基于網(wǎng)絡(luò)測試與驗(yàn)證

01 背景

數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證技術(shù)可以通過驗(yàn)證設(shè)備的數(shù)據(jù)平面來檢測網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤，盡可能減少網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤帶來的代價(jià)，這也是減少網(wǎng)絡(luò)中斷的一種重要技術(shù)。目前，數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證工具已經(jīng)做到了在微秒級(jí)別上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平面的增量更新的驗(yàn)證。雖然研究人員在實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證方面取得了重大進(jìn)展，但是現(xiàn)有的數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證技術(shù)無法有效處理大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的更新風(fēng)暴場景（短時(shí)間內(nèi)發(fā)生大量數(shù)據(jù)平面更新）和長尾更新場景（有些交換機(jī)的更新需要很長時(shí)間到達(dá)）。原因：現(xiàn)有的數(shù)據(jù)平面技術(shù)處理大型數(shù)據(jù)中心的更新風(fēng)暴場景往往需要耗費(fèi)數(shù)小時(shí)，甚至更長時(shí)間；而由于有些數(shù)據(jù)平面更新需要經(jīng)過一段延遲時(shí)間才能到達(dá)，那很可能導(dǎo)致驗(yàn)證者使用不完整不一致的數(shù)據(jù)平面來驗(yàn)證，進(jìn)而得到的驗(yàn)證結(jié)果也是不正確的。

02 設(shè)計(jì)

針對(duì)上述兩種場景或者當(dāng)兩種場景同時(shí)存在，作者提出了Flash，它可以針對(duì)更新風(fēng)暴、長尾更新或兩者都存在時(shí)的場景實(shí)現(xiàn)快速、一致的數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證。Flash引入了快速逆模型轉(zhuǎn)換（Fast IMT）以有效地處理更新風(fēng)暴，引入了早期檢測機(jī)制以處理長尾更新場景。接下來我們將闡述Flash的工作流程和兩種關(guān)鍵技術(shù)（Fast IMT、早期檢測機(jī)制）。

下圖是Flash的架構(gòu)示意圖和工作流程圖。其中有2個(gè)關(guān)鍵組成部分：子空間驗(yàn)證器、CE2D（consistent， efficient early detection）調(diào)度器。子空間驗(yàn)證器接收FIB更新，重建數(shù)據(jù)平面狀態(tài)，并驗(yàn)證是否違反了屬性，可以專門用作大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證。它與CE2D調(diào)度器協(xié)作來保證早期檢測的一致性和正確性。CE2D調(diào)度器有兩個(gè)職責(zé)。首先，它負(fù)責(zé)管理子空間驗(yàn)證器的生命周期，即創(chuàng)建、破壞和重新配置。其次，CE2D調(diào)度器負(fù)責(zé)根據(jù) epoch-verifier映射將FIB更新轉(zhuǎn)發(fā)到子空間驗(yàn)證器。

使用Flash系統(tǒng)的典型工作流程如上圖所示。

1）輸入：基于正則表達(dá)式的規(guī)范語言來指定驗(yàn)證要求，即要驗(yàn)證的數(shù)據(jù)平面屬性。構(gòu)建CE2D驗(yàn)證圖還需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜虸P前綴映射等靜態(tài)配置。

2）在系統(tǒng)啟動(dòng)并運(yùn)行后，它可以從路由器、代理或網(wǎng)絡(luò)模擬器接收FIB更新。為了獲得一致的早期檢測結(jié)果，這些FIB更新應(yīng)該使用epoch標(biāo)記。

3）在從設(shè)備接收到新epoch后，CE2D調(diào)度程序找到epoch過時(shí)的子空間驗(yàn)證器，停止執(zhí)行，并重新配置它們以驗(yàn)證最新epoch。

4）更新epoch-verifier映射，并相應(yīng)地轉(zhuǎn)發(fā)FIB更新。

5）每個(gè)子空間驗(yàn)證器都維護(hù)一個(gè)逆模型，即數(shù)據(jù)平面的等價(jià)類表示。當(dāng)子空間驗(yàn)證器接收到新的FIB更新時(shí)，它首先將它們分派到塊中，這些塊使用Fast IMT覆蓋計(jì)算最新的FIB快照。

