P4 പ്രോഗ്രാമിംഗ് ഭാഷ

പാക്കറ്റ് റൂട്ടിംഗ് നിയമങ്ങൾ പ്രോഗ്രാം ചെയ്യുന്നതിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഒരു പ്രോഗ്രാമിംഗ് ഭാഷയാണ് P4. സി അല്ലെങ്കിൽ പൈത്തൺ പോലുള്ള ഒരു പൊതു-ഉദ്ദേശ്യ ഭാഷയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, നെറ്റ്‌വർക്ക് റൂട്ടിംഗിനായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത നിരവധി ഡിസൈനുകളുള്ള ഒരു ഡൊമെയ്ൻ-നിർദ്ദിഷ്ട ഭാഷയാണ് P4.

P4 ലാംഗ്വേജ് കൺസോർഷ്യം എന്ന ലാഭേച്ഛയില്ലാതെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു ഓർഗനൈസേഷന്റെ ലൈസൻസുള്ളതും പരിപാലിക്കുന്നതുമായ ഒരു ഓപ്പൺ സോഴ്‌സ് ഭാഷയാണ്. ഓപ്പൺ സോഴ്‌സ് നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് പ്രോജക്‌റ്റുകൾക്കായുള്ള ഏറ്റവും വലിയ ഓർഗനൈസേഷനുകളായ ഓപ്പൺ നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് ഫൗണ്ടേഷൻ (ഒഎൻഎഫ്), ലിനക്സ് ഫൗണ്ടേഷൻ (എൽഎഫ്) എന്നിവയും ഇതിനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.
ഈ ഭാഷ യഥാർത്ഥത്തിൽ 2013-ൽ രൂപീകരിച്ചു, കൂടാതെ 2014-ലെ SIGCOMM CCR പേപ്പറിൽ "പ്രോട്ടോക്കോൾ ഇൻഡിപെൻഡന്റ്, പാക്കറ്റ് റൂട്ടിംഗ് പ്രോസസർ പ്രോഗ്രാമിംഗ്" എന്ന തലക്കെട്ടിൽ വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

അതിന്റെ തുടക്കം മുതൽ, P4 അതിവേഗം വളരുകയും വികസിക്കുകയും ചെയ്തു, നെറ്റ്‌വർക്ക് അഡാപ്റ്ററുകൾ, സ്വിച്ചുകൾ, റൂട്ടറുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപകരണങ്ങൾ വഴി പാക്കറ്റുകളുടെ സംപ്രേക്ഷണം വിവരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മാനദണ്ഡമായി അതിവേഗം മാറി.

"എസ്‌ഡിഎൻ നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് വ്യവസായത്തെ മാറ്റിമറിച്ചു, റൂട്ടിംഗിലേക്ക് പ്രോഗ്രാമബിലിറ്റി കൊണ്ടുവരുന്നതിലൂടെ പി 4 എസ്ഡിഎനെ അടുത്ത ഘട്ടത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്നു," ഓപ്പൺ നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് ഫൗണ്ടേഷന്റെ എക്‌സിക്യൂട്ടീവ് ഡയറക്ടർ ഗുരു പരുൽക്കർ പറഞ്ഞു.

ഗൂഗിൾ, ഇന്റൽ, മൈക്രോസോഫ്റ്റ് റിസർച്ച്, ബെയർഫൂട്ട്, പ്രിൻസ്റ്റൺ, സ്റ്റാൻഫോർഡ് എന്നിവിടങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു കൂട്ടം എഞ്ചിനീയർമാരും ഗവേഷകരും ചേർന്നാണ് പി4 ഭാഷ ആദ്യം സൃഷ്ടിച്ചത്. ലക്ഷ്യം ലളിതമായിരുന്നു: ഒരു സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഡെവലപ്പർക്ക് ഒരു ദിവസം പഠിക്കാൻ കഴിയുന്ന, ഉപയോഗിക്കാൻ എളുപ്പമുള്ള ഒരു ഭാഷ സൃഷ്‌ടിക്കുകയും നെറ്റ്‌വർക്കുകളിലുടനീളം പാക്കറ്റുകൾ എങ്ങനെ അയയ്‌ക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് കൃത്യമായി വിവരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുക.

തുടക്കം മുതൽ തന്നെ, P4 രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത് ടാർഗെറ്റ് ഇൻഡിപെൻഡന്റ് ആയിട്ടാണ് (അതായത്, ASIC-കൾ, FPGA-കൾ, CPU-കൾ, NPU-കൾ, GPU-കൾ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ ടാർഗെറ്റുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന് P4-ൽ എഴുതിയിരിക്കുന്ന ഒരു പ്രോഗ്രാം മാറ്റമില്ലാതെ കംപൈൽ ചെയ്യാവുന്നതാണ്).

