若是想要了解 SDN OpenFlow 以及　P4　請不要吝嗇點擊喜歡或是訂閱我喔！(訂閱又不收費XD)
未來有機會也可以跟大家分享我當網管的辛酸血淚史，可以讓人解決問題時可以參考我的文章。

話不多說，我們就累狗!!

What's link Monitor?
甚麼是流量監測?
A:流量監測就是 switch 與 switch 之間的 link 的 loading ， controller 需要時時刻刻去紀錄
該loading 才能計算出有效的 routing path，傳統 OpenFlow 的作法是 controller 下指令到 switch去要
該 switch 的流量資訊。

傳統 OpenFlow 的作法造成什麼問題，因為由 controller 下指令去跟 switch 拿資訊，那會造成 control plane以及 data plane 的大量溝通，這對於 controller來說，這是冗餘的。

若是採取 定期的 polling，則會有容易抓不準流量的問題，舉例來說: 這條流量有沒有被處理過?哪些流量是這次要被controller 所蒐集的? 這些都是常見的問題。那市面上有提出很多 polling 的方法，包含 polling single 、 polling some 、 polling all 。Polling 的週期則是根據你問題需要所訂。

P4就可以很有效的去解決我們上述所提到的問題 "Control plane 以及 Data plane的大量溝通"， 我們可以透過 P4指令在 Data plane 做好資料蒐集的動作，並且深度的去分析整個網路的狀態，也就是所謂的 Network State Imformation(NSI)。

這是我們所使用到的 topology

那我們應該要先準備好兩個資料欄位，讓他們可以存入資料。
分別是：
byte_cnt_reg: 封包/流量的大小
last_time_reg:最後一個 HOP所記錄的時間

那有興趣的同學們，可以先去研究有甚麼好的方式可以蒐集流量。

/* -*- P4_16 -*- */
#include <core.p4>
#include <v1model.p4>

const bit<16> TYPE_IPV4  = 0x800;
const bit<16> TYPE_PROBE = 0x812;

#define MAX_HOPS 10
#define MAX_PORTS 8

/*************************************************************************
*********************** H E A D E R S  ***********************************
*************************************************************************/

typedef bit<9>  egressSpec_t;
typedef bit<48> macAddr_t;
typedef bit<32> ip4Addr_t;

typedef bit<48> time_t;

header ethernet_t {
    macAddr_t dstAddr;
    macAddr_t srcAddr;
    bit<16>   etherType;
}

header ipv4_t {
    bit<4>    version;
    bit<4>    ihl;
    bit<8>    diffserv;
    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;
}

// Top-level probe header, indicates how many hops this probe
// packet has traversed so far.
header probe_t {
    bit<8> hop_cnt;
}

// The data added to the probe by each switch at each hop.
header probe_data_t {
    bit<1>    bos;
    bit<7>    swid;
    bit<8>    port;
    bit<32>   byte_cnt;
    time_t    last_time;
    time_t    cur_time;
}

// Indicates the egress port the switch should send this probe
// packet out of. There is one of these headers for each hop.
header probe_fwd_t {
    bit<8>   egress_spec;
}

struct parser_metadata_t {
    bit<8>  remaining;
}

struct metadata {
    bit<8> egress_spec;
    parser_metadata_t parser_metadata;
}

struct headers {
    ethernet_t              ethernet;
    ipv4_t                  ipv4;
    probe_t                 probe;
    probe_data_t[MAX_HOPS]  probe_data;
    probe_fwd_t[MAX_HOPS]   probe_fwd;
}

/*************************************************************************
*********************** P A R S E R  ***********************************
*************************************************************************/

parser MyParser(packet_in packet,
                out headers hdr,
                inout metadata meta,
                inout standard_metadata_t standard_metadata) {

    state start {
        transition parse_ethernet;
    }

    state parse_ethernet {
        packet.extract(hdr.ethernet);
        transition select(hdr.ethernet.etherType) {
            TYPE_IPV4: parse_ipv4;
            TYPE_PROBE: parse_probe;
            default: accept;
        }
    }

    state parse_ipv4 {
        packet.extract(hdr.ipv4);
        transition accept;
    }

    state parse_probe {
        packet.extract(hdr.probe);
        meta.parser_metadata.remaining = hdr.probe.hop_cnt + 1;
        transition select(hdr.probe.hop_cnt) {
            0: parse_probe_fwd;
            default: parse_probe_data;
        }
    }

    state parse_probe_data {
        packet.extract(hdr.probe_data.next);
        transition select(hdr.probe_data.last.bos) {
            1: parse_probe_fwd;
            default: parse_probe_data;
        }
    }

    state parse_probe_fwd {
        packet.extract(hdr.probe_fwd.next);
        meta.parser_metadata.remaining = meta.parser_metadata.remaining - 1;
        // extract the forwarding data
        meta.egress_spec = hdr.probe_fwd.last.egress_spec;
        transition select(meta.parser_metadata.remaining) {
            0: accept;
            default: parse_probe_fwd;
        }
    }
}

