P4主席Changhoon Kim：要花费至少4年建立交换机？你可能需要参考P4的可编程性

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2017年8月3日，由天地互联与下一代互联网国家工程中心主办的2017全球sdnfv技术大会(2017.chinasdn)于2017年8月2日至3日在北京国宾馆开幕。在3日上午的会议上，p4董事长金昌勋发表了题为“p4:开创数据平面编程时代”的主旨演讲。

P4董事长金昌勋

以下是现场录音:

金昌勋:大家早上好。今天，我将代表我们的p4组织与大家分享这个主题。我今天介绍的是如何在网络数据级别管理和控制现有的网络数据。

首先，要建立我们自己的网络系统，我们都有自己的交换机服务，我们也有自己的驱动程序，在使用层面有不同的应用，无论是操作系统还是其他模式，还有一个交换机驱动层，可以连接交换机和硬件。如果我们想采用非常重要的方法，比如2010年使用的vslan虚拟化模型和其他协议，那么考虑一下我们如何才能实现这样的效果和特性，这些方法对网络中的数据交换运营商非常重要。首先，我们需要花四年时间，实际上是四年，因为现在改革硬盘非常重要，而且硬件本身需要不同的方式来处理包和消息，因此需要对硬件进行一些更改，这确实花了四年时间。有趣的是，它不是一个简单的特性或监控模式，而是一个非常核心和最重要的商业模式，花了四年时间才改变。为什么花了这么长时间？如果你是一个网络用户，想定义这个网络特性并从供应商那里购买商品，你会觉得软件功能有一些变化，说这个问题应该推给软件团队，软件团队觉得需要几周的时间来开发，然后到asic团队，给我三年时间来完成相应的组件。这是制造一些新设备和硬件所需的时间，而整个架构需要三四年，因为相应的硬件和软件的定义需要改变。你为什么需要一些新功能？这些软件不能升级你的软件，新功能需要几年才能开发出来。这时，你已经找到了一些相应的解决方案，也许你已经找到了一些新的架构，也可能有新的问题。此外，网络变得越来越复杂，有时甚至更加脆弱。最后，当整个升级是可行的，你突然发现你在完成四年后发现了新的问题，你发现你需要的解决方案不是你需要的，这与四年前的不同。即使在那个时候行得通，你也需要进一步的创新。这会给你带来更多的成本，还需要两三年的时间，还需要进一步的改变。那么，为什么我认为现在问题还在继续，因为今天的网络系统主要是一个整体向上的结构，现在主要是软件切换操作系统和驱动模式，然后让我们看看我们是否可以从另一个角度来看，无论是在我们自己的公司还是在室内，必须有成千上万的注册人来处理数据。一个公司可能有成千上万的人，然后你必须去sck以不同的方式交互和处理数据。在这个层次上找到另一个解决方案是非常复杂的。如何优化你自己的系统？所以我们的目标是改变这种情况。

我们能采用一些自顶向下的架构吗？如果您是设备所有者，您的设备如何处理这些包裹？这不仅是一种自然语言方式，也是一种机器语言方式。例如，p4语言应该自己编程，这样它就可以成为自己的开关，用自己的编程方式来实现这些架构。所以现在的问题是为什么所有的网络不需要从上到下构建，为什么以前的网络是从下到上构建的？因为传统的架构，也就是有大约10-100的可编程开关，它们比固定开关慢10倍，并且它们需要更多的电能，这在几十年内都是正确的。但就最近的事件而言，这一理论不再有效。

现在我们已经找到了一些相应的证据:第一个证据是tofino6.5tb/s速度非常快，可编程，具有一定的编程功能，解决方案非常灵活。这是一个很好的例子。它是完全可编程的，而且不会消耗太多能量。在这个层次上，托菲诺提出了一些架构，我们可以看到它们有不同的连接模式，这是可以实现的。这个简单快捷的问题是，为什么以前没有可编程开关？你可以在15-20分钟内谈论这些技术细节，所以我不会谈论它。我想说的是，整个行业已经尝试了很多次。大约40年后，计算机开始作为编程对象，没有人在硬件层面上编写自己的应用程序，也没有人在cpu应用程序层面上编写应用程序，所以我们最早的计算机是在cpu层面上编程的。现在，它主要在应用程序端进行交互，然后通过图像进行编程，这在硬件方面也是如此。gpu问世后，它是速度最快的芯片。有没有人考虑过是否要回到以前的编程模式，因为现在很少有人直接编程图像？看到这种信号处理，因为他们不使用中央处理器，现在有不同的架构设计，想使用这种芯片编程，然后有一个网络机器学习的编译模式。对于网络，什么是语言和编译架构？在谈论图像处理和计算机编程体系结构的发展之前，p4编译器能用来将程序转换成相应的程序来配置交换机，从而在成本和收益之间实现更好的平衡吗？

此外，我认为这意味着它必须基于互动和适用的水平。我们称它为p4.org，因为它是一个开源组织，并且已经过认证。众所周知，p4观点的灵感主要来自谷歌、微软、普林斯顿和斯坦福大学，包括系统方面和应用目标，包括不同层次，包括从数据层，或根据所有服务提供商、解决方案提供商和pg提供商的维度。此外，还有其他解决方案提供商，当然，学术研究人员也是其中的一部分。