ഭാഷയും പ്രോട്ടോക്കോൾ സ്വതന്ത്രമാണ് (അതായത്, ഒരു P4 പ്രോഗ്രാമിന് നിലവിലുള്ള സ്റ്റാൻഡേർഡ് പ്രോട്ടോക്കോളുകളെ വിവരിക്കാം അല്ലെങ്കിൽ പുതിയ ഇഷ്‌ടാനുസൃത വിലാസ മോഡുകൾ വ്യക്തമാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം).

വ്യവസായത്തിൽ, ഉപകരണ പ്രോഗ്രാമിംഗിനായി P4 ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരുപക്ഷേ ഭാവിയിൽ ഇന്റർനെറ്റ്-ആർഎഫ്‌സി, ഐഇഇഇ മാനദണ്ഡങ്ങളിൽ P4 സ്പെസിഫിക്കേഷനും ഉൾപ്പെട്ടേക്കാം.

പ്രോഗ്രാമബിൾ, ഫിക്സഡ് ഫംഗ്ഷൻ ഉപകരണങ്ങൾക്കായി P4 ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഓപ്പൺ സോഴ്സ് SONiC സ്വിച്ച് OS ഉപയോഗിക്കുന്ന Switch Abstraction Interface (SAI) API-കളിൽ സ്വിച്ച് പൈപ്പ്ലൈൻ സ്വഭാവം കൃത്യമായി രേഖപ്പെടുത്താൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ONF സ്ട്രാറ്റം പ്രോജക്റ്റിലും P4 ഉപയോഗിക്കുന്നു, പലതരം സ്ഥിരവും പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്നതുമായ ഉപകരണങ്ങളിൽ സ്വിച്ചിംഗ് സ്വഭാവം വിവരിക്കാൻ.

ആദ്യമായി, സ്വിച്ച്, നെറ്റ്‌വർക്ക് അഡാപ്റ്ററുകൾ എന്നിവയുടെ സ്വഭാവം വിവരിക്കുന്നത്, വിന്യാസത്തിന് മുമ്പ് മുഴുവൻ നെറ്റ്‌വർക്കിന്റെയും കൃത്യമായ എക്സിക്യൂട്ടബിൾ മോഡൽ സൃഷ്ടിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. വലിയ ക്ലൗഡ് ദാതാക്കൾക്ക് സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ച് നെറ്റ്‌വർക്ക് പൂർണ്ണമായും പരിശോധിക്കാനും ഡീബഗ് ചെയ്യാനും കഴിയും, വിലകൂടിയ ഹാർഡ്‌വെയർ ആവശ്യമില്ലാതെ ലാബിലെ ഇന്ററോപ്പറബിളിറ്റി ടെസ്റ്റിംഗിന്റെ സമയവും ചെലവും ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.

P4 ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപകരണ വെണ്ടർമാർക്ക് എല്ലാ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിലും പൊതുവായ അടിസ്ഥാന റൂട്ടിംഗ് പെരുമാറ്റം പ്രതീക്ഷിക്കാം, ഇത് ടെസ്റ്റ് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിന്റെ പുനരുപയോഗം അനുവദിക്കുന്നു, മാനേജ്മെന്റ് സോഫ്റ്റ്വെയർ വികസനം ലളിതമാക്കുന്നു, ആത്യന്തികമായി പരസ്പര പ്രവർത്തനക്ഷമത ഉറപ്പാക്കുന്നു.

തീർച്ചയായും, റൂട്ടിംഗിന്റെ പൂർണ്ണമായും പുതിയ വഴികൾ വിവരിക്കുന്ന പ്രോഗ്രാമുകൾ എഴുതാൻ P4 ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഡാറ്റാ സെന്ററുകൾ, എന്റർപ്രൈസ്, സർവീസ് പ്രൊവൈഡർ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ എന്നിവയിലെ ടെലിമെട്രിക്കും അളവുകൾക്കും P4 വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഗവേഷക സമൂഹവും രംഗത്തെത്തി. ലോഡ് ബാലൻസിങ്, കൺസെൻസസ് പ്രോട്ടോക്കോളുകൾ, കീ വാല്യൂ കാഷിംഗ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി പ്രമുഖ അക്കാദമിക് നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പുകൾ P4 പ്രോഗ്രാമുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ആവേശകരമായ പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ഒരു പുതിയ പ്രോഗ്രാമിംഗ് മാതൃക സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, പുതുമകൾ ഹാർഡ്‌വെയറിൽ നിന്ന് സോഫ്റ്റ്‌വെയറിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു, ഇത് അപ്രതീക്ഷിതവും പുതിയതും സമർത്ഥവുമായ നിരവധി ആശയങ്ങൾ ഉയർന്നുവരാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

