An approach to the translation of software-defined network switch flow table into network processing unit assembly language

В статье рассматривается коммутатор, функционирующий под управлением протокола OpenFlow 1.3. Коммутатор работает на базе программируемого сетевого процессорного устройства (СПУ). Для классификации приходящих пакетов коммутатор выполняет поиск записи (правила) в таблице потоков по значениям полей заголовка для определения действий, которые необходимо выполнить над полученным пакетом. Поиск в программе на языке ассемблера рассматриваемого СПУ может быть реализован в виде набора деревьев поиска. При этом существует ограничение на ширину сравниваемых значений, что не позволяет напрямую использовать деревья поиска для классификации по таблице потоков. В статье предлагается представление таблицы потоков, разработанное для трансляции таблицы потоков в программу на языке ассемблера СПУ, реализующую поиск по набору правил таблицы. Еще одной целью являлось создание компактной программы, которая может быть загружена в память СПУ. Архитектура рассматриваемого СПУ также обладает особенностью, заключающейся в необходимости обновления программы после каждого изменения таблицы потоков. Поэтому целесообразно поддерживать текущее представление таблицы потоков для быстрого обновления программы СПУ. В статье представлены алгориты для инкрементного обновления разработанного представления таблицы потоков (добавления и удаления правила). Разработанный подход был исследован на экспериментальных наборах правил, которые были транслированы в программы на языке ассемблера СПУ с использованием прямого способа, основанного на существующих подходах, и разработанного алгоритма. Экспериментальное исследование проводилось на основе модели СПУ и показало, что разработанный подход способен эффективно уменьшать размер программы.