2017年P4中国峰会北京站 会议小结

五郎.

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？

• 　　未来网络和实体经济、其他学科相结合
  
  
• 　　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
  
  
• 　　最大化地加速网络创新
  
  
• 　　缩短协议部署周期
  
  
• 　　开发者自顶向下网络设计，拥有完整的创新实验平台
  
  

　　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：

• 　　DC网络数据实时收集
  
  
• 　　承载大流量、多类型业务流
  
  
• 　　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

• 　　客户需求定制网络，差异化服务
  
  
• 　　技术支撑产品创新、服务质量
  
  
• 　　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

• 　　1.未来网络技术的发展趋势
  
  
• 　　2.中国在未来网络领域的研究情况
  
  
• 　　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。

• 　　网络功能：科研型 => 消费型 => 生产型
  
  
• 　　第一代互联网：军事与科研网
  
  
• 　　第二代互联网：万维网 电子商务
  
  
• 　　第三代互联网：与实体经济深度融合
  
  

　　未来网络已成为业界关注焦点

• 　　未来网络基础研究
  
  
• 　　未来网络试验网
  
  

　　全球未来网络发展的多个候选方向

• 　　SDN 软件
  
  
• 　　CCN 信息
  
  
• 　　Cloud 数据中心
  
  
• 　　MobilityFirst 泛在移动
  
  
• 　　XIA 内生安全
  
  
• 　　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

• 　　ODL
  
  
• 　　ONOS
  
  
• 　　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)

• 　　简单、开放、可拓展
  
  
• 　　安全可靠
  
  
• 　　融合
  
  
• 　　高效、灵活调度网络及信息资源
  
  

　　交通运输体系带来的启示

• 　　按需
  
  
• 　　服务质量
  
  
• 　　差异化服务
  
  

　　服务定制网络SCN - 系统架构

• 　　服务可定制
  
  
• 　　服务可迁移
  
  
• 　　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

• 　　具备验证新型网络架构、核心技术实验的能力
  
  
• 　　验证新型网络架构和系统适应新业务、需求的能力
  
  
• 　　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：

• 　　运营商网络SDN平滑演进和部署实验验证
  
  
• 　　第一阶段：Underlay层不变，重点在Overlay层进行改造，优化网络性能；
  
  
• 　　第二阶段：Underlay逐步SDN/NFV化
  
  
• 　　超大规模数据中心网络实验验证
  
  
• 　　采用PI的P4交换机
  
  
• 　　基于P4的DB网络协议创新
  
  
• 　　自研协议验证
  
  
• 　　结合AI进行协议自动优化
  
  
• 　　光网和IP网融合
  
  
• 　　光层和IP层融合与协同组网
  
  
• 　　信息共享、链路保护、故障快速恢复、链路利用率优化
  
  
• 　　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

• 　　重构端局网络
  
  
• 　　DP用白牌设备，厂商解耦
  
  
• 　　CP的OS融合网络控制、云平台、业务编排
  
  
• 　　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
  
  
• 　　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
  
  
• 　　空天地海一体化网络实验验证
  
  
• 　　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

• 　　1.A switch vendor can't just send a software upgrade
  
  
• 　　2.It takes years to add new features
  
  
• 　　3.By then, you've figured out a kludge to work around it
  
  
• 　　4.Your network gets more complicated, more brittle
  
  
• 　　5.Eventually, when the upgrade is available, it either
  
  
• 　　No longer solves your problem, or
  
  
• 　　You need a fork-lift upgrade, at huge expense
  
  

　　Network systems are built &quot;bottom-up&quot;
　　Network systems will be programmed &quot;top-down&quot;

　　Why aren't all network systems built this way?

　　&quot;Programmable switches are 10-100x slower than fixed-function switches. They cost more and consume more power&quot;
　　This is changing...

• 　　Performance
  
  
• 　　Cost and power
  
  
• 　　Easy to program
  
  

　　Domain Specific Processors

• 　　Computers: Java -> Compiler -> CPU
  
  
• 　　Graphics: OpenCL -> Compiler -> GPU
  
  
• 　　Signal Processing: Matlab -> Compiler -> DSP
  
  
• 　　Machine Learning: TensorFlow -> Compiler -> TPU
  
  
• 　　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

• 　　&quot;Which path dide my packet take?&quot;
  
  
• 　　&quot;Which rules did my packet follow?&quot;
  
  
• 　　&quot;How long did my packet queue at each switch?&quot;
  
  
• 　　&quot;Who did my packet share the queue with?&quot;
  
  

　　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 ->>　　


　　The>　　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:

• 　　Easily Add New Features - New protocols and Apps
  
  
• 
  　　Increase Network>
  
• 　　Efficient use of Resources - Flexiable use of tables
  
  
• 　　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

• 　　客户需求
  
  
• 　　应用策略驱动组网 => 云部署/迁移
  
  
• 　　零配置部署/自动化变更
  
  
• 　　技术
  
  
• 　　快速市场投资/最佳端口密度 => 带宽大爆炸
  
  
• 　　芯片方案多元化/光互联创新 => 最近产品创新
  
  
• 　　业务流量分析/可视化 => 统计分析
  
  
• 　　商业模型
  
  
• 　　全面虚拟化 => 开放式解决方案
  
  
• 　　高可用基础设备/ISSU => 网络 = 业务收入
  
  

　　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

• 　　芯片技术成本
  
  
• 　　晶体管数量/单位成本
  
  
• 　　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

• 　　资源灵活分配？ - 交付优化，定制领先
  
  
• 　　新转发功能？ - 投资保护，运营优化
  
  
• 　　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

• 　　可维护
  
  
• 　　安全
  
  
• 　　高可用
  
  
• 　　标准化
  
  

　　H3C理念是什么？

• 　　专业 Professional
  
  
• 　　可靠 dePendability
  
  
• 　　开放 Platform oPen
  
  

　　H3C新思路新行动是什么？ - 应用驱动 云领未来

• 　　云化
  
  
• 　　软件定义同质化硬件
  
  
• 　　场景化应用驱动
  
  
• 　　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
　　&quot;Programmability without Compromise&quot;

　　PISA: Protocol Independent Switch Architechture

　　All stages are>

　　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

• 　　Security & Compliance
  
  
• 　　Scalable LB
  
  
• 　　Real-Time Telemetry
  
  
• 　　Enhanced Routing
  
  
• 　　Enhanced Switching
  
  
• 　　Physical to Virtual
  
  

　　Benifits of a Programmable Forwarding Plane - same with ali

　　2017.5.9