കംപൈലറുകൾ, പൈപ്പ് ലൈനുകൾ, ബിഹേവിയറൽ മോഡലുകൾ, API-കൾ, ടെസ്റ്റ് ചട്ടക്കൂടുകൾ, ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയും അതിലേറെയും ഉൾപ്പെടെയുള്ള കോഡ് വികസനത്തിന് ഡെവലപ്പർ കമ്മ്യൂണിറ്റി ഗണ്യമായ സംഭാവനകൾ നൽകിയിട്ടുണ്ട്. Alibaba, AT&T, Barefoot, Cisco, Fox Networks, Google, Intel, IXIA, Juniper Networks, Mellanox, Microsoft, Netcope, Netronome, VMware, Xilinx, ZTE തുടങ്ങിയ കമ്പനികൾക്ക് സമർപ്പിതരായ ഡെവലപ്പർമാരുണ്ട്; BUPT, Cornell, Harvard, MIT, NCTU, Princeton, Stanford, Technion, Tsingua, UMass, USI എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള സർവകലാശാലകളിൽ നിന്ന്; കൂടാതെ CORD, FD.io, OpenDaylight, ONOS, OvS, SAI, സ്ട്രാറ്റം എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ഓപ്പൺ സോഴ്‌സ് പ്രോജക്‌റ്റുകൾ P4 ഒരു സ്വതന്ത്ര കമ്മ്യൂണിറ്റി പ്രോജക്‌റ്റാണെന്ന വസ്തുത ഉയർത്തിക്കാട്ടുന്നു.

P4 ഭാഷയ്ക്കുള്ള കൺട്രോളറുകളുടെ സാധാരണ ജനറേഷൻ:

അപേക്ഷാ സാധ്യതകൾ

ഭാഷ റൂട്ടിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ഉദ്ദേശിച്ചിട്ടുള്ളതിനാൽ, പൊതുവായ ആവശ്യ പ്രോഗ്രാമിംഗ് ഭാഷകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ആവശ്യകതകളുടെയും ഡിസൈൻ ഓപ്ഷനുകളുടെയും പട്ടിക വ്യത്യസ്തമാണ്. ഭാഷയുടെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ ഇവയാണ്:

1. ലക്ഷ്യം നടപ്പിലാക്കുന്നതിൽ നിന്നുള്ള സ്വാതന്ത്ര്യം;
2. ഉപയോഗിച്ച പ്രോട്ടോക്കോളിന്റെ (കളുടെ) സ്വാതന്ത്ര്യം;
3. ഫീൽഡ് പുനർക്രമീകരണം.

ലക്ഷ്യം നടപ്പിലാക്കുന്നതിൽ നിന്നുള്ള സ്വാതന്ത്ര്യം

P4 പ്രോഗ്രാമുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നത് സ്വതന്ത്രമായി നടപ്പിലാക്കാൻ വേണ്ടിയാണ്, അതായത് പൊതുവായ ആവശ്യത്തിനുള്ള പ്രോസസ്സറുകൾ, FPGA-കൾ, സിസ്റ്റം-ഓൺ-ചിപ്‌സ്, നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോസസറുകൾ, ASIC-കൾ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ തരത്തിലുള്ള എക്‌സിക്യൂഷൻ എഞ്ചിനുകൾക്കായി അവ സമാഹരിക്കാൻ കഴിയും. ഈ വ്യത്യസ്ത തരം മെഷീനുകൾ P4 ടാർഗെറ്റുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ ലക്ഷ്യത്തിനും P4 സോഴ്‌സ് കോഡ് ഒരു ടാർഗെറ്റ് സ്വിച്ച് മോഡലാക്കി മാറ്റാൻ ഒരു കംപൈലർ ആവശ്യമാണ്. ടാർഗെറ്റ് ഉപകരണം, ബാഹ്യ സോഫ്റ്റ്വെയർ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ക്ലൗഡ് സേവനത്തിൽ പോലും കംപൈലർ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. P4 പ്രോഗ്രാമുകളുടെ ഒറിജിനൽ ടാർഗെറ്റുകളിൽ പലതും ലളിതമായ പാക്കറ്റ് സ്വിച്ചിംഗിനുള്ളതായതിനാൽ, "P4 ടാർഗെറ്റ്" കൂടുതൽ കൃത്യതയുള്ളതാണെങ്കിലും "P4 സ്വിച്ച്" എന്ന പദം കേൾക്കുന്നത് വളരെ സാധാരണമാണ്.