6）通過無沖突逆模型覆蓋，獲得與新的FIB快照相一致的最新逆模型。

7）利用逆模型，CE2D驗(yàn)證器對(duì)CE2D驗(yàn)證圖進(jìn)行更新，并應(yīng)用早期檢測算法。

8）如果返回一個(gè)確定性結(jié)果，驗(yàn)證者將返回子空間的一致的驗(yàn)證結(jié)果。

下圖為Fast IMT的簡單示例。Fast IMT首先使用一種基于合并的高效算法，將大量native更新分解為一組可組合的更新（atomic conflict-free overwrites）。然后，它通過MR2（Map-Reduce-Reduce）算法生成緊湊的conflict-free overwrites，用于更新inverse模型。Map： 在考慮到更高優(yōu)先級(jí)規(guī)則后，將每個(gè)更新匹配的數(shù)據(jù)包集替換為將由其處理的確切數(shù)據(jù)包集；Reduce-Reduce：這些更新先通過它們執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行聚合，再通過它們匹配的數(shù)據(jù)包集進(jìn)行聚合。將MR2（map-reduce-reduce）算法與子空間劃分、重疊規(guī)則的快速查找和持久動(dòng)作樹等結(jié)合，F(xiàn)ast IMT大大降低了計(jì)算開銷，實(shí)現(xiàn)了高可伸縮性。

早期檢測機(jī)制：Flash使用epoch區(qū)分從不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)計(jì)算的FIB更新，并對(duì)構(gòu)造給一個(gè)epoch中的同步設(shè)備的模型應(yīng)用早期檢測機(jī)制，同步設(shè)備的FIB的計(jì)算依據(jù)相同的的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。然后利用自動(dòng)機(jī)理論提出新算法以實(shí)現(xiàn)有效的早期檢測。

03 性能評(píng)估

作者在更新風(fēng)暴或者長尾更新（或者二者同時(shí)存在）場景下對(duì)Flash進(jìn)行廣泛的評(píng)估。其中，利用大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面，與最先進(jìn)的順序驗(yàn)證更新的數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證系統(tǒng)相比，F(xiàn)lash要快9000倍。但在許多情況下，F(xiàn)lash還是比Delta-net要慢。

04 個(gè)人觀點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

為了在更新風(fēng)暴下有效地執(zhí)行驗(yàn)證，F(xiàn)lash引入了快速逆模型變換，亮點(diǎn)在于不將單個(gè)數(shù)據(jù)平面更新逐個(gè)合并到數(shù)據(jù)平面模型中，而是將大量native更新分解為一組可組合的更新。此外，為了在長尾更新下有效地執(zhí)行驗(yàn)證，F(xiàn)lash引入的早期檢測機(jī)制能夠在無法獲取完整的數(shù)據(jù)平面情況下進(jìn)行一致、正確的數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證，這是其他數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證工具做不到的。

不足：

1）文中提到的更新風(fēng)暴和長尾更新情況本質(zhì)上是由于數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證工具所采用的集中式架構(gòu)所導(dǎo)致的，F(xiàn)lash仍然采用了這一架構(gòu)，在這種集中式架構(gòu)下，驗(yàn)證器會(huì)成為性能瓶頸和單一故障點(diǎn)，因此，無論在大型數(shù)據(jù)中心還是廣域網(wǎng)上，拓展性與實(shí)用性都會(huì)受到限制。相比之下，本團(tuán)隊(duì)最近提出的分布式設(shè)備自驗(yàn)證框架Coral（已被HotNets‘22接收，長文版本詳見https://arxiv.org/abs/2205.07808），通過將算力/內(nèi)存密集型的驗(yàn)證計(jì)算分解為輕量、設(shè)備級(jí)驗(yàn)證子任務(wù)，下放到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上分布式執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)內(nèi)快速自檢。

2）在更新風(fēng)暴場景下，F(xiàn)lash使用的批處理技術(shù)與最近的研究DNA（NSDI 2022）非常相似，其核心創(chuàng)新并沒有在文中體現(xiàn)出來。

