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P4语言编程详解

在文章《P4:开创数据平面可编程时代》中介绍了P4的架构特性、交换机结构以及P4程序的工作原理，本篇为大家介绍P4语言编码及规范，从编码角度去理解P4程序的工作流程。...behavioral-model模块是架构无关的，可以实现各种P4编程目标。该模块主要实现三个目标，其中最重要的是simple_switch,即实现P4语言标准中抽象交换机模型。...（10）tutorials P4语言教程，内含8个教程,覆盖了P4语言中的解析器、动作、状态存储、匹配-动作表、等基础组件。...2.P4语言标准当前P4语言标准的最新版本为《The P4 Language Specification Version1.1》（以下简称V1.1），目前版本的P4语言编译器已经基本实现了P4语言标准中的绝大部分特性...P4语言中解析器采用有限状态机的设计思路，每个解析器方法视为一种状态。

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P4语言编程快速开始

经过前两篇的P4理论介绍，相信大家已经对P4有个基本的了解了，本片文章为大家带来P4语言编程实战。...2、环境依赖包 P4项目主要由C++和Python语言开发，同时需要对源码进行编译安装，所以需要安装许多环境依赖包。...每个子项目的作用在上篇文章《P4语言编程详解》中已介绍，这里不再赘述。图1中展示了P4项目主要模块的依赖关系，在进行编译安装时可以参考该依赖关系选择安装顺序。...这里需要注意模块依赖图与P4架构图的区别。...在看具体实例之前先回顾一下P4程序定义数据平面的流程：图3 P4程序定义数据平面流程这里介绍一下笔者在看P4程序时候的方法，仅供大家参考：首先，从流控制程序(control)开始，查看流水线

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关于P4编程语言的几个误区

近几年SDN之父Nick教授身体力行的开始改造OpenFlow，网络设备第一次和计算设备一样具有了可编程的能力。和OpenFlow刚刚面世一样，用于网络设备编程的P4编程语言也存在众多误解。...本文的主要目的就是解惑P4编程语言的几个常见误区。...误区三：P4只支持可编程芯片 P4语言并不是学术界灵光闪现的成果，它是业界在OpenFlow的前期探索后的成果，谷歌在其中发挥了重大作用。...而P4作为一种语言本身就是对网络行为的描述，所以只要能够让传统非可编程网络芯片可以理解由P4定义的转发流水线就能让传统芯片也支持P4定义的行为。...目前谷歌的SDN网络正在向可编程迈进，传统设备通过抽象层的转译也可以支持P4语言，因此传统厂商支持P4不是不行而是可为不可为的问题，毕竟业界老大哥携压倒性市场份额狂奔在另一条路上。 ? ?

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《P4语言规范》parser详解

前言为深入研究P4语言相关规范及运行操作使用，本系列文章根据P4.org网站给出的《The P4 Language Specification v1.0.2》[1]内容，并通过我们的运行使用的具体实例和分析汇总...，希望能为大家研究P4提供一点参考。...解析器中解析的过程可以被一个解析图(parser graph)所表示，解析图中所表示的某一个状态(或者说，在P4语言中的某一个解析函数)看做是一个状态节点，每一个状态转换等同于跨越状态节点之间的边界。...在P4语言中，属于最高级别(top level)的值集定义位于解析函数的定义部分之外。值集有一个独立的全局命名空间。 2. 只有已定义的值集才能在解析函数中被引用。 3....(图七：解析函数的巴科斯范式) 1、select函数是目的转移状态选择逻辑的主体，类比于C语言中的switch-case操作；该函数采用了逗号分隔的字段列表(a comma-separated list

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P4编程理论与实践——理论篇

基于这种初衷，P4应运而生。什么是P4 P4(Programming Protocol-Independent Packet Processors)是一种数据面的高级编程语言。...通过P4语言，我们可以定义我们想要的数据面。进而再通过南向协议添加流表项。...而P4只是一个数据面的编程语言。通过P4，我们可以定义各种各样形状的积木，而通过南向协议，我们可以组装这些积木来实现特定的功能。...P4中的那些事 P4是一种高级数据面编程语言，既然是高级语言，那么其设计本身就有着很高的抽象程度。我们先来看一种图： ? 这是P4中提供的最简单最易理解的编程结构，V1Model。...P4为我们提供了上述抽象，我们就可以把所有的交换机理解为上述的模型，然后按照上述模型进行开发就可以了。所以，按照上述模型，P4语言的代码结构通常为这样: ? ? ?

