີ່ຕ້ອງການໃນໂຄງການ, ເຊິ່ງໃນນັ້ນຖືກຕີຄວາມແລະການປຸງແຕ່ງໂດຍໂຄງການລວບລວມແລະອຸປະກອນເປົ້າຫມາຍ.

ການກຳນົດຄ່າພາກສະໜາມຄືນໃໝ່

ຮູບແບບພາສາທີ່ເປັນເອກະລາດຂອງໂປຣໂຕຄໍ ແລະແບບບໍ່ມີຕົວຕົນອະນຸຍາດໃຫ້ມີການກຳນົດຄ່າຄືນໃໝ່ໄດ້—ເປົ້າໝາຍ P4 ຄວນສາມາດປ່ຽນແປງການປະມວນຜົນແພັກເກັດໄດ້ຫຼັງຈາກລະບົບຖືກນຳໃຊ້. ຄວາມສາມາດນີ້ໄດ້ຖືກຜູກມັດແບບດັ້ງເດີມກັບເສັ້ນທາງຜ່ານໂປເຊດເຊີທີ່ມີຈຸດປະສົງທົ່ວໄປຫຼືໂປເຊດເຊີເຄືອຂ່າຍແທນທີ່ຈະເປັນວົງຈອນປະສົມປະສານທີ່ມີຫນ້າທີ່ຄົງທີ່.

ເຖິງແມ່ນວ່າບໍ່ມີຫຍັງໃນພາສາທີ່ຈະປ້ອງກັນການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຊຸດໂປໂຕຄອນໂດຍສະເພາະ, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນບໍ່ສາມາດເບິ່ງເຫັນໄດ້ໂດຍຜູ້ຂຽນພາສາແລະໃນທີ່ສຸດສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງລະບົບແລະເປົ້າຫມາຍແລະການປັບຄ່າຂອງພວກເຂົາຄືນໃຫມ່.

ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ຂອງພາສາໄດ້ຖືກວາງໄວ້ໃນເບື້ອງຕົ້ນໂດຍຜູ້ສ້າງຂອງມັນໂດຍສຸມໃສ່ການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນໂຄງສ້າງເຄືອຂ່າຍ.

ພາສາໄດ້ຖືກໃຊ້ແລ້ວໃນບໍລິສັດຈໍານວນຫຼາຍ:

1) ສູນຂໍ້ມູນ Hyperscale;

ບໍລິສັດຈີນ Tencent ເປັນບໍລິສັດລົງທຶນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນໂລກແລະເປັນຫນຶ່ງໃນບໍລິສັດລົງທຶນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ. ບໍລິສັດຍ່ອຍຂອງ Tencent, ທັງຢູ່ໃນປະເທດຈີນແລະປະເທດອື່ນໆທົ່ວໂລກ, ມີຄວາມຊ່ຽວຊານໃນດ້ານຕ່າງໆຂອງທຸລະກິດເຕັກໂນໂລຢີສູງ, ລວມທັງການບໍລິການອິນເຕີເນັດຕ່າງໆ, ການພັດທະນາໃນດ້ານປັນຍາປະດິດແລະການບັນເທີງທາງເອເລັກໂຕຣນິກ.

P4 ແລະ routing programmable ແມ່ນເຕັກໂນໂລຊີກ້າວຫນ້າທາງດ້ານທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ໃນສະຖາປັດຕະເຄືອຂ່າຍຂອງບໍລິສັດ.

ໃນຖານະເປັນຫນຶ່ງໃນຕົ້ນກໍາເນີດ, Google ມີຄວາມພູມໃຈທີ່ຈະສັງເກດເຫັນການຮັບຮອງເອົາ P4 ຢ່າງໄວວາໃນອຸດສາຫະກໍາເຄືອຂ່າຍແລະໃນການອອກແບບສະຖາປັດຕະຍະກໍາຂອງສູນຂໍ້ມູນໂດຍສະເພາະ.

2) ບໍລິສັດການຄ້າ;

Goldman Sachs ໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກການເຮັດວຽກກັບຊຸມຊົນແຫຼ່ງເປີດແລະການພັດທະນາມາດຕະຖານທົ່ວໄປແລະວິທີແກ້ໄຂເພື່ອປະດິດສ້າງໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງເຄືອຂ່າຍແລະສະຫນອງການແກ້ໄຂທີ່ດີກວ່າສໍາລັບລູກຄ້າ.

