谷歌雲採用 P4Runtime 打造智能網路

谷歌採用「下一代」P4Runtime，打造更智能化的網路！

Alphabet近日宣布與開放網路基金會（ONF）合作，「為真正『軟體定義』的數據平面實施一種開放參考平台。」

本周早些時候，谷歌宣布正在對其網路基礎設施作一些改變。從表面上看，這毫無新意。如果你在運行被認為世界上最龐大的網路，不斷改變既有的行事方式，以保持領先是一件再平常不過的事情。當然，一些改變來得尤為重要。這種改變就好比軟體開發人員所說的重大版本。

放眼將來，該公司計劃實行的改變還會有利於希望充分利用面向軟體定義網路（SDN）的開源解決方案的企業組織。

谷歌的軟體工程師吉姆?萬德勒（JimWanderer）在博客中宣稱，谷歌現正與開放網路基金會（ONF）合作開發Stratum，這是一種採用開源技術的「下一代」SDN介面，圍繞P4Runtime而設計和開發。Stratum平台是面向廣泛用途而設計的，包括作為面向移動和物聯網的邊緣平台、數據中心主幹/分支結構（spine-leaffabrics）的解決方案、嵌入在交換機和路由器中以利用SDN介面並加速白盒系統之間的移植，以及作為雲端SDN數據平面。谷歌感興趣的是這後一種用途，計劃開展相應的部署工作。

該平台的核心是P4Runtime，它為控制平面軟體控制交換機、路由器、防火牆筆負載均衡系統等設備的轉發平面提供了一種方法。它的主要改進之一是，讓用戶可以控制任何轉發平面，不管它是用固定功能或可編程的交換機構建的，還是用在x86伺服器上運行的軟體交換機構建的。

無論轉發平面支持哪種協議和功能，P4Runtime的框架都保持不變，這意味著用戶可以使用同樣的API來控制品種繁多的交換機。

這解決了大多數網路操作使用專用硬體來處理時不是很棘手的問題（這通常伴隨著硬體層面的廠商鎖定），但是當網路工程師藉助軟體定義技術來尋求敏捷性時這個問題就成了大問題。

雖然以前試圖將固定功能交換機和可編程交換機的控制結合起來，卻問題重重。

Overflow可謂是P4Runtime的先驅，開發人員試圖擴展其功能時很快就顯得笨拙，它採取的一種方法在處理匹配的數據包欄位方面並不精細化。P4Runtime組織在官網上的一份聲明中說：「OverFlow並不總是定義你在匹配後應該執行的操作；遺憾的是，不同的交換機ASIC以不同的方式執行這些操作。」

一種比較新的技術SAI存在類似的問題。P4開發團隊說：「擴展SAI要做大量的工作，目前還不清楚應該對擴展實行標準化還是保持專有性。目前也不清楚如何使用SAI來遠程控制交換機。」

遠程控制平面使用P4RuntimeAPI來控制交換機

本地控制平面使用P4Runtime作為API（有時又叫HAL，即硬體抽象層），直接控制交換機ASIC

萬德勒表示，P4Runtime將成為谷歌的下一代數據中心和廣域網控制平面編程的基礎。採用的主要原因是，它滿足了谷歌網路生態系統的需求。

他說：「在谷歌，我們設計了自己的硬體交換機和交換機軟體，但我們的目標一直是充分利用與我們的數據中心和廣域網協同操作的行業SDN解決方案。P4Runtime是控制平面軟體通過編程來設定交換機轉發路徑的一種新方法，提供了一套明確定義的API來指定交換機轉發管道，並且通過簡單的RPC來配置這些管道。P4Runtime可用於控制任何轉發平面，從固定功能的ASIC到完全可編程的網路交換機，不一而足。」

萬德勒表示，採用P4Runtime的另一個原因是這個項目具有開放性。谷歌希望「推動行業採用，並讓其他公司能夠從中受益。」

谷歌使用Stratum和底層的P4Runtime無疑會對這兩個項目都有好處，因為這家公司將該項目推廣到其龐大複雜的網路基礎設施時，肯定會發現並修復bug。斯蒂夫?紐曼（Steve Newman）是日誌管理初創公司Scalyr的首席執行官，他以前是谷歌的一名員工。正如他在今年2月的容器世界大會（ContainerWorld）上告訴我：「谷歌的人員常說，如果發生某個bug只有十億分之一的機會，那麼它每天都有可能發生。」

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