SwitchV: automated SDN switch validation with P4 models
SwitchV: automated SDN switch validation with P4 models
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SwitchV：使用 P4 模型进行自动 SDN 交换机验证
DOI：
10.1145/3544216.3544220
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Yu, Minlan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Albab, Kinan Dak;DiLorenzo, Jonathan;Heule, Stefan;Kheradmand, Ali;Smolka, Steffen;Weitz, Konstantin;Timarzi, Muhammad;Gao, Jiaqi;Yu, Minlan
对计算机网络不断增长的需求不断推动制造商以越来越快的速度将新的特性和功能整合到他们的交换机中。然而，传统的交换机开发方法依赖非正式规范和手工测试来确保可靠性，维护和更新繁琐且缓慢，有效地使特征速度与可靠性不一致。这项工作描述了我们在开发具有SDN功能的固定功能ASIC的交换机软件堆栈时遵循新方法的经验。具体地说，我们重点介绍SwitchV，这是我们使用模糊化和符号分析进行自动端到端交换机验证的系统，它可以轻松地随着交换机规范的发展而发展。我们的方法以使用P4语言为交换机的数据平面行为及其控制平面API建模为中心。这样的P4模型随后被SwitchV用作正式规范，也被SDN控制器用作与交换机无关的合同，并被工程师用作活动文档。SwitchV发现跨越所有交换层的总共154个错误。大多数错误都是高度相关的，并在14天内修复。
Increasing demand on computer networks continuously pushes manufacturers to incorporate novel features and capabilities into their switches at an ever-accelerating pace. However, the traditional approach to switch development relies on informal specifications and handcrafted tests to ensure reliability, which are tedious and slow to maintain and update, effectively putting feature velocity at odds with reliability.This work describes our experiences following a new approach during the development of switch software stacks that extend fixed-function ASICs with SDN capabilities. Specifically, we focus on SwitchV, our system for automated end-to-end switch validation using fuzzing and symbolic analysis, that evolves effortlessly with the switch specification. Our approach is centered around using the P4 language to model the data plane behavior of the switch as well as its control plane API. Such P4 models are then used as aformal specificationby SwitchV, as well as aswitch-agnostic contractby SDN controllers, and aliving documentationby engineers.SwitchV found a total of 154 bugs spanning all switch layers. The majority of bugs were highly relevant and fixed within 14 days.
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