3) ການຜະລິດ;

ອຸດສາຫະກໍາເຄືອຂ່າຍທັງຫມົດຈະໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກພາສາເຊັ່ນ P4 ທີ່ກໍານົດພຶດຕິກໍາການສົ່ງຕໍ່. Cisco ຍັງເຊື່ອໃນການໂອນສາຍຜະລິດຕະພັນຂອງຕົນເພື່ອໃຊ້ພາສານີ້.

Juniper Networks ໄດ້ລວມເອົາ P4 ແລະ P4 Runtime ໃນຜະລິດຕະພັນຈໍານວນຫນຶ່ງ, ແລະສະຫນອງການເຂົ້າເຖິງໂຄງການກັບໂປເຊດເຊີ Juniper ຝັງແລະລະຫັດຊອບແວຂອງມັນ.

Ruijie Networks ເປັນຜູ້ສະຫນັບສະຫນູນທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງ P4 ແລະຜົນປະໂຫຍດທີ່ມັນນໍາມາສູ່ເຄືອຂ່າຍ. ດ້ວຍ P4, ບໍລິສັດສາມາດສ້າງແລະສະຫນອງການແກ້ໄຂທີ່ດີທີ່ສຸດໃນຊັ້ນຮຽນໃຫ້ແກ່ລູກຄ້າທີ່ຫລາກຫລາຍ.

4) ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການດ້ານໂທລະຄົມມະນາຄົມ;

AT&T ເປັນຜູ້ຮັບຮອງເອົາຕົ້ນໆຂອງ P4, ໜຶ່ງໃນຜູ້ທຳອິດທີ່ໃຊ້ P4 ເພື່ອກຳນົດພຶດຕິກຳທີ່ມັນຢາກເຫັນໃນເຄືອຂ່າຍຂອງມັນ, ແລະ ນຳໃຊ້ອຸປະກອນສົ່ງຕໍ່ແບບໂປຣແກມ P4 ໃນເຄືອຂ່າຍຂອງມັນ.

ຢູ່ Deutsche Telekom, ພາສາຖືກໃຊ້ເພື່ອຕົ້ນແບບການທໍາງານຂອງເຄືອຂ່າຍທີ່ສໍາຄັນເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງໂຄງການ Access 4.0.

5) ອຸດສາຫະກໍາ semiconductor;

ພາສາດັ່ງກ່າວໄດ້ເປີດໃຫ້ໃຊ້ຕີນເປົ່າເພື່ອປະຕິບັດຂະບວນວິວັດອັນໃໝ່ສຳລັບການສະໜອງຄວາມສາມາດຂອງຊອບແວໃຫ້ກັບແຜນການກຳນົດເສັ້ນທາງເຄືອຂ່າຍ.

Xilinx ແມ່ນຫນຶ່ງໃນຜູ້ກໍ່ຕັ້ງຂອງ P4.org ແລະມີສ່ວນຮ່ວມຢ່າງຈິງຈັງໃນການພັດທະນາພາສາ P4 ແລະປະຕິບັດມັນເຂົ້າໄປໃນ FPGA-based programmable platforms ສໍາລັບ SmartNIC ແລະ NFV hardware, ປ່ອຍຫນຶ່ງໃນ P416 compilers ທໍາອິດເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງການອອກແບບ SDNet.

6) ຊອບແວ.

VMware ເຊື່ອວ່າ P4 ສ້າງພະລັງງານອັນໃຫຍ່ຫຼວງ, ນະວັດຕະກໍາ ແລະຊຸມຊົນທີ່ກໍາລັງຂັບເຄື່ອນການຫັນປ່ຽນທີ່ມີຄວາມຫມາຍ ແລະຈໍາເປັນໃນເຄືອຂ່າຍ. VMware ໄດ້ເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງການເຄື່ອນໄຫວອຸດສາຫະກໍານີ້ນັບຕັ້ງແຕ່ການເລີ່ມຕົ້ນ, ຍ້ອນວ່າຄື້ນໃຫມ່ຂອງນະວັດກໍາໄດ້ຖືກຂັບເຄື່ອນໂດຍວິທີການທີ່ອີງໃສ່ຊອບແວທີ່ຂະຫຍາຍຄວາມສາມາດຂອງໂຄງສ້າງພື້ນຖານແລະປະຕິບັດໃນຜະລິດຕະພັນຫລ້າສຸດ.