3） Flash對(duì)數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證標(biāo)稱的最多9000倍的加速效果，有非常大的一部分來自于Libra（NSDI 2014）提出的報(bào)文空間分區(qū)，去除這一部分之后，F(xiàn)lash的加速效果并不高。

4）Flash是否能實(shí)現(xiàn)packet transformer等功能以及是否仍然具備高性能和低開銷，這是不可知的。

5）個(gè)人認(rèn)為早期檢測機(jī)制只適用于少數(shù)長尾更新場景。

6）性能上，在許多情況下，F(xiàn)lash還是比Delta-net慢。

7）Fast IMT把一組native updates進(jìn)行分解后map與2次reduce，個(gè)人認(rèn)為這個(gè)過程在某些場景下會(huì)很耗時(shí)，而且最終reduce效果不佳。

01 背景

網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證通常需要在不同故障模型（確定性和/或概率性）下分析不同空間（報(bào)頭空間、故障空間或產(chǎn)品流量空間）的屬性?，F(xiàn)有的驗(yàn)證器可以高效地處理報(bào)頭或故障空間，但不能兩者兼顧；或者同樣高效地處理確定性和概率性的鏈路故障場景驗(yàn)證，但仍不能兼顧。也就是說，目前沒有一個(gè)單一的驗(yàn)證器可以同時(shí)支持不同的空間覆蓋度和不確定性故障模型的分析。于是本文提出了一種基于符號(hào)執(zhí)行的路由計(jì)算SRE（Symbolic Router Execution），一種支持各種分析場景的通用可擴(kuò)展的驗(yàn)證引擎。SRE可以符號(hào)化地模擬網(wǎng)絡(luò)模型從而發(fā)現(xiàn)報(bào)文故障等價(jià)類（PFECs），每個(gè)PFEC都表示一種在特定故障場景下的具有相同轉(zhuǎn)發(fā)行為的報(bào)頭空間。此外，SRE在符號(hào)執(zhí)行期間支持各種優(yōu)化，同時(shí)保持對(duì)故障種類的不可知性，因此它可以擴(kuò)展到其他種類的包空間。通過二元決策樹BDD對(duì)報(bào)頭空間和故障場景進(jìn)行編碼，各類網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證就可以簡化為BDD上的圖算法執(zhí)行（例如，最短路徑）。

02 設(shè)計(jì)

SRE Workflow：SRE通過對(duì)鏈路狀態(tài)以及報(bào)頭空間進(jìn)行符號(hào)化計(jì)算得到不確定報(bào)頭空間在不確定鏈路故障情況下的轉(zhuǎn)發(fā)表。如下圖， 每一條轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)都包含了相應(yīng)的前綴和鏈路狀態(tài)信息（即滿足約束的目的IP和鏈路狀態(tài)條件下才會(huì)匹配該表項(xiàng)）。計(jì)算這樣的轉(zhuǎn)發(fā)表包含兩個(gè)步驟：一是對(duì)故障狀態(tài)做符號(hào)執(zhí)行計(jì)算控制平面，即計(jì)算不同目的網(wǎng)段在不同的鏈路故障情況下的轉(zhuǎn)發(fā)表（類似Hoyan）；二是對(duì)IP做符號(hào)化執(zhí)行計(jì)算數(shù)據(jù)面，根據(jù)符號(hào)化的轉(zhuǎn)發(fā)表和配置的ACL計(jì)算具有相同轉(zhuǎn)發(fā)行為的報(bào)文集合（類似AP）。至此就可以得到PFECs，最后把所有的PFECs合并成BDD，則可以將屬性驗(yàn)證轉(zhuǎn)化成圖算法求解。

SRE的屬性驗(yàn)證：SRE將所有滿足/不滿足屬性的PFECs轉(zhuǎn)換成BDD樹來驗(yàn)證，每一條到達(dá)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的BDD路徑都表示了一種在相同鏈路狀態(tài)條件下的具有相同轉(zhuǎn)發(fā)行為的包空間集合，如圖上所示。然后利用圖算法可以實(shí)現(xiàn)故障場景分析、滿足可能性分析以及差分分析。