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《P4语言规范》Header & Instances详解

一、前言为深入研究P4语言相关规范及运行操作使用，本系列文章根据P4.org网站给出的《The P4 Language Specification v1.0.2》[1]内容，并通过我们的运行使用的具体实例和分析汇总...(5)操作符优先级和可结合性操作符优先级和可结合性语义与C语言语法一致。不定长字段计算方法： P4通过对值为“*”的字段的使用，来支持从数据报中解析出不定长的首部实例。...但是，如果仅从语言语义的角度来琢磨代码，不能很好的理解P4程序定义底层数据报处理过程的作用；因此作者认为，理解P4程序，不仅仅要从代码语义的角度出发，更要与底层的真实处理流程联系起来，结合去理解。...3.2 首部实例栈 P4支持首部实例栈的概念，它是一种邻近的，相同类型的首部实例的序列。首部实例栈的声明和C语言中的数组类似，声明的关键字是array_instance。...五、字段列表在某些情况下，用P4语言描述出一个字段列表会使处理过程变得更加方便：比如一个哈希函数，它把这个字段列表作为函数的输入；根据这个字段列表来计算检验和(checksum)。

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P4:开创数据平面可编程时代

下面，我们主要从以下几个方面谈谈我对P4这门转发平面的编程语言的理解：P4的架构及特性、交换机结构、P4程序工作流程。...P4语言在设计之初，就是为了实现以下三个特性：（1）协议无关性网络设备不与任何特定的网络协议绑定，用户可以使用P4语言描述任何网络数据平面协议和数据包处理行为。...这一特性通过P4前后端编译器实现，前端编译器将P4高级语言程序转换成中间表示IR，后端编译器将IR编译成设备配置，自动配置目标设备。...为了实现上述特性，P4语言的编译器采用了模块化的设计，各个模块之间的输入输出都采用标准格式的配置文件，如p4c-bm模块的输出作为载入到bmv2模块中的JSON格式配置文件。P4的架构图如图1所示。...，这也使得P4交换机能够在为用户提供数据转发平面的可编程能力的同时，保证数据的线性转发速率。

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【P4论文分享】基于P4的可编程数据平面研究及其应用

4语言的局限性 2 . 6 其它数据平面编程语言 3 P4相关研究的最新进展 3 . 1 异构平台与编译器设计 3 . 1 . 1 硬件平台与后端编译器 1) 在可编程交换机上运行P4程序 2) 在FPGA...、协议无关性、平台无关性的数据平面编程语言。...语言进行扩展 P4语言存在着语法上的局限性、功能上的局限性、标准规范上的局限性, 制约着P 4语言能够表达的数据包处理逻辑....a) 平台无关的扩展仅对P4语言本身进行扩展, 并且保证扩展是不依赖于平台的 b) 平台相关的扩展平台相关的扩展包含两种方式: (1) 第一种是扩展新原动作原动作是P4语言的最小处理单元...U, 此时仅增加原动作并不能够完整地定义带状态操作, 因此需要定义新的P4语言要素. 2) 高效利用有限的数据平面资源相比终端服务器, 可编程数据平面本身的计算资源与存储资源有限

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P4编程理论与实践（2）—快速上手

本文的主要特色是让对P4感兴趣的大家不费吹灰之力的在工作，学习之余，快速搭建完善的P4实验环境并开始第一个P4实验。...p4c是一款 p4编译器。 BMv2是支持P4编程的软件交换机。 PI是P4 runtime的实现，用于Control Plane对数据平面的控制。 mininet的功能是构建一个虚拟的网络拓扑。...并且它事先写好了控制面代码，让p4的初学者可以集中注意力在数据面编程的学习之上。 scapy是一个python库，提供构建数据包，抓包，解析包等功能。它功能强大，但是效率很低。...由于P4编程中经常会引入各种各样的数据包，有些甚至是开发者自定义的数据包格式。所以我们可以利用scapy进行便捷的组包，发包。如果需要高速率的发包和解析包就不能使用scapy了。...写好控制面代码虽然说官方为了让大家专注于数据面编程，已经给好了控制面指令，但是我们有必要查看一下他们，从而有了更深入的理解, 查看 s[1,2,3]-runtime.json，里面定义了很多流表项。

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P4语言,踢馆OpenFlow的SDN新秀

P4是一门主要用于数据平面的编程语言，它的名字是根据一篇论文的标题“Programming Protocol-Independent Packet Processors”而来，意思是“与协议无关的数据包处理编程语言...SDN编程语言和库（Frenetic和Pyretic）；另外一位斯坦福的Nick McKeown教授更是SDN的缔造者之一，鼎鼎大名的clean slate项目的领军人物。...P4是一种声明式编程语言，它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，Jennifer Rexford和Nick McKeown认为P4将会改变传统网络设备的设计方式...首先，你要确定你所需要的设备有哪些特性，然后你要找到一块最符合特性需求的交换机芯片，接着你要签署一份保密协议获得软件开发工具包(SDK)，最后调用合适的API进行编程使芯片满足你的系统需求。...从本质上讲，P4无论是在软件设计(编程、调试、代码覆盖、模块检查等)方面，还是在网络系统的设计上，都给我们带来了很多好处。 P4目前还处于起步阶段，希望借助社区的力量帮忙完善和改进。

