2017 P4 中国峰会 北京
本次会议依然侧重介绍P4，并highlight P4的benifit，大致分为以下几类：
1.学术界 - 未来网络的发展，为何提出P4技术？
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未来网络和实体经济、其他学科相结合
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P4是可编程网络的助力器，其作用是将网络功能、协议设计交付给广大设计者而不是传统的网络设备厂商，从而
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最大化地加速网络创新
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缩短协议部署周期
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开发者自顶向下网络设计，拥有完整的创新实验平台
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2.互联网公司 - P4能为我们带来什么？
构建需求、业务驱动网络：
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DC网络数据实时收集
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承载大流量、多类型业务流
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可编程带来的优势
3.解决方案供应商 - P4应用于DC解决方案的优势
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客户需求定制网络，差异化服务
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技术支撑产品创新、服务质量
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可编程为生态注入新活力
4.芯片厂商 - P4体系架构及技术介绍
- Tofino
Details
刘韵洁
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1.未来网络技术的发展趋势
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2.中国在未来网络领域的研究情况
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3.结束语
Ch1.未来网络技术的发展趋势
互联网面临严重挑战，未来网络迎来发展机遇。
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网络功能：科研型 => 消费型 => 生产型
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第一代互联网：军事与科研网
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第二代互联网：万维网 电子商务
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第三代互联网：与实体经济深度融合
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未来网络已成为业界关注焦点
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未来网络基础研究
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未来网络试验网
全球未来网络发展的多个候选方向
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SDN 软件
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CCN 信息
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Cloud 数据中心
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MobilityFirst 泛在移动
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XIA 内生安全
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ChoiceNet 经济模式
技术发展趋势 - 软件定义网络
- 开放、软件为主、智能控制
技术发展趋势 - 基于数据中心云架构重构网络
- 以数据中心为中心组网
技术发展趋势 - 云
- 云计算 => 边缘计算/雾计算
技术发展趋势 - CP => open source
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ODL
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ONOS
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开源网络操作系统成为全球制高点
技术发展趋势 - 数据平面向硬件开源方向转变
- 软件开源 => 软件开源、硬件开源
技术发展趋势 - 人工智能(AI)应用于未来网络
- “傻瓜型网络” => 智能型网络
产品成熟度Gartner曲线
Ch2.研究现状
1.未来网络体系结构 - 服务定制网络(SCN)
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简单、开放、可拓展
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安全可靠
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融合
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高效、灵活调度网络及信息资源
交通运输体系带来的启示
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按需
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服务质量
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差异化服务
服务定制网络SCN - 系统架构
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服务可定制
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服务可迁移
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服务可感知
中国首个小型未来网络试验网
2.未来网络试验设施项目 - CENI: China Environment for Network Innovations
全面提升网络创新能力，增强网络产业核心竞争力，保证网络空间安全，确保网络可持续发展。
主要目标
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具备验证新型网络架构、核心技术实验的能力
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验证新型网络架构和系统适应新业务、需求的能力
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具备针对现有网络问题解决方案的创新试验能力
基于SDN白牌设备的试验网组网方案
重要研究方向与突破：
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运营商网络SDN平滑演进和部署实验验证
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第一阶段：Underlay层不变，重点在Overlay层进行改造，优化网络性能；
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第二阶段：Underlay逐步SDN/NFV化
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超大规模数据中心网络实验验证
- 采用PI的P4交换机
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基于P4的DB网络协议创新
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自研协议验证
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结合AI进行协议自动优化
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光网和IP网融合
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光层和IP层融合与协同组网
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信息共享、链路保护、故障快速恢复、链路利用率优化
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5G
问题：移动通信网络利用率低、无法定制化服务、不能支撑物联网场景
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重构端局网络
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DP用白牌设备，厂商解耦
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CP的OS融合网络控制、云平台、业务编排
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4K/8K视频、AR/VR业务分发实验验证
问题：网络流量冗余、带宽压力大
- SDN/NFV技术实现计算、存储、网络多维资源的统一管理，融入内容分发能力，实现云网一体化
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基于云网一体化的产业互联网
- 为地方产业转型、制造业升级改造提供网络支撑
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空天地海一体化网络实验验证
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基于AI的网络优化学习实验验证
问题：指数级增长的网络状态数量，有限AI输入模型之间的错配，如何运用AI来优化网络管控、简化网络运维？
为我国网络领域的基础科研创新提供环境
支撑运营商、设备商、互联网公司面向新型应用的各类创新实验
未来网络在中国有巨大的前景
3.结束语
1.未来网络与实体经济结合，将有十分巨大的市场前景
2.未来网络与AI是时代双擎
3.CENI将成为网络领域的科研和产品研究的重要支撑
Nick McKeown - Programmable Forwarding
OSPF BGP ... VxLAN
Switch OS
Driver ... specific driver
Hardware ... configuration
New Feature => several years => Deployed:
Enterprise Network <-> Network Equipment Vendor <-> Software Team | ASIC Team
When you need an upgrade
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1.A switch vendor can't just send a software upgrade
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2.It takes years to add new features
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3.By then, you've figured out a kludge to work around it
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4.Your network gets more complicated, more brittle
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5.Eventually, when the upgrade is available, it either
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No longer solves your problem, or
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You need a fork-lift upgrade, at huge expense
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Network systems are built "bottom-up"
Network systems will be programmed "top-down"
Why aren't all network systems built this way?
