什么是P4编程,为什么它对软件定义网络如此重要

路由器和交换机中芯片的编程语言进一步分解网络堆栈。

什么是P4编程
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p4 P4

的黎明软件定义网络(SDN)开创了网络控制平面与数据平面分离的时代;网络的管理不再绑定到它所运行的网络硬件上。

这创建了尼科拉等公司的叠加控制平面软件市场,该公司被出售给VMware,现在是NSX;Cisco ACI和其他人遵循西装。但在数据平面上 - 在实际转发网络数据包 - IDC数据中心网络研究总监BRAD Casemore表示,没有创新。2020欧洲杯预赛到现在。

近年来,SDN的一些创始人开发了一种新的用于路由器和交换机的高级编程语言,命名为P4。Casemore说:“这实际上是要使整个堆栈,一直到硅,都可编程。

关于P4你需要知道什么

P4是一种开源编程语言,让最终用户决定网络齿轮如何运行。它控制网络转发设备中的硅处理器芯片,例如交换机,路由器和网络接口卡。然而,当前网络功能构建“触底”,具有具有转发数据包一种方法的固定功能切换,可以控制可编程网络“自上而下”以安装用户想要的任何功能。它与Openflow开源控制平面软件不相似,而是专注于数据平面层。

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斯坦福大学(Stanford University)教授尼克•麦基翁(Nick McKeown)被认为是这项技术的先驱之一,他帮助开发了最初的SDN概念,也是Nicira的创始人之一。目前,大约有60家公司参与支持P4编程语言该公司由McKeown担任董事长,拥有首个运行P4的商业化芯片Tofino。其他P4成员公司包括阿里巴巴集团、美国电话电报公司、思科、博通、博科、戴尔、康卡斯特、福克斯、谷歌、高盛、惠普、华为、英特尔、Marvell、Juniper、Mellanox、微软、Netronome、Plumgrid、VMware等。来自普林斯顿大学、康奈尔大学和弗吉尼亚大学的学者也参与其中。

为什么编程网络筹码是一个大问题

你为什么要编程网络筹码?许多组织无需。Casemore表示,该趋势主要由Mega-Scale云提供商驱动,他们希望通过自定义基础架构堆栈的每层来创建最有效的数据中心。2020欧洲杯预赛通过能够编制运行网络设备的芯片,它们可以自由地与他们的网络装备进行他们想要的操作,而不是在他们必须购买设备的供应商的兴旺。它也潜在更具成本效益,因为它允许拥有足够规模的用户直接从原始制造商购买组件零件,而不通过第三方。“在堆栈的每层创建抽象提供最终用户选择,”Casemore说。

赤脚网络表示,可编程数据平面带来了少数优势:

  • 轻松添加新功能:网络芯片可以编程为支持新的协议(BGP,OSPF,生成树等)
  • 删除未使用的协议:正如新的网络协议可以安装到芯片上,同样,可以删除未使用的协议,释放空间,仅用于专注于用户想要的内容。
  • 更高的知名度:P4允许用户编写规则来转发设备。例如,当数据包通过路由器或交换机时,它可以为每个数据包创建一个标签。这样做可以让网络工程师对数据包的路由路径获得可能是前所未有的可见性,从而确定网络延迟。

“对于某种类型的客户,那些高技术的人来说,这是一个非常棒的事情,”Greg Ferro,Host of Packet Bumpers网络播客说。“你现在有能力将你的交换机转换为你想要的任何东西。”

这也带来了效率:赤脚表示,它的Tofino芯片运行P4能够每秒处理6.5次数。

Casemore同意Mega-Cloud供应商 - 世界上的亚马逊,微软,谷歌,Facebook等最热烈的新功能。“在过去的所有这些功能和功能基本上来自供应商,”他说。“这是市场的进一步解耦。现在您不必等待您的芯片供应商或一些专有的ASIC提供商添加对协议或更改转发参数的支持,可以通过内部创新来完成。“与此同时,由于P4出现了Casemore,他认为其他网络硅供应商正在试图将可编程性添加到芯片中。

这对企业意味着什么

那么平均网络客户呢?Casemore和Ferro Adder P4可能不会对大多数企业客户产生直接影响。如果组织具有内部专业知识来编程网络芯片,则可以获得自定义网络堆栈的好处。许多企业没有痛点,他们需要编写网络数据平面,虽然是Casemore Notes。他说,大多数企业在很大程度上都是获得他们需要的特点和功能,他说;它可能并不完美,但它通常会完成工作。

现实是,网络市场的增长位于大型云提供商中,他们的需求不同于常规企业。为了跟上那种需求,正在创建新的迎合这些超标提供商的新方法,并且包括继续分解网络堆栈。(用于进一步解释和P4的视频演示点击这里.)

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