ດັ່ງນັ້ນ, P4 ແມ່ນພາສາການຂຽນໂປລແກລມທີ່ເປັນເອກະລາດແລະໂປໂຕຄອນທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍອຸດສາຫະກໍາແລະນັກວິຊາການເພື່ອກໍານົດພຶດຕິກໍາການກໍານົດເສັ້ນທາງຂອງແພັກເກັດເປັນໂປຼແກຼມ, ເຊິ່ງໃນນັ້ນສາມາດຖືກລວບລວມສໍາລັບຫລາຍເປົ້າຫມາຍ. ໃນມື້ນີ້, ເປົ້າຫມາຍປະກອບມີສະຫຼັບຮາດແວແລະຊອບແວ, ສະຫຼັບ hypervisor, NPUs, GPUs, FPGAs, SmartNICs ແລະ ASICs.

ລັກສະນະຕົ້ນຕໍຂອງພາສາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂະຫຍາຍຂອບເຂດຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງມັນແລະຮັບປະກັນການປະຕິບັດຢ່າງໄວວາໃນສະຖາປັດຕະຍະກໍາເຄືອຂ່າຍ.

ໄດ້ຮັບການເລີ່ມຕົ້ນ

P4 ແມ່ນໂຄງການເປີດ, ຂໍ້ມູນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງທັງຫມົດແມ່ນຢູ່ໃນເວັບໄຊທ໌ P4.org

ການເຊື່ອມຕໍ່ບ່ອນເກັບມ້ຽນ https://github.com/p4lang, ບ່ອນທີ່ທ່ານສາມາດໄດ້ຮັບຕົວຢ່າງລະຫັດແຫຼ່ງແລະ tutorials.

ປ້າຍຊື່ ສໍາລັບ Eclipse ສະຫນັບສະຫນູນ P4, ແຕ່ພວກເຮົາສາມາດແນະນໍາ P4 Studio ຈາກຕີນເປົ່າ.

ຂໍໃຫ້ເບິ່ງບົດຄັດຫຍໍ້ຕົ້ນຕໍຂອງແກ່ນ:

ການກໍານົດຫົວ — ດ້ວຍ​ການ​ຊ່ວຍ​ເຫຼືອ​ຂອງ​ເຂົາ​ເຈົ້າ, ຫົວ​ໂປ​ໂຕ​ຄອນ​ໄດ້​ຖືກ​ກໍາ​ນົດ​.

ຄໍານິຍາມ header ກໍານົດ:

• ລາຍ​ລະ​ອຽດ​ຂອງ​ຮູບ​ແບບ​ຊອງ​ແລະ​ຊື່​ພາກ​ສະ​ຫນາມ header​
• ຊ່ອງຂໍ້ມູນຄົງທີ່ ແລະຕົວແປທີ່ອະນຸຍາດ

ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ

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;
}


ຕົວວິເຄາະ — ວຽກ​ງານ​ຂອງ​ເຂົາ​ເຈົ້າ​ແມ່ນ​ເພື່ອ​ແຍກ​ຫົວ​ຂໍ້​.

ຕົວຢ່າງ parser ຕໍ່ໄປນີ້ຈະກໍານົດການຫັນປ່ຽນຂອງສະຖານະສຸດທ້າຍຂອງເຄື່ອງຈັກຈາກສະຖານະເບື້ອງຕົ້ນຫນຶ່ງໄປຫາຫນຶ່ງໃນສອງສະຖານະສຸດທ້າຍ:

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;
        }
    }…
}


ຕາຕະລາງ — ປະ​ກອບ​ດ້ວຍ​ລັດ​ເຄື່ອງ​ຈັກ​ທີ່​ເຊື່ອມ​ຕໍ່​ລະ​ຫັດ​ຜູ້​ໃຊ້​ກັບ​ການ​ກະ​ທໍາ​. ການກະທໍາ — ລາຍ​ລະ​ອຽດ​ກ່ຽວ​ກັບ​ວິ​ທີ​ການ​ຫຸ້ມ​ຫໍ່​ຄວນ​ຈະ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ຈັດ​ການ​.

