[网络领域顶会追踪系列#32][SIGCOMM'22]Meissa：面向可编程数据面的可扩展网络测试

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Meissa: Scalable Network Testing for Programmable Data Planes

作者单位：北大、阿里巴巴

背景

确保可编程数据面的重要性很重要。测试（Testing）提供了全面的正确性检查，包含检查代码BUG和非代码BUG。

挑战

然而，可扩展性是测试生产级规模的数据面的一个核心挑战，以实现高覆盖性。

工作

本文提出了Meissa，一种针对可编程数据面的可扩展网络测试系统，有着全路径覆盖。

Meissa的核心是指定域的代码总结（code summary）技术，简化了数据面程序的控制流图，可在不牺牲覆盖的情况下进行规模测试。

代码总结将数据面程序解耦为若干pipeline，并且使用一个简洁的表示总结每个pipeline。

作者正式地证明了有代码总结的Meissa实现了100%的路径覆盖。

实验

作者使用开源和生产级规模的数据面程序来评估Meissa。

评估表明：

• Messia可以测试不被当前最新工作所支持的生产级规模的数据面程序
• 除P4代码BUG外，Messia不仅能识别已知的非代码BUG，还能检测之前不知道的非代码BUG。

作者也展示了一些Messia在生产级可编程数据面的真实用例。

原文摘要

Ensuring the correctness of programmable data planes is important. Testing offers comprehensive correctness checking, including detecting both code bugs and non-code bugs. However, scalability is a key challenge for testing production-scale data planes to achieve high coverage. This paper presents Meissa, a_scalable_network testing system for programmable data planes with_full_path coverage. The core of Meissa is a domain-specific_code summary_technique that simplifies the control flow graph of a data plane program for scalable testing without sacrificing coverage. Code summary decomposes a data plane program into individual pipelines, and summarizes each pipeline with a succinct representation. We formally prove that Meissa with code summary achieves_100% path coverage_. We use both open-source and production-scale data plane programs to evaluate Meissa. The evaluation shows that (i) Meissa is able to test production-scale data plane programs that cannot be supported by state-of-the-art efforts, and_(ii)_besides P4 code bugs, Meissa is able to not only identify known non-code bugs, but also detect previously-unknown non-code bugs. We also share in this paper several real cases tested by Meissa in a production programmable data plane.