"Programmable switches are 10-100x slower than fixed-function switches. They cost more and consume more power"
This is changing...
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Performance
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Cost and power
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Easy to program
Domain Specific Processors
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Computers: Java -> Compiler -> CPU
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Graphics: OpenCL -> Compiler -> GPU
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Signal Processing: Matlab -> Compiler -> DSP
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Machine Learning: TensorFlow -> Compiler -> TPU
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Networking: P4 -> Compiler -> PISA(Tofino)
Fixed-Function Switch -> PISA: Protocol Independent Swicth Architecture
- My super secret Source-Routing -> P4 Program -> P4 Compiler -> Programmbale Switch
Protocols and table complexity 20 years ago => Datacenter ToR today(public switch.p4)
P4 Program Demo
An example: Telemetry
The network should answer these questions
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"Which path dide my packet take?"
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"Which rules did my packet follow?"
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"How long did my packet queue at each switch?"
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"Who did my packet share the queue with?"
INT can answer all four questions for the first time. At full line rate. Without generating any additional packets!
Alibaba - Build the Ecosystem for Hyper scale DC Network Visibility
11.11 Global Shopping Festival
Big traffic, lots of kinds
Alibaba Network Infrastructure Overview
Mobile | Wire -> CDN -> WAN -> MAN -> IDC -> Application | Virtual OS | NIC
The size does matter!
Self-driving Network: You can't manage what you can't see!
DC Network Visibility - the System Requirements
Layer1: Data Present
Layer2: Data Analyze
Layer3: Data Collect
DC Network Visibility - The Ecosystem
Low-level => High-level
Chip capability => Swicth Software capability => Channel/API => Network Monitoring System
Benifits of a Programmable Forwarding Plane
Programmability:
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Easily Add New Features - New protocols and Apps
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Increase Network Reliability - Remove unused protocols
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Efficient use of Resources - Flexiable use of tables
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Greater Visibility - New diagnostics telemetry, OAM
- Critical for Self-driving DC Networke => what P4 can bring
H3C - 数据中心解决方案生态建设
数据中心网络面临的挑战是什么？ - 解决根本问题需要新思路
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客户需求
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应用策略驱动组网 => 云部署/迁移
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零配置部署/自动化变更
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技术
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快速市场投资/最佳端口密度 => 带宽大爆炸
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芯片方案多元化/光互联创新 => 最近产品创新
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业务流量分析/可视化 => 统计分析
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商业模型
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全面虚拟化 => 开放式解决方案
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高可用基础设备/ISSU => 网络 = 业务收入
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老思路是什么？ - 芯片迭代 + 热点跟随
未来能否持续？ - 摩尔定律褪色
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芯片技术成本
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晶体管数量/单位成本
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半导体行业市场份额整合趋势
可编程价值是什么？ - 生态合作新内涵
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资源灵活分配？ - 交付优化，定制领先
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新转发功能？ - 投资保护，运营优化
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新业务场景？ - 成熟可靠，稳定创造价值
可编程方向是什么？ - 专业化+标准化
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可维护
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安全
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高可用
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标准化
H3C理念是什么？
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专业 Professional
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可靠 dePendability
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开放 Platform oPen
H3C新思路新行动是什么？ - 应用驱动 云领未来
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云化
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软件定义同质化硬件
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场景化应用驱动
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开放解决方案
构建 自主创新+OEM+转售 生态体系，提供最完整的新IT生态解决方案
Barefoot - Barefoot Technology Intro
The Barefoot Solution
New OpenSource Ecosystem + Barefoot Software + Barefoot Hardware = New NF + Differentiation + Network Analytics + Rapid Innovation
"Programmability without Compromise"
PISA: Protocol Independent Switch Architechture
All stages are identical - makes PISA a good "compiler target"
Barefoot Tofino - 6.5T Tofino Block Diagram
Each pipe has 16x100G MACs Packet Generator, CPU
Programmability without compromises
same power, same cost, same or better performance of a fixed-function switch chip
Barefoot and Switch OS Integration Model
switch.p4 & switchAPI Features
Programmability with P4 Advanced Apps
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Security & Compliance
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Scalable LB
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Real-Time Telemetry
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Enhanced Routing
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Enhanced Switching
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Physical to Virtual
Benifits of a Programmable Forwarding Plane - same with ali
2017.5.9