03 個(gè)人觀點(diǎn)

SRE利用程序分析中的符號(hào)執(zhí)行技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種通用的針對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障場景分析方法。在驗(yàn)證中引入了不確定性，使得流量分析結(jié)果更精確（但不能實(shí)現(xiàn)一些交叉流量分析），同時(shí)驗(yàn)證的時(shí)間開銷也增長了，但由于只需符號(hào)化部分變量，所以開銷相較Minesweeper這類純SMT的驗(yàn)證器耗時(shí)仍然較少。這篇文章通過符號(hào)化技術(shù)結(jié)合了數(shù)據(jù)面驗(yàn)證和控制面驗(yàn)證的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了較好的平衡。

01 背景

數(shù)據(jù)平面特定領(lǐng)域編程語言P4在應(yīng)用場景下經(jīng)常伴隨一些錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤可以進(jìn)一步細(xì)分為代碼邏輯錯(cuò)誤、編譯器錯(cuò)誤和ASIC錯(cuò)誤。調(diào)查顯示40%的錯(cuò)誤與編譯器或ASIC有關(guān)（non-code bugs）。目前的p4驗(yàn)證工具（如：Aquila、p4pktgen等）傾向于驗(yàn)證代碼相關(guān)錯(cuò)誤，而對(duì)于非代碼錯(cuò)誤研究較少。

同時(shí)，生產(chǎn)級(jí)的應(yīng)用場景會(huì)帶來規(guī)模上的挑戰(zhàn)：例如復(fù)雜的控制流圖、多流水線、多交換機(jī)的情況。在一些網(wǎng)關(guān)的生產(chǎn)級(jí)程序中，代碼數(shù)量達(dá)到了o（10^14），可能的路徑數(shù)達(dá)到了o（10^197）。面對(duì)如此復(fù)雜的程序應(yīng)該如何進(jìn)行遍歷，以達(dá)到100%的路徑覆蓋率同樣也成為很大的挑戰(zhàn)。

02 設(shè)計(jì)

Meissa采用的核心方法是Code Summary。Code Summary是領(lǐng)域特定的，利用了控制流圖中每個(gè)流水線都是單起點(diǎn)單終點(diǎn)的特性。總體上來講可以分為流水線內(nèi)的冗余消除和流水線間的公共前置條件過濾。

1）流水線內(nèi)的冗余消除（intra-pipeline redundancy elimination）：使用DFS搜索遍歷流水線內(nèi)部的路徑，選擇其中的合法路徑，同時(shí)在過程中收集路徑的語義。這種做法的效果在于1.將一個(gè)流水線中本來不合法的路徑刪除以免被其他流水線重復(fù)計(jì)算；2.可以縮短合法路徑的長度。

2）流水線間的公共前置條件過濾（inter-pipeline public pre-condition filtering）：公共前置條件是指從整個(gè)控制流圖開始到這個(gè)流水線入口處所有可行的合法路徑中共同包含的一些條件。對(duì)于下圖中的情況，由于前置流水線將所有協(xié)議統(tǒng)一為TCP，在本流水線中就不需要考慮UDP協(xié)議的情況。

對(duì)于整體框架而言，用戶需要輸入P4代碼、對(duì)于表項(xiàng)的設(shè)置值以及測試意圖。之后通過拓?fù)渑判虼_定Code Summary的順序。在對(duì)于每一個(gè)流水線進(jìn)行冗余消除和公共前置條件過濾后得到徹底化簡的CFG。通過對(duì)CFG的DFS搜索可以得到全部的測試樣例，將測試樣例跑在真實(shí)的交換機(jī)上即可獲得compiler path 以及 ASIC path以定位非代碼邏輯錯(cuò)誤。

03 性能評(píng)估

實(shí)驗(yàn)顯示Code Summary 能夠在1.2–5.0x的范圍內(nèi)加速M(fèi)eissa的性能，通過Code Summary能夠減少SMT solver 1.8–14.9x 的調(diào)用頻率，同時(shí)對(duì)于不同的P4程序減少了10^60–10^390x的需遍歷路徑數(shù)量。

