2023 Q1 W03 주간업무 (임정환)

/* -*- P4_16 -*- */
#include <core.p4>
#include <v1model.p4>


const bit<16> TYPE_IPV4 = 0x800;


/*************************************************************************
*********************** H E A D E R S ***********************************
*************************************************************************/


typedef bit<9> egressSpec_t;
typedef bit<48> macAddr_t;
typedef bit<32> ip4Addr_t;

// 이더넷에 관한 헤더 선언 //
header ethernet_t {
macAddr_t dstAddr;
macAddr_t srcAddr;
bit<16> etherType;
}

// IPV4 에 관한 헤더 선언 //
header ipv4_t {
bit<4> version;
bit<4> ihl;
bit<8> diffserv;
bit<16> totalLen;
bit<16> identification;
bit<3> flags;
bit<13> fragOffset;
bit<8> ttl;
bit<8> protocol;
bit<16> hdrChecksum;
ip4Addr_t srcAddr;
ip4Addr_t dstAddr;
}


struct metadata {
/* empty */
}


struct headers {
ethernet_t ethernet;
ipv4_t ipv4;
}


/*************************************************************************
*********************** P A R S E R ***********************************
*************************************************************************/
// 들어오는 패킷의 헤더에 관한 분석을 하기 위한 함수 선언 //

parser MyParser(packet_in packet,
out headers hdr,
inout metadata meta,
inout standard_metadata_t standard_metadata) {


state start {
transition parse_ethernet; 
}


state parse_ethernet {
packet.extract(hdr.ethernet); - 이더넷 헤더를 분리
transition select(hdr.ethernet.etherType) {
TYPE_IPV4: parse_ipv4; - 이더넷의 타입이 IPV4이면 parse_ipv4.
default: accept; - 아니라면 accept.
}
}


state parse_ipv4 { - 전단계에서 받은 패킷을 ipv4의 헤더에 맞게 추출
packet.extract(hdr.ipv4);
transition accept;
}


}


/*************************************************************************
************ C H E C K S U M V E R I F I C A T I O N *************
*************************************************************************/


control MyVerifyChecksum(inout headers hdr, inout metadata meta) {
apply { }
}




/*************************************************************************
************** I N G R E S S P R O C E S S I N G *******************
*************************************************************************/
 - 패킷을 처리해 출력 포트를 결정 - 

control MyIngress(inout headers hdr,
inout metadata meta,
inout standard_metadata_t standard_metadata) {              - 패킷을 처리할 때 해당 테이블에 매칭을 시켜본 후
action drop() {                                               일치하는 테이블이 없는 경우에 drop.  
mark_to_drop(standard_metadata);
}


action ipv4_forward(macAddr_t dstAddr, egressSpec_t port) {
standard_metadata.egress_spec = port;                   - 출력포트 설정
hdr.ethernet.srcAddr = hdr.ethernet.dstAddr;            - 패킷의 이더넷 소스주소에 원래의 도착주소 대입
hdr.ethernet.dstAddr = dstAddr;                         - 패킷의 도착주소에 최종 도착주소 대입
hdr.ipv4.ttl = hdr.ipv4.ttl - 1;                        - 한개의 라우터를 거쳤으므로 TTL - 1 감소
}


table ipv4_lpm {
key = {
hdr.ipv4.dstAddr: lpm;
}
actions = {
ipv4_forward;
drop;
NoAction;
}
size = 1024;
default_action = drop();
}


apply {
if (hdr.ipv4.isValid()) {   - ipv4 의 헤더가 적정한지에 따라 액션취한다.
ipv4_lpm.apply();
}
}
}


/*************************************************************************
**************** E G R E S S P R O C E S S I N G *******************
*************************************************************************/
  -   출력 처리 하는 과정  -

control MyEgress(inout headers hdr,
inout metadata meta,
inout standard_metadata_t standard_metadata) {
apply { }
}


