第二阶段：Tofino 交换机基础操作¶
在本阶段中，实验者将在真实 Tofino 交换机上完成四个基础实验，学习数据包观察、IPv4 转发动作、有状态数据平面以及 Tofino 特有的报文处理机制。
四个实验使用统一的端口配置，各自提供独立的控制面程序和测试脚本。完成程序后，应通过主机抓包、交换机端口计数器和控制面输出检查数据平面的实际行为。
实验内容¶
| 实验 | 主要内容 | P4 程序 |
|---|---|---|
| Lab 1：黑盒观察与调试 | ARP、CPU upload、抓包与日志分析 | 使用编译好的程序 |
| Lab 2：IPv4 单跳处理 | IPv4 LPM、TTL 递减与 checksum 更新 | 补全数据平面程序 |
| Lab 3：有状态流量监测 | Hash、Register、Counter 与 Digest | 补全数据平面程序 |
| Lab 4：复制、重提交与包生成 | PRE multicast、resubmit 与 packet generator | 补全数据平面程序 |
实验代码位于 p4-lab2-basic-tofino-operation 仓库。完成实验时，请同时参考本实验指导书和仓库中各实验目录下的 README.md。各实验分别位于以下目录：
p4-lab2-basic-tofino-operation/
├── p4-blackbox-observe/
├── p4-ipv4-action/
├── p4-stateful-monitor/
└── p4-replication-pktgen/
实验环境¶
| 组件 | 配置 |
|---|---|
| 交换机 | Tofino 1 |
| SDE | Intel/Barefoot SDE 9.13 |
| Host A 端口 | front-panel port 9/0，device port 132 |
| Host B 端口 | front-panel port 9/1，device port 133 |
| CPU port | device port 64 |
Lab 1 只使用 Host A；Lab 2、Lab 3 和 Lab 4 使用 Host A 与 Host B。双主机实验的拓扑如下：
开始实验前，在主机中检查接口状态：
ip -br link show dev eth0
ip -br addr show dev eth0
接口应显示 UP 和 LOWER_UP。如果显示 LOWERLAYERDOWN，需要先检查实验平台中的端口容器和交换机端口状态。
编译与运行¶
Lab 2、Lab 3 和 Lab 4 均使用以下命令编译并启动程序：
make
./contrl
make 编译 P4 数据平面和 C 语言控制面程序。contrl 启动 bf_switchd、加载 P4 pipeline、开启实验端口并配置实验所需的 BF-RT 对象。控制面输出 status=READY 后即可开始发包。
同一台交换机同时只能运行一个 bf_switchd 实例。切换实验或重新编译前，应先在控制器中输入 quit，或按 Ctrl-C 停止当前程序。
报文观察¶
主机侧可以使用 tcpdump 观察 Ethernet header 和各层协议字段：
tcpdump -ni eth0 -e -vvv -XX
在 Tofino 的 port manager 中，可以使用 show 命令检查端口状态和 RX/TX packet counter：
bfshell> ucli
bf-sde> pm
bf-sde.pm> show
排查报文转发问题时，依次检查发送端、Tofino ingress port、数据平面 counter、Tofino egress port 和接收端。这样可以确定报文是在进入交换机前、ingress pipeline、egress pipeline 还是主机接收阶段出现异常。