ഉപയോഗിച്ച പ്രോട്ടോക്കോളിന്റെ(കളുടെ) സ്വാതന്ത്ര്യം

P4 പ്രോട്ടോക്കോൾ സ്വതന്ത്രമാണ്. IP, ഇഥർനെറ്റ്, TCP, VxLAN അല്ലെങ്കിൽ MPLS പോലുള്ള പൊതുവായ പ്രോട്ടോക്കോളുകൾക്ക് ഭാഷയ്ക്ക് നേറ്റീവ് പിന്തുണയില്ല എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം. പകരം, P4 പ്രോഗ്രാമർ പ്രോഗ്രാമിലെ ആവശ്യമായ പ്രോട്ടോക്കോളുകളുടെ ഹെഡർ ഫോർമാറ്റുകളും ഫീൽഡ് നാമങ്ങളും വിവരിക്കുന്നു, അവ കംപൈൽ ചെയ്ത പ്രോഗ്രാമും ടാർഗെറ്റ് ഉപകരണവും ഉപയോഗിച്ച് വ്യാഖ്യാനിക്കുകയും പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഫീൽഡ് പുനർക്രമീകരണം

പ്രോട്ടോക്കോൾ സ്വാതന്ത്ര്യവും അമൂർത്തമായ ഭാഷാ മോഡലും പുനഃക്രമീകരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു - സിസ്റ്റം വിന്യസിച്ചതിന് ശേഷം P4 ടാർഗെറ്റുകൾക്ക് പാക്കറ്റ് പ്രോസസ്സിംഗ് മാറ്റാൻ കഴിയും. ഈ കഴിവ് പരമ്പരാഗതമായി ഫിക്സഡ് ഫംഗ്ഷൻ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളേക്കാൾ പൊതു-ഉദ്ദേശ്യ പ്രോസസറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോസസ്സറുകൾ വഴിയുള്ള റൂട്ടിംഗുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഒരു പ്രത്യേക സെറ്റ് പ്രോട്ടോക്കോളുകളുടെ പ്രകടനത്തെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ തടയുന്ന ഒന്നും ഭാഷയിൽ ഇല്ലെങ്കിലും, ഈ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകൾ ഭാഷാ രചയിതാവിന് അദൃശ്യമാണ്, ആത്യന്തികമായി സിസ്റ്റത്തിന്റെയും ലക്ഷ്യങ്ങളുടെയും വഴക്കവും അവയുടെ പുനഃക്രമീകരണവും കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

നെറ്റ്‌വർക്ക് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിലെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗത്തിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചാണ് ഭാഷയുടെ ഈ സവിശേഷതകൾ തുടക്കത്തിൽ അതിന്റെ സ്രഷ്‌ടാക്കൾ നിരത്തിയത്.

ഈ ഭാഷ ഇതിനകം പല കമ്പനികളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു:

1) ഹൈപ്പർസ്കെയിൽ ഡാറ്റാ സെന്ററുകൾ;

ചൈനീസ് കമ്പനിയായ ടെൻസെന്റ് ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ നിക്ഷേപ കമ്പനിയും ഏറ്റവും വലിയ വെഞ്ച്വർ ക്യാപിറ്റൽ സ്ഥാപനങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്. ടെൻസെന്റിന്റെ അനുബന്ധ സ്ഥാപനങ്ങൾ, ചൈനയിലും ലോകമെമ്പാടുമുള്ള മറ്റ് രാജ്യങ്ങളിലും, വിവിധ ഇന്റർനെറ്റ് സേവനങ്ങൾ, ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസ് മേഖലയിലെ സംഭവവികാസങ്ങൾ, ഇലക്ട്രോണിക് വിനോദം എന്നിവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഹൈടെക് ബിസിനസിന്റെ വിവിധ മേഖലകളിൽ വൈദഗ്ദ്ധ്യം നേടിയിട്ടുണ്ട്.

P4 ഉം പ്രോഗ്രാമബിൾ റൂട്ടിംഗും കമ്പനിയുടെ നെറ്റ്‌വർക്ക് ആർക്കിടെക്ചറിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യകളാണ്.