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为OVS插上P4可编程的翅膀

通过左侧高级语言和右侧汇编语言的对比可以发现，这两种编程语言不仅是格式上的区别，而是软件进化的两个阶段。今天的高级编程语言编译器可以生成与经验丰富的工程师编写的汇编代码一样优化和高效的二进制代码。...寄存器，堆栈，OpenFlow是不是像汇编语言一样强大呢？我们能不能用另一种更自然的方式对OpenFlow流水线进行编程呢？...3 P4技术，OVS的军刀简单地设想一下，工程师只用高级的P4语言编写应用程序，而P4编译器做剩下的事情：生成相应的默认OpenFlow规则，并为P4Runtime接口定义模板。...如下图所示，P4的编程结构V1Model很好的解决了上述问题。 ?...只需要为OVS插上P4可编程的翅膀，而不需要更换整个OVS的心脏。

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一文读懂P4可编程交换芯片

第三是面向网络处理特定模型的可编程，而不可能是通用的可编程模型。 02 网络数据平面的可编程模型 ? 当前网络数据平面影响力最大的可编程模型无疑就是P4。...整个P4的控制过程包括包头解析，可编程入流水线，可配置缓存管理TM，以及可编程出流水线的处理。对应的编程框架包括，自定义报文头，match-action表项的定义，以及全流水线控制流的串接。...当然，交换性能的要求决定了P4只能实现包处理相关的可编程性，必定不是一个通用的编程模型。...在这个过程中，有一套标准的编程模型是至关重要，P4所扮演的就是网络交换领域的这样一个角色。 03 P4的应用场景关于P4的应用场景，主要有4个方面： ? 首先是替代传统的网元。...P4很早就进行了这方面的生态布局，影响力从学术界逐渐蔓延到工业界。对此，网络芯片领域的传统霸主博通也推出了类似的NPL网络编程语言。

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硬件开源，始于FPGA，走向P4可编程PISA

这篇blog的目的是为简要介绍2020-2021年我在参与NYU的一个项目时所开发的面向Xilinx FPGA并支持P4编程的RMT/PISA硬件流水线，这个开源流水线的512b版本可在Ultrascale...很早以前组里就讨论过：P4的关键是它的底层硬件设计，如果交换机/网卡无法支持将P4规则映射到芯片，那P4语言就是无米之炊。...综上，若能够提供一种面向FPGA的开源RMT实现，那么就能够很好地支持大家对可编程网络核心技术的研究，从而不是仅仅使用P4语言在人家规定的圈子里玩。因此这些当时的现状就motivate了这个工作。...听起来确实是个很好的技术：一旦允许网络数据平面可编程，那么每个流水级到底是做IPv4的最长前缀匹配还是做机器学习训练的加法运算是不一定的，如果table width可以灵活配置，那就能节省很多的SRAM...若有童鞋有一些对RMT设计进行增量开发（比如重构Parser，共享stateful table, 增加可编程调度器…）代码版本：我们的原始的dev历史与code在这里，Wang Tao同学refine

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智能网卡系列三：P4语言的演进简述

他对计算机网络非常感兴趣，他最近的研究工作是可编程转发平面领域。 ---- 自从 P4 语言首次在 ACM CCR 文章中提出以来已经有一段时间了。...抽象交换机模型指定交换机具有 P4 可编程解析器，后跟 P4 可编程入口管道，后跟固定流量管理器，后跟 P4 可编程出口管道。首部信息：首部中的字段及其长度。...论文中使用的 P4 程序 DC.p4 可在 P4 github 存储库中找到，我们用它来说明 P4 的特定方面。如图所示：描述P4语言的开发环境这个练习给了我们几个教训。...如果它们被证明是广泛使用的，它们最终可能会迁移到标准的 P4 库中。总的来说，将一些 P4 结构（如动作原语）移动到库组件中将简化语言核心。...我们认为这种形式的P4程序实证分析在两个方面是有用的。一方面，它为语言设计提供了更严谨的基础。另一方面，它允许我们对最常用的动作基元进行编目，为开关设计人员设计可编程硬件提供有用的反馈。

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智能网卡系列一：P4语言学习笔记一

什么是P4语言 P4 是一种声明性语言，用于告诉转发平面设备（交换机、NIC、防火墙、过滤器等）如何处理数据包。...这真的很酷，他摆脱了传统网络硬件的束缚，我们认为它将永远改变网络设备的设计方式，业界通常称这个技术为可编程交换机。为什么选择P4？今天，设计一个高性能的网络设备真的很痛苦。...P4旨在从根本上改变我们设计网络系统的方式。使用P4语言，您可以从系统设计要求开始，编写一个 P4 程序来描述系统需要如何处理数据包，然后编译程序以告诉转发元素要做什么。...这些芯片与协议无关（它们的硬件规格没有提到任何协议，并且它们具有可编程的数据包解析器），但它们具有非常高的转发性能。...独立于协议的NIC和交换机芯片需要一种语言来指定其行为，那么需要一种可以编译为各种目标转发设备（硬件和软件）的语言，P4就是这种语言。