/*************************************************************************
************* C H E C K S U M C O M P U T A T I O N **************
*************************************************************************/


control MyComputeChecksum(inout headers hdr, inout metadata meta) {
apply {
update_checksum(
hdr.ipv4.isValid(),
{ hdr.ipv4.version,
hdr.ipv4.ihl,
hdr.ipv4.diffserv,
hdr.ipv4.totalLen,
hdr.ipv4.identification,
hdr.ipv4.flags,
hdr.ipv4.fragOffset,
hdr.ipv4.ttl,
hdr.ipv4.protocol,
hdr.ipv4.srcAddr,
hdr.ipv4.dstAddr },
hdr.ipv4.hdrChecksum,
HashAlgorithm.csum16);
}
}


/*************************************************************************
*********************** D E P A R S E R *******************************
*************************************************************************/
 - 패킷을 송신하기 위해 분석했던 패킷을 다시 묶는 과정 -

control MyDeparser(packet_out packet, in headers hdr) {
apply {
packet.emit(hdr.ethernet);
packet.emit(hdr.ipv4);
     }
}


/*************************************************************************
*********************** S W I T C H *******************************
*************************************************************************/


V1Switch(
MyParser(),
MyVerifyChecksum(),
MyIngress(),
MyEgress(),
MyComputeChecksum(),
MyDeparser()
) main;

----------------------------------------------------------------- Basic Forwarding과 다르게 Tunnel에 관련된 헤더가 추가되어 패킷을 분석할때 Tunnel에 관련된 헤더도 분석하기 위해 경우를 추가.
state parse_ethernet {
packet.extract(hdr.ethernet);
transition select(hdr.ethernet.etherType) {
TYPE_MYTUNNEL: parse_myTunnel;
TYPE_IPV4: parse_ipv4;
default: accept;
    }
}

----------------------------------------------------------------------etherType 이 Tunnel인 경우 parse_myTunnel의 함수를 이용하여 패킷을 먼저 분리 그 다음에 Forwarding과 같이 IPV4에 관하여 분석.
state parse_myTunnel {
packet.extract(hdr.myTunnel);
transition select(hdr.myTunnel.proto_id) {
TYPE_IPV4: parse_ipv4;
default: accept;
   }
}

----------------------------------------------------------------------ingress하기 위해 터널 헤더에 맞는 테이블 값이 있을 시에 행동을 취하게 끔 분석 및 전송을 하는 함수.
action myTunnel_forward(egressSpec_t port) {
standard_metadata.egress_spec = port;
    }


table myTunnel_exact {
key = {
hdr.myTunnel.dst_id: exact;
      }
actions = {
myTunnel_forward;
drop;
      }
size = 1024;
default_action = drop();
 }  

# 1) Tunnel Ingress Rule                            -------- 터널을 통한 패킷 수신 시에 터널 포트에 관한 테이블 작성
table_entry = p4info_helper.buildTableEntry(
table_name="MyIngress.ipv4_lpm",
match_fields={
"hdr.ipv4.dstAddr": (dst_ip_addr, 32)
},
action_name="MyIngress.myTunnel_ingress",
action_params={
"dst_id": tunnel_id,
})
ingress_sw.WriteTableEntry(table_entry)
print("Installed ingress tunnel rule on %s" % ingress_sw.name)

#2) Tunnel Transit Rule                          --------- 테이블과의 매칭을 통해 패킷 전송에 관한 것
table_entry = p4info_helper.buildTableEntry(
table_name="MyIngress.myTunnel_exact",
match_fields={
"hdr.myTunnel.dst_id": tunnel_id
},
action_name="MyIngress.myTunnel_forward",
action_params={
"port": SWITCH_TO_SWITCH_PORT
})
ingress_sw.WriteTableEntry(table_entry)
print("Installed transit tunnel rule on %s" % ingress_sw.name)

# 3) Tunnel Egress Ruletable_entry = p4info_helper.buildTableEntry(                 -------- 패킷 송신 시에 터널 포트에 관한 테이블 작성
table_name="MyIngress.myTunnel_exact",
match_fields={
"hdr.myTunnel.dst_id": tunnel_id
},
action_name="MyIngress.myTunnel_egress",
action_params={
"dstAddr": dst_eth_addr,
"port": SWITCH_TO_HOST_PORT
})
egress_sw.WriteTableEntry(table_entry)
print("Installed egress tunnel rule on %s" % egress_sw.name)