തുടക്കക്കാരിൽ ഒരാളെന്ന നിലയിൽ, നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് വ്യവസായത്തിലും പ്രത്യേകിച്ച് ഡാറ്റാ സെന്റർ ആർക്കിടെക്ചറൽ ഡിസൈനിലും P4 ന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ദത്തെടുക്കൽ ശ്രദ്ധിക്കുന്നതിൽ Google അഭിമാനിക്കുന്നു.

2) വാണിജ്യ കമ്പനികൾ;

ഓപ്പൺ സോഴ്‌സ് കമ്മ്യൂണിറ്റിയുമായി ചേർന്ന് പ്രവർത്തിക്കുന്നതും നെറ്റ്‌വർക്ക് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ നവീകരിക്കുന്നതിനും ക്ലയന്റുകൾക്ക് മികച്ച പരിഹാരങ്ങൾ നൽകുന്നതിനും പൊതുവായ മാനദണ്ഡങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും വികസിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ പ്രയോജനം ഗോൾഡ്‌മാൻ സാച്ച്‌സ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

3) ഉത്പാദനം;

ഫോർവേഡിംഗ് സ്വഭാവം അദ്വിതീയമായി നിർവചിക്കുന്ന P4 പോലുള്ള ഒരു ഭാഷയിൽ നിന്ന് മുഴുവൻ നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് വ്യവസായത്തിനും പ്രയോജനം ലഭിക്കും. ഈ ഭാഷ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് തങ്ങളുടെ ഉൽപ്പന്ന ലൈനുകൾ കൈമാറുന്നതിലും സിസ്‌കോ വിശ്വസിക്കുന്നു.

ജുനൈപ്പർ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ നിരവധി ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ P4, P4 റൺടൈം ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ ജുനൈപ്പർ എംബഡഡ് പ്രോസസറിലേക്കും അതിന്റെ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ കോഡിലേക്കും പ്രോഗ്രമാറ്റിക് ആക്‌സസ് നൽകുന്നു.

Ruijie നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ P4 ന്റെയും അത് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾക്ക് നൽകുന്ന നേട്ടങ്ങളുടെയും ശക്തമായ പിന്തുണക്കാരനാണ്. P4 ഉപയോഗിച്ച്, കമ്പനിക്ക് വിപുലമായ ശ്രേണിയിലുള്ള ഉപഭോക്താക്കൾക്ക് മികച്ച ഇൻ-ക്ലാസ് പരിഹാരങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാനും വിതരണം ചെയ്യാനും കഴിയും.

4) ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ദാതാക്കൾ;

AT&T P4-ന്റെ ആദ്യകാല സ്വീകർത്താവായിരുന്നു, അതിന്റെ നെറ്റ്‌വർക്കുകളിൽ കാണാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്ന സ്വഭാവം നിർവചിക്കുന്നതിനും അതിന്റെ നെറ്റ്‌വർക്കിൽ P4 പ്രോഗ്രാമബിൾ ഫോർവേഡിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനും P4 ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ചവരിൽ ഒരാളാണ്.

ഡച്ച് ടെലികോമിൽ, ആക്‌സസ് 4.0 പ്രോഗ്രാമിന്റെ ഭാഗമായി കീ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫംഗ്‌ഷനുകൾ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് ചെയ്യാൻ ഭാഷ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

5) അർദ്ധചാലക വ്യവസായം;

നെറ്റ്‌വർക്ക് റൂട്ടിംഗ് പ്ലെയിനിലേക്ക് സോഫ്റ്റ്‌വെയർ കഴിവുകൾ എത്തിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ മാതൃക നടപ്പിലാക്കാൻ ഭാഷ ബെയർഫൂട്ടിനെ പ്രാപ്തമാക്കി.

P4.org-ന്റെ സ്ഥാപകരിൽ ഒരാളായ Xilinx, P4 ഭാഷയുടെ വികസനത്തിൽ സജീവമായി ഏർപ്പെടുകയും SmartNIC, NFV ഹാർഡ്‌വെയർ എന്നിവയ്ക്കായി FPGA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രോഗ്രാമബിൾ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിൽ അത് നടപ്പിലാക്കുകയും SDNet ഡിസൈനിന്റെ ഭാഗമായി ആദ്യത്തെ P416 കമ്പൈലറുകളിലൊന്ന് പുറത്തിറക്കുകയും ചെയ്തു.

6) സോഫ്റ്റ്വെയർ.