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M语言编程_所有编程语言大全

一直对技术有很强的兴趣，终于，决定要写自己的语言（m语言）。那就先从最简单的开始：解释执行器。...一套完整的语言包含的肯定不止解释执行器了，还要有编译器和IDE，也就还要有语法高亮、智能提示等，不过还没学会那些，先搞个最基本的解释执行器。...语句、while语句、系统自有函数定义、用户函数定义、函数调用）找一款词法语法解析器工具，让字符串流变成语法书（AST）编写解释执行器元数据收集变量作用域定义、查找解释执行先设想我们的m语言语法要怎么牛

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plsql编程语言_编程语言有哪些

–pl/sql编程语言 –pl/sql编程语言是对sql语言的扩展，是的sql语言具有过程化编程的特性 –pl/sql编程语言比一般的过程化编程语言，更加灵活高效 –pl/sql编程语言主要用来编写存储过程和存储函数等...commit; end loop; close c2; end; 执行前执行后存储过程 --存储过程 --存储过程：存储过程就是提前编译好的一段pl/sql语言

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赚点外快：谷歌编程之夏期待 P4 的参与

首先什么是谷歌编程之夏简单讲就是学生党或者18+ 为开源社区写代码最后谷歌买单根据项目规模以及相应区域的生活成本谷歌为参与者提供fair compensation P4社区的最新声明我们很高兴地宣布将参加...2024 年 Google 编程之夏 (GSoC)！...今年我们正在指导各种 GSoC 项目，主题包括改进 P4 语言的文档和工具、新的 BMv2 功能以及与更好地与 Kubernetes 集成。...P4 formatter P4语言目前没有标准化和开源代码的formatter。该项目的重点是将 P4 formatter程序集成到官方 P4 编译器 P4C 中。...BMv2 packet trace支持 P4 交换机模拟器 BMv2 通过写入日志来跟踪数据包处理，但没有编程的方式来访问此类信息。

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Hello World in P4

P4 是什么 P4 是一种特定领域（domain-specific）的编程语言，用于描述可编程的转发设备如何处理报文，可编程的转发设备可以是交换芯片 ASIC、FPGA、网络接口卡、软件交换机等等。...可以看出 P4 语言使用发布年限作为其大版本的标识。...architecture 相关）该设备所使用的 architecture 定义 P4 是一门用于特定领域的编程语言，它被设计用于大量不同的 targets。...p4c P4 是一种编程语言，而编程语言的实体存在就是编译器（解释型语言需要解释器）。p4c 就是 P4 语言的参考编译器。...p4runtime P4 是用于对数据平面进行编程的语言，它定义了数据平面所支持的功能。但是数据平面仍然需要在运行时接收控制平面下发的控制信息，以指导数据平面对现网实现正确的转发行为。

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6.计算机语言的发展编程语言发展编程语言类型为什么会有编程语言编程语言什么作用机器语言高级语言分类编程语言历史编程语言有哪些编程语言编年史

语言计算机语言指用于人与计算机之间通讯的语言,也即是平时说的编程语言编程指令的概念很早就形成了,其实指令本身就是一种编程一个指令替代了一组逻辑电路或者机电式/机械式中的一个计算单元你只需要一个指令就相当于已经操作了一整个的模块...这不也是一种编程的思维吗,只不过是指令对应硬件随着指令在现代计算机中的应用,计算机程序得以快速的发展因为一旦你知道计算机可以执行哪些指令,其实也就是哪些功能,具有哪些能力你就可以把这些指令按照一定的逻辑顺序重排组装...不同的机器有不同的汇编语言需要汇编程序翻译成计算机可以识别的二进制机器语言本质还是面向机器的低级语言机器语言和汇编语言都是面向硬件的具体操作的，语言对机器过分依赖,所以称之为低级语言高级语言...为了能够更加通用的解决问题,而不是专注于硬件本身,出现了高级语言高级语言不用关注机器的指令,使用接近人习惯的自然语言和数学语言符号能够专注于问题本身的业务逻辑显然高级语言也是不能直接运行于机器上的...,需要翻译程序转换为机器可以执行的目标代码程序虽然高级语言不涉及寄存器这些东西,不需要你了解硬件但是这是高级语言隐藏了她们,而不是说这些东西不存在不重要,所有的语言都逃不过这一关始终是要编程机器语言的

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