04 個(gè)人觀點(diǎn)

本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要在于：

1）對(duì)p4復(fù)雜的控制流圖進(jìn)行了高效的剪枝操作，通過流水線內(nèi)的冗余消除和流水線間的公共前置條件過濾，極大地簡化了控制流圖。與此同時(shí)還保持了高精確性（100\%的路徑覆蓋）。

2）考慮到了p4錯(cuò)誤驗(yàn)證中的非代碼錯(cuò)誤（來自編譯器或ASIC），通過將簡化CFG的搜索結(jié)果和實(shí)際交換機(jī)測試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比以定位此類錯(cuò)誤，很好地彌補(bǔ)了有關(guān)領(lǐng)域研究中的不足。

這篇文章提出了SwitchV，一種自動(dòng)化的SDN交換機(jī)驗(yàn)證工具，主要由谷歌團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)，合作者來自于布朗大學(xué)和哈佛大學(xué)等高校，其中包括哈佛大學(xué)的俞敏嵐教授。

01 背景

隨著對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性、靈活性以及效率等需求的不斷增加，促使制造商和運(yùn)營商加速設(shè)計(jì)與實(shí)施新的特性的功能。但是，在增加新的功能的同時(shí)，需要根據(jù)非規(guī)范文檔進(jìn)行手工編寫大量的測試以保證可靠性，限制了新功能的開發(fā)效率。因此，本文旨在實(shí)現(xiàn)一種工具，幫助在保證可靠性的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)新功能的快速開發(fā)。

02 設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，文章提出了SwitchV，整體思想是使用P4語言建模交換機(jī)行為，然后基于P4程序使用測試技術(shù)完成控制平面和數(shù)據(jù)平面的驗(yàn)證，可以分為3個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)：

1） 使用P4編程語言建模交換機(jī)行為：P4編程語言原本是用來控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)平面轉(zhuǎn)發(fā)行為的，但作者發(fā)現(xiàn)P4的語言特性非常適合表達(dá)交換機(jī)行為，而且可以進(jìn)一步使用符號(hào)執(zhí)行技術(shù)。此外，P4程序可以直接作為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的文檔，相比于非規(guī)范文檔更加適合功能創(chuàng)新。由于P4語言缺少約束的定義，作者擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)了P4-constraints，可以用于建模Isolated或Integrity方面的約束。

2）控制平面驗(yàn)證：提出了一個(gè)模糊測試工具（Fuzzer）用于檢查交換機(jī)是否會(huì)正確接收或拒絕控制平面請(qǐng)求。Fuzzer首先根據(jù)P4程序生成許多有效（valid）或無效（invalid）的控制平面更新請(qǐng)求，然后發(fā)送這些更新請(qǐng)求，并觀察交換機(jī)是否會(huì)正確處理。其中，有效和無效是相對(duì)于P4程序中的約束而言，且文中提出了一些優(yōu)化方法用于處理狀態(tài)爆炸問題。

3）數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證：提出了P4-SYMBOLIC，通過比對(duì)P4模擬器和真實(shí)交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)行為，完成數(shù)據(jù)平面驗(yàn)證。P4-SYMBOLIC運(yùn)行流程如圖所示，測試人員首先輸入P4程序、表?xiàng)l目以及最小覆蓋范圍，然后基于P4程序使用符號(hào)執(zhí)行技術(shù)分析控制流，如果符號(hào)執(zhí)行結(jié)果滿足覆蓋約束，則生成測試數(shù)據(jù)包發(fā)送到模擬器和真實(shí)交換機(jī)，通過比對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)行為完成驗(yàn)證。

03 性能評(píng)估

SwitchV已經(jīng)在谷歌的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中部署運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SwitchV可以發(fā)現(xiàn)出多種類型的錯(cuò)誤（如圖所示），且許多錯(cuò)誤不能被傳統(tǒng)的測試技術(shù)發(fā)現(xiàn)。性能方面，在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，整個(gè)測試過程可以以秒級(jí)速度完成，且最慢的是SMT求解過程。

