1.补充并运行basic

/* -*- P4_16 -*- */
#include <core.p4>
#include <v1model.p4> 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 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;
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_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(standard_metadata);
} 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();
} apply {
if (hdr.ipv4.isValid()) {
ipv4_lpm.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.ipv4);
}
} /*************************************************************************
*********************** S W I T C H *******************************
*************************************************************************/ V1Switch(
MyParser(),
MyVerifyChecksum(),
MyIngress(),
MyEgress(),
MyComputeChecksum(),
MyDeparser()
) main;
  • 进入basic所在文件夹,命令make run编译运行



  • 命令pingall测试连通性

2.补充并运行basic_tunnel

/* -*- 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(standard_metadata);
} 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;
  • 进入basic_tunnel所在文件夹,命令make run编译运行



  • 在mininet命令提示符界面输入xterm h1 h2来模拟两个终端
    • 先在主机2的xterm界面输入./receive.py

    • 接着在主机1的xterm界面输入./send.py 10.0.2.2 "I am linbei"

    • 检查主机2的xterm界面,可以看到已经接收到了信息,内容包括以太头部,IP头部,TCP头部以及发送的信息

    • 接着在主机1的xterm界面修改IP地址,再一次发送信息./send.py 10.0.3.3 "I am linbei" --dst_id 2

    • 检查主机2的xterm界面,可以看到已经接收到了信息,IP地址变更为了主机3的地址



      原因:交换机不再使用IP头部数据来定位,而是用数据包中的隧道头部数据来定位

3.提交你对P4的认识和体会

P4是一门主要用于数据平面的编程语言,主要用于编程程序以下达指令给数据转发平面的设备(如交换机、网卡、防火墙、过滤器等)如何处理数据包,P4试图在从根本上改变我们设计网络系统的方式。但由于P4编程语言更新较快,对于语法等的掌握还不够全面,在之后将继续加强学习。

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