Programación de procesadores de paquetes independientes de protocolo de alto nivel (P4HLP): hacia una programación de alto nivel unificada para un switch programable de uso general
Autores: Hang, Zijun; Wen, Mei; Shi, Yang; Zhang, Chunyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Programación de procesadores de paquetes independientes de protocolo de alto nivel (P4HLP): hacia una programación de alto nivel unificada para un switch programable de uso general
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Algoritmos de red
Conmutadores programables de mercancía
Programación de Procesadores de Paquetes Independientes de Protocolo (P4)
Marco de programación de alto nivel de P4 (P4HLP)
E-Domino
Programación modular
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Los algoritmos de red son bloques de construcción de aplicaciones de red. Están inspirados en los switches programables de mercancías emergentes y en el lenguaje de los Procesadores de Paquetes Independientes del Protocolo de Programación (P4). P4 tiene como objetivo proporcionar programación independiente del objetivo, descuidando la arquitectura de la infraestructura subyacente. Sin embargo, los switches programables de mercancías tienen restricciones de programación estrictas debido a recursos limitados y latencia. Además, los fabricantes adaptan P4 según su arquitectura, imponiendo más restricciones sobre él. Estas restricciones intrínsecas y extrínsecas diluyen el objetivo de P4. Este documento propone el marco de programación de alto nivel de P4 (P4HLP), un conjunto de herramientas que simplifica la programación de P4. El documento destaca tres aspectos: (i) E-Domino, un lenguaje de programación de alto nivel que define tanto el procesamiento sin estado como el procesamiento con estado del plano de datos en códigos de estilo C; (ii) P4HLPc, un compilador que genera automáticamente programas P4 a partir de programas E-Domino, lo que elimina la barrera entre la programación de alto nivel y los primitivos P4 de bajo nivel; (iii) la programación modular que organiza los programas en módulos reutilizables, para permitir una rápida reconfiguración de los switches de mercancías. Los resultados muestran que P4HLPc es eficiente y robusto, por lo que es adecuado para la programación de alto nivel del plano de datos. En comparación con P4, E-Domino ahorra al menos 5.5 veces el código para expresar el algoritmo del plano de datos. P4HLPc es robusto ante cambios de políticas y cambios de topología. Los programas P4 generados logran un procesamiento a velocidad de línea.
Descripción
Los algoritmos de red son bloques de construcción de aplicaciones de red. Están inspirados en los switches programables de mercancías emergentes y en el lenguaje de los Procesadores de Paquetes Independientes del Protocolo de Programación (P4). P4 tiene como objetivo proporcionar programación independiente del objetivo, descuidando la arquitectura de la infraestructura subyacente. Sin embargo, los switches programables de mercancías tienen restricciones de programación estrictas debido a recursos limitados y latencia. Además, los fabricantes adaptan P4 según su arquitectura, imponiendo más restricciones sobre él. Estas restricciones intrínsecas y extrínsecas diluyen el objetivo de P4. Este documento propone el marco de programación de alto nivel de P4 (P4HLP), un conjunto de herramientas que simplifica la programación de P4. El documento destaca tres aspectos: (i) E-Domino, un lenguaje de programación de alto nivel que define tanto el procesamiento sin estado como el procesamiento con estado del plano de datos en códigos de estilo C; (ii) P4HLPc, un compilador que genera automáticamente programas P4 a partir de programas E-Domino, lo que elimina la barrera entre la programación de alto nivel y los primitivos P4 de bajo nivel; (iii) la programación modular que organiza los programas en módulos reutilizables, para permitir una rápida reconfiguración de los switches de mercancías. Los resultados muestran que P4HLPc es eficiente y robusto, por lo que es adecuado para la programación de alto nivel del plano de datos. En comparación con P4, E-Domino ahorra al menos 5.5 veces el código para expresar el algoritmo del plano de datos. P4HLPc es robusto ante cambios de políticas y cambios de topología. Los programas P4 generados logran un procesamiento a velocidad de línea.