04 個(gè)人觀點(diǎn)

本篇文章創(chuàng)新性地使用了P4語言建模交換機(jī)行為，相比以往采用的英文文檔描述方法，P4語言更加規(guī)范易讀而且利于未來的迭代開發(fā)。在其基礎(chǔ)之上，SwitchV使用自動(dòng)化測試技術(shù)（fuzz，符號(hào)執(zhí)行）對(duì)交換機(jī)的控制平面與數(shù)據(jù)平面進(jìn)行驗(yàn)證，以保證交換機(jī)行為的正確性，相比以往采用的手工測試套件，具有更高的可靠性和效率。不過，SwitchV也存在一定的局限性，例如需要人工將交換機(jī)行為抽象成P4程序；只支持部分P4語言特性；測試技術(shù)無法完全保證正確性等。

01 背景

在實(shí)際物理測試平臺(tái)中，整個(gè)系統(tǒng)中端到端時(shí)延的測量對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的評(píng)估具有有重大意義，但往往很難取得。現(xiàn)存的模擬軟件（ns-2， ns-3， OMNet+等）由于不支持所有的組件，或不支持某些技術(shù)細(xì)節(jié)，同樣也很難實(shí)現(xiàn)端到端測量。本文旨在提出一種模塊化的模擬測試工具，靈活的將各種組件（內(nèi)存、處理器、多種設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)）專屬的模擬器組合在一起，搭建了能夠?qū)崿F(xiàn)端到端測量的測試平臺(tái)。

02 設(shè)計(jì)

不同于重新構(gòu)建一個(gè)模擬器的思路，simBricks 選擇將現(xiàn)存的一些模擬器整合為一個(gè)支持不同操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)和具體應(yīng)用的全系統(tǒng)模擬器。

主要面臨以下困難：1） 不同模擬器之間沒有相互調(diào)用接口。2） 模塊間實(shí)現(xiàn)同步困難 。3） 需要將不兼容的模塊進(jìn)行整合。

simBricks根據(jù)實(shí)際物理設(shè)備的邊界（PCIe and Ethernet links）來定義接口，每個(gè)模塊都由獨(dú)立、并行的進(jìn)程運(yùn)行，通過共享內(nèi)存隊(duì)列進(jìn)行交流。simBricks設(shè)計(jì)了一個(gè)針對(duì)模擬器之間拓?fù)潢P(guān)系和時(shí)延，用來進(jìn)行時(shí)鐘同步的協(xié)議。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性，simBricks引入了代理來基于TCP 或 RDMA傳輸消息。

03 性能評(píng)估

simBricks的模擬實(shí)驗(yàn)在以下環(huán)境中進(jìn)行：two 22-core Intel Xeon Gold 6152 processors at 2.10 GHz with 187 GB of memory， hyper-threading disabled， and 100 Gbps Mellanox ConnectX-5 NICs. 模擬中每臺(tái)主機(jī)有單核8G內(nèi)存，運(yùn)行 Ubuntu 18.04 with kernel 5.4.46。實(shí)驗(yàn)顯示simBricks相比于gem5模擬器性能上有較大提升。同時(shí)還通過ns-3 默認(rèn)參數(shù)的 network link和SimBricks Ethernet adapter在傳輸報(bào)文的log-level對(duì)比，表明simBricks的以太網(wǎng)和PCIe接口能夠精確地實(shí)現(xiàn)模擬器之間的同步。

04 個(gè)人觀點(diǎn)

全系統(tǒng)的端到端通信時(shí)延測量對(duì)于用戶體驗(yàn)評(píng)估、系統(tǒng)性能瓶頸定位具有實(shí)用價(jià)值。本文提出的SimBricks是一款高性能、高可擴(kuò)展性的端到端模擬器，能夠精確的同步不同的模擬器組件。SimBricks的主要設(shè)計(jì)思路在于將現(xiàn)有的模擬器整合到一起，其處理時(shí)鐘同步以及模塊間通信的設(shè)計(jì)具有相當(dāng)?shù)墓ぷ髁俊?/p>