P4 集成网络堆栈 (PINS)

P4 集成网络堆栈研报总结

网络SDN发展背景

• SDN和远程控制器的采用率持续增长，Google作为主要用户，通过木星上升、B4和Orion等项目推动SDN发展。
• SDN的优势包括简化流量工程、易于调试和控制平面集中化。

SONiC与SDN集成

• SONiC作为中立供应商，支持SDN的增量选择路径，具有软件与硬件解耦、快速创新、活跃生态等优势。
• SONiC通过SAI和通用平台API实现中立性，建立对新基础设施的信心。

P4程序与SAI集成

• P4程序通过sai/routing.p4定义路由表，使用SAI进行建模，支持IPv4路由和动作如丢弃、设置下一跳等。
• 控制平面通过OpenConfig和P4Runtime协议进行交互，实现配置和遥测功能。

网络集成架构

• 网络集成通过ASIC编程实现，P4Runtime应用程序与现有SONiC应用协同工作。
• 新增Docker容器和模块通过P4Orchagent和SWSS进行管理，支持响应路径和意图转换。

数据包I/O集成

• 数据包I/O通过P4Runtime与现有SONiC应用集成，用户空间和内核空间通过netlink套接字通信。
• ASIC内核模块过滤数据包并附加元数据，实现高效的数据包处理。

Demo案例

• 使用PINS架构展示L3路由和WCMP功能，通过聚合视图计算全局路由表和优化流量权重。

路线图

• 2021年11月至2022年6月发布SONiC MVP版本，支持响应路径、VxLAN、gNOI等。
• 未来计划扩展SAI P4功能，包括哈希配置、L2 FDB/VLAN、L3录取/VRF等。

网络社区与呼吁

• PINS工作组成立于2019年，支持数据中心、5G等多个用例。
• 呼吁在SONiC.202111版本中试用PINS，贡献高级设计(HLDs)，加入SONiC PINS子组。