TimerTasks笔记

TimerTasks：迈向可编程数据平面的时间驱动执行

TimerTasks: Towards Time-driven Execution in Programmable Dataplanes

意义

当前可编程数据平面提供了基于匹配操作范例的事件驱动执行模型。根据匹配规范定义的数据包到达时触发动作。任何被编程的逻辑只在有包事件时执行，否则不会触发任何动作。

近年来，可编程数据平面被用于实现以前没有想到的高级应用程序，如网络内缓存、共识协议等。许多此类系统的实现需要在没有数据包到达的情况下采取行动。

数据平面中的时间驱动执行可以帮助协议和应用程序将新功能转移到数据平面。

挑战

主要的挑战是在现有的事件驱动硬件上实现时间驱动的执行。

方案

TimerTasks可以作为可编程交换机模型的新硬件扩展来实现。

我们的主要思想是拥有一个周期性事件框架，它使用周期性事件来协调时间驱动的执行。周期性事件是通过生成周期性数据包(称为数据平面刻度)来实现的。

周期性事件框架使用片上内存为所有TimerTask实例维护计时器。对于每个数据平面标记，计时器将被递减，对于过期的计时器，将执行相应的操作。

TimerTask是一个新的P4对象，它可以与P4程序的其余部分结合起来形成所需的逻辑。TimerTask编译器可以首先将TimerTasks添加到周期性事件框架中(在P4中实现)，然后将框架与程序的其余部分合并。得到的P4程序可以提交给常规的P4编译器。

TimerTask提供了高级抽象和更丰富的语义避免使用手工制作的匹配动作表。

开放问题

当支持大量TimerTask实例时，这会增加额外的管道处理开销。如何支持大量TimerTask实例。

TimerTask编译器需要变得更复杂才能适当地组合多个TimerTask。

TimerTasks应该在硬件上得到本地支持。

总结

数据平面中的时间驱动执行如何帮助协议和应用程序将新功能转移到数据平面，提出了一个新的称为TimerTasks的抽象。它允许用扩展的P4语言语法来表达所需的时间驱动语义。并在现有的事件驱动硬件上实现了TimerTask原语，并通过三个新的应用程序展示了它的实用性。