Tofino モデルシミュレータを使ったP4プログラムのテスト
ここでは、予め用意されたP4のサンプルプログラムを、Tofinoモデルシミュレータという、Tofino ASICの動きを疑似するツールを使ってテストをしてみたいと思います。用意されているP4のサンプルプログラムは以下です。
$ ls ~/open-p4studio/pkgsrc/p4-examples/p4_16_programs bri_grpc_error tna_action_profile tna_field_slice tna_ports bri_handle tna_action_selector tna_idletimeout tna_proxy_hash bri_set_forwarding_pipeline tna_alpm tna_lpm_match tna_pvs bri_with_pdfixed_thrift tna_bridged_md tna_meter_bytecount_adjust tna_random common tna_checksum tna_meter_lpf_wred tna_range_match p4rt_utests tna_counter tna_mirror tna_register README.md tna_custom_hash tna_multicast tna_resubmit selector_resize tna_digest tna_operations tna_snapshot t2na_counter_true_egress_accounting tna_dkm tna_pktgen tna_symmetric_hash tna_32q_2pipe tna_dyn_hashing tna_port_metadata tna_ternary_match tna_32q_multiprogram tna_exact_match tna_port_metadata_extern tna_timestampこれらのプログラムをビルドして得られた生成物は以下に展開されています。
$ ls ~/open-p4studio/install/share/tofinopd bri_grpc_error tna_action_selector tna_dyn_hashing tna_multicast tna_random bri_handle tna_alpm tna_exact_match tna_operations tna_range_match bri_with_pdfixed_thrift tna_bridged_md tna_field_slice tna_pktgen tna_register selector_resize tna_checksum tna_idletimeout tna_port_metadata tna_resubmit tna_32q_2pipe tna_counter tna_lpm_match tna_port_metadata_extern tna_snapshot tna_32q_multiprogram_a tna_custom_hash tna_meter_bytecount_adjust tna_ports tna_symmetric_hash tna_32q_multiprogram_b tna_digest tna_meter_lpf_wred tna_proxy_hash tna_ternary_match tna_action_profile tna_dkm tna_mirror tna_pvs tna_timestampここでは、"tna_counter"という名前のP4のサンプルプログラムを使ってテストを実行してみます。まず、仮想マシン内でパケットの送受信のテストを行うために、仮想NIC (veth) を作成します。この操作は仮想マシン起動後に一度だけ実施すればOKです。
sudo ${SDE_INSTALL}/bin/veth_setup.sh 128
P4プログラムのテストを実行するために、3つのウィンドウを開き、それぞれ、以下の順番でコマンドを実行します。まず、Tofinoモデルシミュレータを起動します。
$ cd ~/open-p4studio/ $ ./run_tofino_model.sh -p tna_counter --arch tofino Using SDE /home/adpro/open-p4studio Using SDE_INSTALL /home/adpro/open-p4studio/install Model using test directory: /home/adpro/open-p4studio/pkgsrc/p4-examples/p4_16_programs/tna_counter Model using port info file: None ... Simulation target: Asic Model Using TCP port range: 8001-8004 Listen socket created bind done on port 8001. Listening.. Waiting for incoming connections... CLI listening on port 8000次は、別のウィンドウにて、"tna_counter"のP4サンプルプログラムをロードします。
$ cd ~/open-p4studio/
$ ./run_switchd.sh -p tna_counter --arch tofino
Using SDE /home/adpro/open-p4studio
Using SDE_INSTALL /home/adpro/open-p4studio/install
Setting up DMA Memory Pool
Using TARGET_CONFIG_FILE /home/adpro/open-p4studio/install/share/p4/targets/tofino/tna_counter.conf
...
2025-01-18 08:56:12.707561 BF_SWITCHD DEBUG - bf_switchd: spawning cli server thread
2025-01-18 08:56:12.708289 BF_SWITCHD DEBUG - bf_switchd: spawning driver shell
2025-01-18 08:56:12.708761 BF_SWITCHD DEBUG - bf_switchd: server started - listening on port 9999
********************************************
* WARNING: Authorised Access Only *
********************************************
bfshell>
最終的に、bfshellというシェルが実行可能なプロンプトが表示されれば、P4プログラムのロードは完了です。これで、TofinoモデルシミュレータにP4プログラムがロードされ、P4のプログラムに従ってデータプレーンが動作する状態になっています。そこで、別のウィンドウにて、予め用意されたPTF(Packet Test Framework)というパケット送受信を行うテストを実行します。
$ cd ~/open-p4studio/ $ ./run_p4_tests.sh -p tna_counter --arch tofinoPTFテストを実行するとパケットの送受信が行われますが、Tofinoモデルシミュレータを開いたウィンドウにてP4プログラムが実際に実行したパケット制御がログとして出力されます。また、PTFテストを実行したウィンドウでは、予め用意されたテストの実行結果（例えば以下のような）が出力されます。
test.IndirectCounterLatencyTest ... Subscribe attempt #1 Subscribe response received 0 Received tna_counter on GetForwarding on client 0, device 0 Binding with p4_name tna_counter Binding with p4_name tna_counter successful!! This test is meant to be run only on hardware. Thus simply returning ok ---------------------------------------------------------------------- Ran 1 test in 0.168s OKこのような流れで、P4プログラムを実行して、テストを実行することが可能です。ここまで実施した操作をイメージにすると以下のようになります。
