P4-16编程基础
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时间：20小时前
P4项目源码可以在github上直接获取（ https://github.com/p4lang ）。
项目关系如下：
P4项目由很多个单独的模块组成，每个模块就是一个子项目，各子项目功能介绍如下：
整个过程由几部分组成，如下：
(1) 基础类型
示例：
(2)typedef 定义类型别名
设置类型别名，如：
(3)header 类型
header类型为有序的程序集合，特点如下：
示例：
(4)struct类型
struct类型为无序数据类型集合，且不需字节对齐。可用于元数据的组织。
示例：
(5)parser
类似于C语言的function声明关键字，可以有循环。通过一系列状态（state）执行与转换，提取报头字段与元数据。
示例如下：
parser的输入与输出
parser的输入与输出模型如下：
注意extern packet_in提供几个接口，说明如下：
parser的状态与转化
状态
parser有三种预设状态state，为：
其他states，用户可以自行定义。每个state执行0次或以上，然后转换为其他state。（允许循环）
转换
示例：
select声明类似C语言中的switch...case，但是其没有fall-through行为，不用break进行中断后续选择。
value_set
只能用在parser 语句块中。
emit
pkt.emit 不支持条件emit，mirror.emit支持单bit的条件emit
header stacks
头堆栈有两个属性next与last，其可以在解析器中解析时使用。
举例如下，使用如下mpls定义表示10个MPLS头：
mpls.next 表示 mpls 堆栈中的一个元素的值。初始时，mpls.next 指向堆栈的第一个元素，当成功调用extract方法后，mpls.next将自动向前偏移，指向下一个元素。 mpls.last指向 next 前面的那个元素（如果元素存在），即最近 extract 出来的那个元素。
注意：通过 next 或 last 属性访问头堆栈中不存在的元素将引发 transition reject 状态转换，并设置错误到 error.StackOutOfBounds
(6) control
对于固定硬件，SwitchIngress 控制流程的参数固定，如下：
示例：
上述程序的功能是：将源MAC与目的MAC对换，然后从输入口转发出去。
(7) action
上小结的功能可以通过简单的action语句重新实现：
action关键字的特点：
(8) table
table主要由key与actions两部分组成。 可选的，可以指定table其他属性，如:
示例：
一个table的表项包含如下几部分：
match-action 处理流程
大致过程主要分为两部分：
标准的匹配种类有：exact，ternary, lpm, index, range, valid
① exact 精确匹配
② ternary
基于三态内容寻址器的匹配，匹配表的每个表项都有一个掩码，将掩码和字段值进行逻辑与运算，再执行匹配。为了避免导致多条表项匹配成功，每条表项都需要设定一个优先级。对于每一个ternary字段，表项的值由两部分组成：value &&& mask，先value后mask，顺序一定不能错！mask表示在这个字段上希望匹配哪些bits，1表示匹配，0表示忽略。若匹配字段 & mask == value则匹配成功。例如：
当然，除了以const entries的形式写入表项，还可以通过P4 Controller 来写入。以下为如何构造一个新的表项（Python）
通过控制器写入表项时要注意一点，如果你不关心某个字段，应该直接在match_fields中直接不写该字段而不是将mask全设为0，这与const entries是不一样的。
③ lpm
lpm match: 最长前缀匹配，这是三重匹配的一种特殊情况，当多个表项匹配成功时，选择掩码最长的最为最高优先级进行匹配。
上述匹配方法定义在core.p4中：
v1model架构还支持range与selector匹配。
有些架构还支持regexp与fuzzy匹配。
(9) apply
在apply执行action，或将table应用。
示例：
(10) deparser
deparser将报头组装到数据报中，其不需要额外的新组建，使用control功能进行表示即可。
示例：
deparser的参数由两部分组成：
(1) 集合运算
①通用集合
default 或者_表示通用集合，包含指定类型的所有可能。
②debug
查看bmv 日志
③ 使用debug流表
使用table读取headers或metadata信息。如：
打印结果如下：
(2) 常用技巧
使用hdr.ipv4.frag_offset字段区分，如果为0，则解析，否则若数据报文分段，则不解析。
(3) P4Runtime
本节关注红框内的部分。
运行时控制方法比较
各运行时控制API优缺点总结如下：
可见，P4Runtime API可以做到目标与协议，那么，什么是P4Runtime？
Protocol Buffers基础
Protocol Buffers，简称protobuf，是一种序列化数据结构的协议。
gRPC基础
gRPC是一个高性能、通用的开源 RPC 框架，其由 Google 主要面向移动应用开发并基于HTTP/2协议标准而设计，基于ProtoBuf(Protocol Buffers) 序列化协议开发，且支持众多开发语言。
P4Runtime Service
使本地或远程实体能够仲裁主控权，加载管道/程序，发送/接收数据包，以及读写转发表条目，计数器和其他P4实体。
转载自： 1小时学会P4-16编程基础-云社区-华为云