നെറ്റ്‌വർക്കിൽ അർത്ഥവത്തായതും ആവശ്യമായതുമായ പരിവർത്തനത്തിന് കാരണമാകുന്ന ഭീമാകാരമായ ഊർജ്ജവും നവീകരണവും സമൂഹവും P4 സൃഷ്ടിക്കുന്നുവെന്ന് VMware വിശ്വസിക്കുന്നു. ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ കഴിവുകൾ വികസിപ്പിക്കുകയും ഏറ്റവും പുതിയ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ അത് നടപ്പിലാക്കുകയും ചെയ്യുന്ന സോഫ്റ്റ്‌വെയർ അധിഷ്ഠിത സമീപനങ്ങളാൽ നൂതനമായ ഒരു പുതിയ തരംഗത്തെ നയിക്കുന്നതിനാൽ, തുടക്കം മുതൽ VMware ഈ വ്യവസായ പ്രസ്ഥാനത്തിന്റെ ഭാഗമാണ്.

അങ്ങനെ, P4 എന്നത് ടാർഗെറ്റ്-സ്വതന്ത്രവും പ്രോട്ടോക്കോൾ-സ്വതന്ത്രവുമായ പ്രോഗ്രാമിംഗ് ഭാഷയാണ്, അത് വ്യവസായവും അക്കാദമിയയും ഒരു പ്രോഗ്രാമായി പാക്കറ്റ് റൂട്ടിംഗ് സ്വഭാവത്തെ അദ്വിതീയമായി നിർവചിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഒന്നിലധികം ടാർഗെറ്റുകൾക്കായി കംപൈൽ ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഇന്ന്, ലക്ഷ്യങ്ങളിൽ ഹാർഡ്‌വെയർ, സോഫ്റ്റ്‌വെയർ സ്വിച്ചുകൾ, ഹൈപ്പർവൈസർ സ്വിച്ചുകൾ, NPU-കൾ, GPU-കൾ, FPGA-കൾ, SmartNIC-കൾ, ASIC-കൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഭാഷയുടെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ അതിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷന്റെ വ്യാപ്തി ഗണ്യമായി വികസിപ്പിക്കുകയും നെറ്റ്‌വർക്ക് ആർക്കിടെക്ചറുകളിൽ അതിന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള നിർവ്വഹണം ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ആരംഭിക്കുക

P4 ഒരു തുറന്ന പദ്ധതിയാണ്, എല്ലാ പ്രസക്ത വിവരങ്ങളും വെബ്സൈറ്റിലുണ്ട് P4.org

ശേഖരണ ലിങ്ക് https://github.com/p4lang, ഇവിടെ നിങ്ങൾക്ക് ഉദാഹരണ സോഴ്സ് കോഡും ട്യൂട്ടോറിയലുകളും ലഭിക്കും.

പ്ലഗിൻ P4 പിന്തുണയുള്ള എക്ലിപ്സിനായി, പക്ഷേ ഞങ്ങൾക്ക് ശുപാർശ ചെയ്യാം P4 സ്റ്റുഡിയോ നഗ്നപാദത്തിൽ നിന്ന്.

കേർണലിന്റെ പ്രധാന സംഗ്രഹങ്ങൾ നോക്കാം:

തലക്കെട്ടുകൾ നിർവചിക്കുന്നു - അവരുടെ സഹായത്തോടെ, പ്രോട്ടോക്കോൾ തലക്കെട്ടുകൾ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു.

തലക്കെട്ടിന്റെ നിർവചനം വ്യക്തമാക്കുന്നു:

• പാക്കറ്റ് ഫോർമാറ്റുകളുടെയും ഹെഡർ ഫീൽഡ് പേരുകളുടെയും വിവരണം
• സ്ഥിരവും വേരിയബിൾ അനുവദനീയവുമായ ഫീൽഡുകൾ

ഉദാഹരണത്തിന്

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;
}


പാർസറുകൾ - തലക്കെട്ടുകൾ പാഴ്‌സ് ചെയ്യുക എന്നതാണ് അവരുടെ ചുമതല.

ഇനിപ്പറയുന്ന പാഴ്‌സർ ഉദാഹരണം മെഷീന്റെ അവസാന അവസ്ഥയെ ഒരു പ്രാരംഭ അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് രണ്ട് അന്തിമ അവസ്ഥകളിൽ ഒന്നിലേക്ക് മാറ്റുന്നത് നിർണ്ണയിക്കും:

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;
        }
    }…
}


പട്ടികകൾ — ഉപയോക്തൃ കീകളെ പ്രവർത്തനങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന മെഷീൻ സ്റ്റേറ്റുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. പ്രവൃത്തികൾ — പാക്കേജ് എങ്ങനെ കൈകാര്യം ചെയ്യണം എന്നതിന്റെ ഒരു വിവരണം.

