P4官方实验4. Explicit congestion notification

Explicit congestion notification

显式拥塞通知。

ECN支持端到端的网络拥塞通知来防止丢包。如果一个终端支持ECN，它会将ipv4.ecn的值设为1或2.对这样的包，每一个switch可能改变它的值为3，如果队列长度大于一个阈值。接受者会将值复制给发送者，并且发送者会减慢发送速度。

在这个实验中，我们要完成：

1. 把ipv包头中的8bits tos域改成6 bits diffserv和2 bits ecn

2. 在出路由中对比当前的queue length和ECN_THRESHOLD，如果队列长度大于这个阈值，那么就会设置ecn = 3，而不是1和2.

3. 修改checksum对应部分，将tos改成diffserv和ecn。

修改包头

如英文注释，只需要把tos部分改成diffserv和ecn

header ipv4_t {
    bit<4>    version;
    bit<4>    ihl;
    bit<6>    diffserv;         //transform tos into these two lines: diffserv and ecn
    bit<2>    ecn;
    bit<16>   totalLen;
    bit<16>   identification;
    bit<3>    flags;
    bit<13>   fragOffset;
    bit<8>    ttl;
    bit<8>    protocol;
    bit<16>   hdrChecksum;
    ip4Addr_t srcAddr;
    ip4Addr_t dstAddr;
}

修改出路由

语法和C语言很像，下面if部分都是我们添加的。

control MyEgress(inout headers hdr,
                 inout metadata meta,
                 inout standard_metadata_t standard_metadata) {
    apply {
        /*
         * TODO:
         * - if ecn is 1 or 2
         *   - compare standard_metadata.enq_qdepth with threshold 
         *     and set hdr.ipv4.ecn to 3 if larger
         */
        if (hdr.ipv4.ecn == 1 || hdr.ipv4.ecn == 2)   {                       //these 4 lines are added.
            if (standard_metadata.enq_qdepth > ECN_THRESHOLD)
                hdr.ipv4.ecn = 3;
        }
    }
}

修改checksum

照着改就行了，没什么难的

control MyComputeChecksum(inout headers hdr, inout metadata meta) {
    apply {
        /* TODO: replace tos with diffserve and ecn */
	update_checksum(
	    hdr.ipv4.isValid(),
            { hdr.ipv4.version,
              hdr.ipv4.ihl,
              hdr.ipv4.diffserv,        //trans tos into ~
              hdr.ipv4.ecn,             //trans tos into ~
              hdr.ipv4.totalLen,
              hdr.ipv4.identification,
              hdr.ipv4.flags,
              hdr.ipv4.fragOffset,
              hdr.ipv4.ttl,
              hdr.ipv4.protocol,
              hdr.ipv4.srcAddr,
              hdr.ipv4.dstAddr },
            hdr.ipv4.hdrChecksum,
            HashAlgorithm.csum16);
    }
}

改完，对着readme运行就行了，可以看到其中的确有一段tos变成了0x3，说明网络的确发生了拥塞。