ຕາຕະລາງປະກອບດ້ວຍລັດ (ກໍານົດຢູ່ໃນລະດັບການຄຸ້ມຄອງ) ສໍາລັບການສົ່ງຕໍ່ແພັກເກັດ, ອະທິບາຍຫນ່ວຍງານ Match-Action

ແພັກເກັດຖືກຈັບຄູ່ໂດຍ:

• ກົງກັນແທ້
• ການຈັບຄູ່ຄຳນຳໜ້າທີ່ຍາວທີ່ສຸດ (LPM)
• ການຈັບຄູ່ສາມເທົ່າ (ໜ້າກາກ)

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

ການປະຕິບັດທີ່ເປັນໄປໄດ້ທັງຫມົດຕ້ອງໄດ້ຮັບການກໍານົດຢູ່ໃນຕາຕະລາງລ່ວງຫນ້າ.

ການປະຕິບັດປະກອບດ້ວຍລະຫັດແລະຂໍ້ມູນ. ຂໍ້ມູນມາຈາກລະດັບການຈັດການ (ເຊັ່ນ: ທີ່ຢູ່ IP/ໝາຍເລກພອດ). ເບື້ອງຕົ້ນທີ່ແນ່ນອນ, ບໍ່ມີ loop ສາມາດຖືກລະບຸໂດຍກົງໃນການປະຕິບັດ, ແຕ່ຈໍານວນຂອງຄໍາແນະນໍາຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄາດຄະເນ. ດັ່ງນັ້ນ, ການປະຕິບັດບໍ່ສາມາດມີ loops ຫຼືຄໍາຖະແຫຼງທີ່ມີເງື່ອນໄຂ.

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;
}


ໂມດູນ Match-Action — ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ເພື່ອ​ສ້າງ​ກະ​ແຈ​ຄົ້ນ​ຫາ​, ການ​ຄົ້ນ​ຫາ​ໃນ​ຕາ​ຕະ​ລາງ​, ປະ​ຕິ​ບັດ​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​.

ຕົວຢ່າງປົກກະຕິຂອງໂມດູນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ:

ຄວບຄຸມການໄຫຼ — ຊີ້ບອກຄໍາສັ່ງທີ່ໂມດູນ Match-Action ຖືກນໍາໃຊ້. ນີ້​ແມ່ນ​ໂຄງ​ການ​ທີ່​ຈໍາ​ເປັນ​ທີ່​ກໍາ​ນົດ​ຕາມ​ເຫດ​ຜົນ​ລະ​ດັບ​ສູງ​ແລະ​ລໍາ​ດັບ Match-Action. ການໄຫຼຂອງການຄວບຄຸມເຊື່ອມຕໍ່ວັດຖຸທັງຫມົດໂດຍການກໍານົດລະດັບການຄວບຄຸມ.

ວັດຖຸພາຍນອກ ແມ່ນວັດຖຸສະເພາະທີ່ມີສະຖາປັດຕະຍະກໍາທີ່ກໍານົດຢ່າງຊັດເຈນແລະການໂຕ້ຕອບ API. ຕົວຢ່າງ, ການຄິດໄລ່ checksum, ທະບຽນ, ເຄົາເຕີ, ເຄົາເຕີ, ແລະອື່ນໆ.

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
}

ເມຕາເດຕາ — ໂຄງສ້າງຂໍ້ມູນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບແຕ່ລະຊຸດ.

ມີ 2 ປະເພດຂອງ metadata:

  metadata ແບບກຳນົດເອງ (ໂຄງສ້າງຫວ່າງເປົ່າສຳລັບທຸກແພັກເກັດ)
    ທ່ານສາມາດໃສ່ສິ່ງທີ່ທ່ານຕ້ອງການຢູ່ທີ່ນີ້
    ມີຢູ່ທົ່ວທໍ່
    ສະດວກສໍາລັບການນໍາໃຊ້ສໍາລັບຈຸດປະສົງຂອງທ່ານເອງ, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ, ສໍາລັບການເກັບຮັກສາຊຸດ hash