പാക്കറ്റ് ഫോർവേഡിംഗിനായി പട്ടികകളിൽ സംസ്ഥാനങ്ങൾ (മാനേജ്മെന്റ് തലത്തിൽ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്) അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, മാച്ച്-ആക്ഷൻ യൂണിറ്റ് വിവരിക്കുക

പാക്കറ്റുകൾ ഇപ്രകാരം പൊരുത്തപ്പെടുന്നു:

• കൃത്യമായ പൊരുത്തം
• ദൈർഘ്യമേറിയ പ്രിഫിക്സ് പൊരുത്തം (LPM)
• ട്രിപ്പിൾ മാച്ചിംഗ് (മാസ്‌കിംഗ്)

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

സാധ്യമായ എല്ലാ പ്രവർത്തനങ്ങളും മുൻകൂട്ടി പട്ടികകളിൽ നിർവചിച്ചിരിക്കണം.

പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ കോഡും ഡാറ്റയും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. മാനേജുമെന്റ് തലത്തിൽ നിന്നാണ് ഡാറ്റ വരുന്നത് (ഉദാ. IP വിലാസങ്ങൾ/പോർട്ട് നമ്പറുകൾ). ചില, ലൂപ്പ്-ഫ്രീ പ്രിമിറ്റീവുകൾ പ്രവർത്തനത്തിൽ നേരിട്ട് വ്യക്തമാക്കാം, എന്നാൽ നിർദ്ദേശങ്ങളുടെ എണ്ണം പ്രവചിക്കാവുന്നതായിരിക്കണം. അതിനാൽ, പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ലൂപ്പുകളോ സോപാധികമായ പ്രസ്താവനകളോ അടങ്ങിയിരിക്കരുത്.

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;
}


പൊരുത്തം-ആക്ഷൻ മൊഡ്യൂളുകൾ - ഒരു തിരയൽ കീ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങൾ, ഒരു പട്ടികയിൽ തിരയുക, പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുക.

ഒരു മൊഡ്യൂളിന്റെ ഒരു സാധാരണ ഉദാഹരണം ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു:

ഒഴുക്ക് നിയന്ത്രിക്കുക - മാച്ച്-ആക്ഷൻ മൊഡ്യൂളുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്രമം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഉയർന്ന തലത്തിലുള്ള ലോജിക്കും മാച്ച്-ആക്ഷൻ സീക്വൻസും നിർവചിക്കുന്ന ഒരു അനിവാര്യമായ പ്രോഗ്രാമാണിത്. നിയന്ത്രണത്തിന്റെ തോത് നിർവ്വചിച്ചുകൊണ്ട് നിയന്ത്രണ പ്രവാഹം എല്ലാ വസ്തുക്കളെയും ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.

ബാഹ്യ വസ്തുക്കൾ വ്യക്തമായി നിർവചിക്കപ്പെട്ട ആർക്കിടെക്ചറും API ഇന്റർഫേസുകളുമുള്ള നിർദ്ദിഷ്ട ഒബ്ജക്റ്റുകളാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ചെക്ക്സം കണക്കുകൂട്ടൽ, രജിസ്റ്ററുകൾ, കൗണ്ടറുകൾ, കൗണ്ടറുകൾ മുതലായവ.

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
}

മെറ്റാഡാറ്റ - ഓരോ പാക്കേജുമായും ബന്ധപ്പെട്ട ഡാറ്റ ഘടനകൾ.

2 തരം മെറ്റാഡാറ്റ ഉണ്ട്:

  ഇഷ്‌ടാനുസൃത മെറ്റാഡാറ്റ (എല്ലാ പാക്കേജുകൾക്കും ശൂന്യമായ ഘടന)
    നിങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമുള്ളത് ഇവിടെ വയ്ക്കാം
    പൈപ്പ് ലൈനിലുടനീളം ലഭ്യമാണ്
    നിങ്ങളുടെ സ്വന്തം ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കാൻ സൗകര്യപ്രദമാണ്, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പാക്കേജ് ഹാഷ് സംഭരിക്കുന്നതിന്

