P4架构

图片来自官方P4_tutorial.pptx 中，7-21页内容

自底向上的设计使得灵活的网络需求无法下发给交换机，所以更好的方法是自顶向下的设计，用户/控制器确定规则。我们真正想要的是，能够在high-level上精确定义芯片应该如何处理数据包（通过编写p4程序实现）

P4基于高速的包处理设备的抽象模型，称为PISA，代表协议无关的交换机架构（Protocol-Independent Switch Architecture），主要包括三个部分：

• parser：用于解析数据包，生产独立的数据包头与中间信息
• match-action pipeline：用于定义table和准确的处理算法
• deparser：用于声明输出数据包的格式

parser被建模为一个简单的、确定性的状态机，它通常根据事先指定的包头中，特定字段的值进行状态间的跳转；match-action pipeline是PISA架构的核心，可以将一些数据与对应的表（包含一些entry）进行匹配，并进行相应的action；deparser与parser相反，它重新组装数据包，数据包重新被序列化

P4 Target：特定的硬件实现

P4 Architecture：通过一组P4可编程、外部与固定组件，提供对P4 Target进行编程的接口

对一个P4 target编写P4程序的过程，由几个部分构成：

• 用户提供：P4程序与控制平面
• 厂家提供：P4架构模型，编译器，目标硬件
• runtime：添加/删除流表，外部控制（这两个是从控制平面到数据平面），数据包信息上报控制面（从数据平面到控制平面）

除了V1Model，目前还有Portable Switch Architecture和Tofino native等架构，其中tofino native的架构比v1model有更多的功能，PSA的架构可以被更多的target （FPGA，ASIC，Software）所支持

可以按照v1model的架构来写程序，之后compiler会帮助把v1model的程序转换成其他的架构的程序

V1Model架构包括5个部分：