/*************************************************************************
************   C H E C K S U M    V E R I F I C A T I O N   *************
*************************************************************************/

control MyVerifyChecksum(inout headers hdr, inout metadata meta) {   
    apply {  }
}


/*************************************************************************
**************  I N G R E S S   P R O C E S S I N G   *******************
*************************************************************************/

control MyIngress(inout headers hdr,
                  inout metadata meta,
                  inout standard_metadata_t standard_metadata) {

    action drop() {
        mark_to_drop(standard_metadata);
    }
    
    action ipv4_forward(macAddr_t dstAddr, egressSpec_t port) {
        standard_metadata.egress_spec = port;
        hdr.ethernet.srcAddr = hdr.ethernet.dstAddr;
        hdr.ethernet.dstAddr = dstAddr;
        hdr.ipv4.ttl = hdr.ipv4.ttl - 1;
    }
    
    table ipv4_lpm {
        key = {
            hdr.ipv4.dstAddr: lpm;
        }
        actions = {
            ipv4_forward;
            drop;
            NoAction;
        }
        size = 1024;
        default_action = drop();
    }
    
    apply {
        if (hdr.ipv4.isValid()) {
            ipv4_lpm.apply();
        }
        else if (hdr.probe.isValid()) {
            standard_metadata.egress_spec = (bit<9>)meta.egress_spec;
            hdr.probe.hop_cnt = hdr.probe.hop_cnt + 1;
        }
    }
}

/*************************************************************************
****************  E G R E S S   P R O C E S S I N G   ********************
*************************************************************************/

control MyEgress(inout headers hdr,
                 inout metadata meta,
                 inout standard_metadata_t standard_metadata) {

    // count the number of bytes seen since the last probe
    register<bit<32>>(MAX_PORTS) byte_cnt_reg;
    // remember the time of the last probe
    register<time_t>(MAX_PORTS) last_time_reg;

    action set_swid(bit<7> swid) {
        hdr.probe_data[0].swid = swid;
    }

    table swid {
        actions = {
            set_swid;
            NoAction;
        }
        default_action = NoAction();
    }

    apply {
        bit<32> byte_cnt;
        bit<32> new_byte_cnt;
        time_t last_time;
        time_t cur_time = standard_metadata.egress_global_timestamp;
        // increment byte cnt for this packet's port
        byte_cnt_reg.read(byte_cnt, (bit<32>)standard_metadata.egress_port);
        byte_cnt = byte_cnt + standard_metadata.packet_length;
        // reset the byte count when a probe packet passes through
        new_byte_cnt = (hdr.probe.isValid()) ? 0 : byte_cnt;
        byte_cnt_reg.write((bit<32>)standard_metadata.egress_port, new_byte_cnt);

        if (hdr.probe.isValid()) {
            // fill out probe fields
            hdr.probe_data.push_front(1);
            hdr.probe_data[0].setValid();
            if (hdr.probe.hop_cnt == 1) {
                hdr.probe_data[0].bos = 1;
            }
            else {
                hdr.probe_data[0].bos = 0;
            }
            // set switch ID field
            swid.apply();
            // TODO: fill out the rest of the probe packet fields
            // hdr.probe_data[0].port = ...
            // hdr.probe_data[0].byte_cnt = ...
            // TODO: read / update the last_time_reg
            // last_time_reg.read(<val>, <index>);
            // last_time_reg.write(<index>, <val>); 
            // hdr.probe_data[0].last_time = ...
            // hdr.probe_data[0].cur_time = ...
        }
    }
}

/*************************************************************************
*************   C H E C K S U M    C O M P U T A T I O N   ***************
*************************************************************************/

control MyComputeChecksum(inout headers  hdr, inout metadata meta) {
     apply {
	update_checksum(
	    hdr.ipv4.isValid(),
            { hdr.ipv4.version,
	      hdr.ipv4.ihl,
              hdr.ipv4.diffserv,
              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);
    }
}

/*************************************************************************
***********************  D E P A R S E R  *******************************
*************************************************************************/

control MyDeparser(packet_out packet, in headers hdr) {
    apply {
        packet.emit(hdr.ethernet);
        packet.emit(hdr.ipv4);
        packet.emit(hdr.probe);
        packet.emit(hdr.probe_data);
        packet.emit(hdr.probe_fwd);
    }
}

/*************************************************************************
***********************  S W I T C H  *******************************
*************************************************************************/

V1Switch(
MyParser(),
MyVerifyChecksum(),
MyIngress(),
MyEgress(),
MyComputeChecksum(),
MyDeparser()
) main;

在此付上我的 Reference，我將會以簡短白話的方式來講解 P4 這套語言，若是你/妳不嫌棄可以訂閱我的發文
每天就根據我自己了解的程度來做發文的動作，如果自己對於 P4也有興趣可以先來預習，那我們明天見！
Reference :
P4_turtorial
[(http://docs.google.com/presentation/d/1zliBqsS8IOD4nQUboRRmF_19poeLLDLadD5zLzrTkVc/edit#slide=id.g37fca2850e_6_1802)]