  ആന്തരിക മെറ്റാഡാറ്റ - ആർക്കിടെക്ചർ നൽകിയത്
    ഇൻപുട്ട് പോർട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് പോർട്ട് എന്നിവ ഇവിടെ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു
    പാക്കറ്റ് ക്യൂവിൽ നിൽക്കുമ്പോൾ ടൈംസ്റ്റാമ്പ്, ക്യൂ ഡെപ്ത്
    മൾട്ടികാസ്റ്റ് ഹാഷ് / മൾട്ടികാസ്റ്റ് ക്യൂ
    പാക്കേജ് മുൻഗണന, പാക്കേജ് പ്രാധാന്യം
    ഔട്ട്പുട്ട് പോർട്ട് സ്പെസിഫിക്കേഷൻ (ഉദാ. ഔട്ട്പുട്ട് ക്യൂ)

P4 കമ്പൈലർ

P4 കമ്പൈലർ (P4C) സൃഷ്ടിക്കുന്നു:

1. ഡാറ്റാ പ്ലെയിൻ റൺടൈം
2. ഡാറ്റാ പ്ലെയിനിൽ മെഷീൻ നില നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള API

P4 ഭാഷയിലുള്ള ഒരു സോഫ്റ്റ്‌വെയർ സ്വിച്ചിന്റെ ഉദാഹരണം

ഉറവിട കോഡുകൾ ശേഖരത്തിൽ നിന്ന് ഡൗൺലോഡ് ചെയ്യാം.

p4lang/p4c-bm: bmv2-നായി JSON കോൺഫിഗറേഷൻ സൃഷ്ടിക്കുന്നു
p4lang/bmv2: bmv2 പതിപ്പ് JSON കോൺഫിഗറേഷനുകൾ മനസ്സിലാക്കുന്ന ഒരു സോഫ്റ്റ്‌വെയർ സ്വിച്ച്

ചിത്രം പ്രോജക്റ്റ് കംപൈലേഷൻ ഡയഗ്രം കാണിക്കുന്നു:

പട്ടികകൾ, റീഡിംഗ് രജിസ്റ്ററുകൾ, കൗണ്ടറുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് കൃത്രിമങ്ങൾ:

• 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>

സോഴ്‌സ് കോഡിൽ സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ സ്വിച്ച് എപിഐയുടെ സൗകര്യപ്രദമായ ഉപയോഗത്തിനായി simple_switch_CLI പ്രോഗ്രാം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

നിങ്ങൾക്ക് ഇതും മറ്റ് ഉദാഹരണങ്ങളും ശേഖരത്തിൽ നിന്ന് ഡൗൺലോഡ് ചെയ്യാം.

പി.എസ് ഈ വേനൽക്കാലത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ, ഹൈപ്പർസ്‌കെയിൽ ക്ലൗഡ് ഉപയോക്താക്കളുടെ ആവശ്യങ്ങൾ വേഗത്തിൽ നിറവേറ്റുന്നതിനുള്ള ശ്രമത്തിൽ ബെയർഫൂട്ട് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ ഏറ്റെടുക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു കരാറിൽ ഇന്റൽ ഒപ്പുവച്ചു. നവിൻ ഷേണായി (ഇന്റൽ കോർപ്പറേഷനിലെ ഡാറ്റാ സെന്റർ ഗ്രൂപ്പിന്റെ എക്സിക്യൂട്ടീവ് വൈസ് പ്രസിഡന്റും ജനറൽ മാനേജരും) പറഞ്ഞതുപോലെ, ഡാറ്റാ സെന്റർ ഉപഭോക്താക്കൾക്ക് വലിയ ജോലിഭാരവും കൂടുതൽ അവസരങ്ങളും നൽകാൻ ഇത് ഇന്റലിനെ അനുവദിക്കും.

എന്റെ വ്യക്തിപരമായ അഭിപ്രായത്തിൽ, FPGA ചിപ്പുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഇന്റൽ ഒരു നേതാവാണെന്നും അതിന് മികച്ച ക്വാർട്ടസ് പരിതസ്ഥിതിയുണ്ടെന്നും നാം മറക്കരുത്. ഇതിനർത്ഥം, ഇന്റലിന്റെ വരവോടെ, ബെയർഫൂട്ട് അതിന്റെ ഉൽപ്പന്ന ശ്രേണി വികസിപ്പിക്കുക മാത്രമല്ല, ക്വാർട്ടസിനും P4 സ്റ്റുഡിയോയ്ക്കും ടോഫിനോ, ടോഫിനോ 2 ലൈനിലേക്ക് ഗുരുതരമായ അപ്‌ഡേറ്റുകളും കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകളും ലഭിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കാം എന്നാണ്.

P4 കമ്മ്യൂണിറ്റിയുടെ ഔദ്യോഗിക അംഗം - കമ്പനി ഫാക്ടർ ഗ്രൂപ്പ്.

അവലംബം: www.habr.com