前言
上一篇《P4，走进网络数据平面可编程》简单介绍了 P4 ,并通过命令行的方式搭建 P4 的网络拓扑，搭建过程需要敲很多命令，比较烦琐，这篇我们将通过 python 脚本搭建。
本文涉及的代码在：https://github.com/cykun/p4-mininet
相关介绍
Mininet
Mininet 是一个网络模拟器，或者更准确地说是一个网络模拟编排系统。它在单个 Linux 内核上运行一组终端主机、交换机、路由器和链接。它使用轻量级虚拟化使单个系统看起来像一个完整的网络，运行相同的内核、系统和用户代码。
通过 Mininet ,我们可以写 python 脚本来搭建网络拓扑，但 Mininet 本身是不支持 bmv2 交换机的，因此需要重写 Mininet下的 Switch 和 Host 类，好在 p4lang 已经提供了这些脚本，只要提取出来就能用了：https://github.com/p4lang/tutorials/tree/master/utils
p4_mininet.py：继承 Mininet 的 Switch 和 Host 类，使其支持 bmv2。
p4runtime_switch.py： 继承 P4Switch 类，在其基础上，支持 grpc 调用。
实验拓扑
拓扑比较简单，两个虚拟主机连接同一台 bmv2 交换机。
编写拓扑脚本，取名为 run_exercise.py
from mininet.net import Mininet
from mininet.topo import Topo
from mininet.log import setLogLevel, info
from mininet.cli import CLI
from p4_mininet import P4Switch, P4Host
from p4runtime_switch import P4RuntimeSwitch
import argparse
from time import sleep
parser = argparse.ArgumentParser(description='Mininet demo')
parser.add_argument('--behavioral-exe', help='Path to behavioral executable',
type=str, action="store", required=True)
parser.add_argument('--thrift-port', help='Thrift server port for table updates',
type=int, action="store", default=9090)
parser.add_argument('--num-hosts', help='Number of hosts to connect to switch',
type=int, action="store", default=2)
parser.add_argument('--mode', choices=['l2', 'l3'], type=str, default='l3')
parser.add_argument('--json', help='Path to JSON config file',
type=str, action="store", required=True)
parser.add_argument('--pcap-dump', help='Dump packets on interfaces to pcap files',
type=str, action="store", required=False, default=False)
args = parser.parse_args()
class SingleSwitchTopo(Topo):
def __init__(self, sw_path, json_path, thrift_port, pcap_dump, n, **opts):
# Initialize topology and default options
Topo.__init__(self, **opts)
switch = self.addSwitch('s1',
sw_path = sw_path,
json_path = json_path,
thrift_port = thrift_port,
pcap_dump = pcap_dump)
for h in range(n):
host = self.addHost('h%d' % (h + 1),
ip = "10.0.0.%d/24" % (h + 1),
mac = '00:04:00:00:00:%02x' %h)
self.addLink(host, switch)
def main():
num_hosts = args.num_hosts
mode = args.mode
topo = SingleSwitchTopo(args.behavioral_exe,
args.json,
args.thrift_port,
args.pcap_dump,
num_hosts)
net = Mininet(topo = topo,
host = P4Host,
switch = P4RuntimeSwitch,
controller = None)
net.start()
sw_mac = ["00:aa:bb:00:00:%02x" % n for n in range(num_hosts)]
sw_addr = ["10.0.%d.1" % n for n in range(num_hosts)]
for n in range(num_hosts):
h = net.get('h%d' % (n + 1))
if mode == "l2":
h.setDefaultRoute("dev eth0")
else:
h.setARP(sw_addr[n], sw_mac[n])
h.setDefaultRoute("dev eth0 via %s" % sw_addr[n])
for n in range(num_hosts):
h = net.get('h%d' % (n + 1))
h.describe()
sleep(1)
print("Ready !")
CLI( net )
net.stop()
if __name__ == '__main__':
setLogLevel( 'info' )
Mininet 的 switch 改成 P4RuntimeSwitch，本质调用 bmv2 交换机。
SingleSwitchTopo 继承 Topo ，星型拓扑，内部添加一台 bmv2 交换机，主机数目自定，默认是2台，ip 前缀都为 10.0.0.0/24
写过 Mininet 脚本的应该对这个比较熟悉。
编写执行脚本，命名为 run.sh
BMV2_SWITCH_EXE="simple_switch_grpc"
p4c --target bmv2 --arch v1model --p4runtime-files demo.p4info.txt --std p4-16 -o build p4src/demo.p4
sudo ./run_exercise.py --behavioral-exe simple_switch_grpc --json build/demo.json
这里的 demo.p4 沿用上一篇 《P4，走进网络数据平面可编程》 的 P4代码。首先先用 p4c 编译 p4src 下的 demo.p4 源码，编译后的文件放在 build 文件夹下，接着运行 run_exercise.py 脚本。
执行运行脚本
cyquen@cyquen-virtual-machine:~/P4/p4_mininet$ ./run.sh
[sudo] password for cyquen:
*** Creating network
*** Adding hosts:
h1 h2
*** Adding switches:
s1
*** Adding links:
(h1, s1) (h2, s1)
*** Configuring hosts
h1 h2
*** Starting controller
*** Starting 1 switches
s1 Starting P4 switch s1.
simple_switch_grpc -i 1@s1-eth1 -i 2@s1-eth2 --nanolog ipc:///tmp/bm-0-log.ipc --device-id 0 build/demo.json --thrift-port 9090 -- --grpc-server-addr 0.0.0.0:50051
P4 switch s1 has been started.
**********
h1
default interface: h1-eth0 10.0.0.1 00:04:00:00:00:00
**********
**********
h2
default interface: h2-eth0 10.0.0.2 00:04:00:00:00:01
**********
Ready !
*** Starting CLI:
mininet>
看到了熟悉的界面