IETF106 Hackathon 報告 & P4 based Switch の課題と未来 Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF Kentaro Ebisawa | Twitter: @ebiken

1. P4/Stratumによる
カスタムデータプレーンの制御
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2. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 2
https://www.apresiatac.jp/blog/201910071861/
これより濃い内容をお届けするための
ハンズオン時間をとれませんでした… m(_ _)m
続きは Slack で ...

3. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 3
https://www.nic.ad.jp/iw2019/program/b4/

4. IETF106 Hackathon 報告
&
P4 based Switch の課題と未来
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5. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 5
https://www.ietf.org/how/runningcode/hackathons/106-hackathon/
本会議前の土日（２日間）

6. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 6
https://trac.ietf.org/trac/ietf/meeting/wiki/106hackathon

7. Develop Open Source implementation of “SRv6 Mobile User Plane”
“Segment Routing IPv6 for Mobile User Plane”
https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-dmm-srv6-mobile-uplane/
“User Plane Message Encoding” !!NEW!!
https://datatracker.ietf.org/doc/draft-murakami-dmm-user-plane-message-encoding/
• Participants
• Satoru Matsushima ... Champion
• Tetsuya Murakami ... VPP development
• Kentaro Ebisawa ... P4 development
• Pablo Camarillo / Ole Troan ... VPP upstream
• Filip Varga ... VPP development (IETF104)
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Hackathon Objectives

8. Open Source 5G aware mobile user-plane functions
Source Code available on GitHub
VPP : https://github.com/filvarga/srv6-mobile
P4 (BMv2) : https://github.com/ebiken/p4srv6/tree/ietf106
A code review requested to the VPP community for upstreaming.
https://gerrit.fd.io/r/c/vpp/+/23297
Merged to the main VPP branch during IEFT106 ☺
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What we have achieved

9. VPP P4 (BMv2)
Args.Mob.Session YES YES
End.M.GTP6.D YES NO
End.M.GTP6.Di YES NO
End.M.GTP6.E YES NO
End.M.GTP4.E YES YES
T.M.GTP4.D YES YES
End.MAP NO NO
End.Limit NO NO
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Implementation Status
draft-ietf-dmm-srv6-mobile-uplane-07

10. • Modularity is important for the code and the protocol
• Some SRv6 Mobile code on VPP required better modularity.
• A new function idea
• SRv6 End function for GTP-U decap and table look up.
• Found improvement points to the protocol spec
• Sequence number is required to recreate GTP packet in drop in mode
• Ex: To match GTP Echo / Echo response
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What we have learned during the Hackathon

11. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 11
p4srv6 （p4 based SRv6 switch）の課題
！！Upstream 先が無い！！
https://www.segment-routing.net/open-software/

12. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 12

13. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 13
p4srv6 （p4 based SRv6 switch）の課題
！！Upstream 先が無い！！
VPPに学ぶ足りないモノ
基本的なスイッチ機能
複数プラットフォーム
安定ブランチ
ドキュメント

14. • 基本的なスイッチ機能
• L2 (learning bridge, VLAN), L3 (static)
• マルチプラットフォーム
• BMv2, Tofino, Intel PAC N3000 (SmartNIC)
• 安定ブランチ
• 常にビルド＆動作可能な main branch
• ドキュメント
• メンテされてる安心感
• 「どこを変えれば良いか」 が理解可能に
Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 14
p4SRv6 今後の実装計画 （2020年）
SRv6開発合宿 in
新潟岩室温泉
（12月5日～7日）

15. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 15
Difference you should care between P4 Architectures
• Pipeline
• Metadata
• Special In/Out port
• Externs (Checksum)
Architecture is also defined using P4
https://github.com/p4lang/p4c/blob/master/p4include/v1model.p4
https://github.com/p4lang/p4c/blob/master/p4include/psa.p4
https://github.com/vmware/p4c-xdp/blob/master/p4include/xdp_model.p4
アーキテクチャの違いを整理

16. Internet Week 2019 B4 ソフトウェアルータ・スイッチBoF | Twitter: @ebiken | 2019/11/27 16
p4srv6 Pipeline
SwitchParser()
SwitchParser(
packet_in pkt,
out Header hdr,
inout UserMetadata user_md,
inout standard_metadata_t st_md)
state start {
transition parse_ethernet;
}
SwitchVerifyChecksum()
SwitchVerifyChecksum(
inout Header hdr,
inout UserMetadata user_md)
SwitchComputeChecksum()
SwitchComputeChecksum(
inout Header hdr,
inout UserMetadata user_md)
SwitchEgress()
SwitchEgress(
inout Header hdr,
inout UserMetadata user_md,
inout standard_metadata_t st_md)
< no control implemented so far >
SwitchDeparser()
SwitchDeparser(
packet_out pkt,
in Header hdr)
pkt.emit(hdr.ether);
pkt.emit(hdr.ipv6);
pkt.emit(hdr.srh);
pkt.emit(hdr.srh_sid);
pkt.emit(hdr.ipv4);
pkt.emit(hdr.icmp);
pkt.emit(hdr.tcp);
pkt.emit(hdr.udp);
pkt.emit(hdr.gtpu);
pkt.emit(hdr.inner_ether);
pkt.emit(hdr.inner_ipv6);
pkt.emit(hdr.inner_ipv4);
pkt.emit(hdr.inner_tcp);
pkt.emit(hdr.inner_udp);
SwitchIngress()
SwitchIngress(
inout Header hdr,
inout UserMetadata user_md,
inout standard_metadata_t st_md)
table local_mac;
PortFwd() port_fwd;
SRv6() srv6;
L2Fwd(1024) l2fwd;
No parsing of
vendor specific header
Checksum done in
Control Block dedicated for Checksum
Controls to do main packet header
and metadata processing
Architecture: v1model.p4
v1model.p4 ... p4-14 compatible pipeline
package V1Switch<H, M>(
Parser<H, M> p,
VerifyChecksum<H, M> vr,
Ingress<H, M> ig,
Egress<H, M> eg,
ComputeChecksum<H, M> ck,
Deparser<H> dep);
設計のドキュメント化
（パイプライン, テーブル etc.）

17. • 基本的なスイッチ機能
• L2 (learning bridge, VLAN), L3 (static)
• マルチプラットフォーム
• BMv2, Tofino, Intel PAC N3000 (SmartNIC)
• 安定ブランチ
• 常にビルド＆動作可能な main branch
• ドキュメント
• メンテされてる安心感
• 「どこを変えれば良いか」 が理解可能に
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p4SRv6 今後の実装計画
SRv6開発合宿 in
新潟岩室温泉
（12月5日～7日）
“Open Source” として開発できる人を募集中！！