  metadata ພາຍໃນ - ສະຫນອງໃຫ້ໂດຍສະຖາປັດຕະ
    ພອດຂາເຂົ້າ, ພອດຜົນຜະລິດແມ່ນໄດ້ກໍານົດຢູ່ທີ່ນີ້
    ການປະທັບຕາເວລາໃນເວລາທີ່ຊຸດຊຸດໄດ້ຖືກຈັດແຖວ, ຄວາມເລິກຂອງແຖວ
    multicast hash / multicast ຄິວ
    ບູລິມະສິດຂອງຊຸດ, ຄວາມສໍາຄັນຂອງຊຸດ
    ຂໍ້ມູນຈໍາເພາະຂອງຜອດຜົນຜະລິດ (ເຊັ່ນ: ແຖວຜົນຜະລິດ)

P4 compiler

P4 compiler (P4C) ສ້າງ:

1. ເວລາແລ່ນຍົນຂໍ້ມູນ
2. API ສໍາລັບການຈັດການສະຖານະເຄື່ອງຈັກໃນຍົນຂໍ້ມູນ

ຕົວຢ່າງຂອງສະຫຼັບຊອບແວໃນພາສາ P4

ລະຫັດແຫຼ່ງສາມາດດາວໂຫຼດໄດ້ຈາກບ່ອນເກັບມ້ຽນ.

p4lang/p4c-bm: ສ້າງການຕັ້ງຄ່າ JSON ສໍາລັບ bmv2
p4lang/bmv2: ສະຫຼັບຊອບແວທີ່ເຂົ້າໃຈການຕັ້ງຄ່າ JSON ລຸ້ນ bmv2

ຕົວເລກສະແດງໃຫ້ເຫັນແຜນວາດການລວບລວມໂຄງການ:

ການ​ຫມູນ​ໃຊ້​ກັບ​ຕາ​ຕະ​ລາງ​, ການ​ອ່ານ​ຈົດ​ທະ​ບຽນ​, counters​:

• 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>

ລະຫັດແຫຼ່ງປະກອບມີໂຄງການ simple_switch_CLI ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ທີ່ສະດວກຂອງຊອບແວສະຫຼັບ API.

ທ່ານສາມາດດາວໂຫລດນີ້ແລະຕົວຢ່າງອື່ນໆຈາກ repository.

PS ໃນຕົ້ນລະດູຮ້ອນນີ້, Intel ໄດ້ລົງນາມໃນຂໍ້ຕົກລົງທີ່ຈະຊື້ Barefoot Networks ໃນຄວາມພະຍາຍາມເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງຜູ້ໃຊ້ Hyperscale Cloud ຢ່າງໄວວາ. ດັ່ງທີ່ Navin Shenoy (ຮອງປະທານບໍລິຫານແລະຜູ້ຈັດການທົ່ວໄປຂອງ Data Center Group ທີ່ Intel Corporation) ກ່າວວ່າ, ນີ້ຈະຊ່ວຍໃຫ້ Intel ສາມາດສະຫນອງວຽກທີ່ໃຫຍ່ກວ່າແລະໂອກາດຫຼາຍສໍາລັບລູກຄ້າສູນຂໍ້ມູນ.

ໃນຄວາມຄິດເຫັນສ່ວນຕົວຂອງຂ້ອຍ, ພວກເຮົາບໍ່ຄວນລືມວ່າ Intel ເປັນຜູ້ນໍາໃນການຜະລິດຊິບ FPGA ແລະມັນມີສະພາບແວດລ້ອມ Quartus ທີ່ດີເລີດ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າພວກເຮົາສາມາດຄາດຫວັງວ່າການມາຮອດຂອງ Intel, Barefoot ບໍ່ພຽງແຕ່ຈະຂະຫຍາຍສາຍຜະລິດຕະພັນ, ແຕ່ຍັງ Quartus ແລະ P4 Studio ຈະໄດ້ຮັບການປັບປຸງແລະເພີ່ມຢ່າງຈິງຈັງກັບສາຍ Toffino ແລະ Toffino 2.

ສະມາຊິກຢ່າງເປັນທາງການຂອງຊຸມຊົນ P4 - ບໍລິສັດ ກຸ່ມປັດໄຈ.

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: www.habr.com