综上所述，p4的独立性、其架构和p4工程可以与最快的交换服务交互，这将带给我们最好的性能。它的开关速度将是世界上最快的开关芯片。此外，我们为每个人提供的抽象层是最容易操作和具体编程的。在p4中，我们可以在24小时内实现我们的编程，所以它可以使我们的抽象层更容易操作。

让我们来谈谈什么是p4可编程以及它是如何实现的。我认为这是一项非常有吸引力的技术。我们到底要做什么？也就是说，今天我想谈四点:首先，它降低了复杂性。例如，当您想要构建自己的交换机时，我们可以使用p4语言，然后我们可以使用一些现有的特性。你可以在大屏幕上看到它，所以我不详细介绍，但我可以用它作为参考。例如，可能有大约7000行数据代码供每个人编写自己的程序作为参考，但并不是所有的代码都被使用。您可以从中提取一些需求，例如，您可以构建自己的数据中心。我们需要的是ipv4、ipv6和其他相关内容，但它们都可以删除。在我们删除这些之后，我们可以非常简洁地使用这些特性，这大大降低了复杂性。所以这是定制的优势。例如，如果我们想定制它，我们最终可以使用它。传统上，我们使用3.2t设备，但是如果我们比较p4，我们可以看到我们有多简洁。

第二个特点可以给你带来更好的体验。同样，我们可以看到30年前协议的复杂性非常高，但现在这些都是可读的。正如你所看到的，这是一个显示画面，可以读取很多芯片，可以由客户定制。我们现在取得了什么成就？这是基于我们当前消费者和客户的实际使用案例。他们需要的是一些新的渠道和新的方法来标记不同的包装或进行特殊处理。另一个是路由方法。还有一种新的拥塞控制方法，我们到目前为止已经实现了。另一个，处理包裹的新方法。这样，我们可以使用不同的路径来减少延迟等等。此外，我们还有一些很棒的新应用，例如我们的第四极负载平衡器，它可以确保我们在各个方向将负载集成到我们的平衡器中。我认为这是一项伟大的技术。与以前的技术相比，它可以创造新的内容，此外，我们现在有世界上最快的防火墙系统。

第三，独立。也就是我们以前使用的所谓机器学习技术。现在我们编译这些技术，最后我们可以构建api，这样我们就可以让我们的交换机运行得更好。例如，我们使用这样的技术来确保我们的api的应用可以完全自动化，并且可以自动生成。这可用于ip4项目。当我们进入下一代芯片的时代，只要每个人都使用同一个ip4项目，就没有必要做任何改变。因此，这是一种全新的独立性，这也是谷歌和其他公司加入此类项目的原因。

最后，所谓的基于网络的遥感探测就是自动测量系统。让我告诉你手术的情况。看看我们网络的运行过程，我们可以回答四个关于解决方案的问题。首先，对于任何包，我们需要找到它的路径，以及它使用的路径。比如说xyz等等。第二个问题，为什么选择这样的道路？这主要取决于它的路径，我确保我的路径可以被遵循。第三个问题是关于延迟。从源头到现在的位置花了多长时间？有些企业存在延迟的问题，比如运营商，这在一定程度上可以通过这些方法解决。第四个问题与第三个问题有关。如果前三个开关看起来没有问题，但是第四个开关的速度可能已经改变了，我们需要思考为什么到最后一个开关的时间增加了而速度下降了。对于这个问题，我们需要进一步问，其他三条路在哪里？那是因为其他包裹可能导致了我们目前的延误。所以这是为了显示它的移动过程，不管它是udp流还是别的什么。这可能会对我们的整体效果产生负面影响。例如，我们发现包裹占据了空.的绝大部分这四个问题非常核心。如果我们有自己的网络，我们自然会想到这四个问题。如果我们现在有自己的设备，我们很难回答这些问题，因为它们的可编程性是有限的。但是现在有了p4，我们不需要再犹豫了，我们不需要担心解释的能量的预算。

所以我最后想向你们介绍的是国际，这也是我们的一个全新发展。当交付这些包时，我们的网络可以添加新的包。例如，我们首先添加交换机的id和到达时间，然后添加排队延迟，以及一致的原则和操作方法，然后我们的包最终可以通过这些家庭到达目的地并到达堆栈。因此，也许在开始时，这个包是低能量的，到最后，如果我们愿意，我们可以禁止所有这些所谓的改变，然后进行终端的最终分析。

让我简单介绍一下。例如，我们有一个云网络，中间有一个虚拟交换机，下面有一个虚拟机，上面有一个物理层。这是我们包裹的运行轨迹，已经通过了不同的部分。我们希望尽可能减少延误。我们知道它可能在物理层、其他交换机和虚拟机中有延迟，因此我们需要进行详细的分析。现在我们可以做到了。现在我们已经进入了两个虚拟机的环境，这样我们就可以找到每个包的具体延迟信息。你可以看到它到达的ip和它的协议情况显示在图表上。我们可以把时间缩短到毫秒，这样我们就可以对具体的延迟情况做出详细的分析。您可以清楚地看到，大多数延迟发生在虚拟机附近，因为虚拟机中有软件应用程序。包括其他开关等。，都在这些地方。如果我们看得更远，我们可以发现对于每个包，我们已经发现这样一个延迟分析在毫秒甚至微秒，所以所有的细节都可以看到。这样，我们就可以找出这个特定的流，这个特定的位置是否增加了延迟，等等。所以这个分析非常有力。我认为这会给每个人带来很大的方便。这就是我今天的全部。谢谢你。