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Topics で読み物として読む

この HLD は実装詳細を含みます。機能の概念・設定・運用を読み物として読みたい場合は Topics 18 章: P4 / PINS を参照。

裏取りステータス: code-verified

Verifier 2026-05-09 で sonic-swss/orchagent/p4orch/ に p4orch.cpp 本体と各 Manager（router_interface_manager, neighbor_manager, next_hop_manager, wcmp_manager, route_manager, acl_table_manager, acl_rule_manager, mirror_session_manager, l3_admit_manager, gre_tunnel_manager, tunnel_decap_group_manager, ext_tables_manager, tables_definition_manager, ip_multicast_manager, l3_multicast_manager）が実装されていることを確認。object_manager_interface.h で enqueue / drain / drainWithNotExecuted 抽象を定義、p4oidmapper.h の P4OidMapper クラスが (sai_object_type, key) → (oid, ref_count) を保持。HLD 当初の 7 Manager から実装は更に拡張。

P4Orch（PINS の P4Runtime 用 orchagent / 同期書き込み）

なぜ必要か

PINS (P4 Integrated Network Stack) は SONiC を P4 / P4Runtime で遠隔制御 する。中核の P4Orch は APPL_DB.P4RT テーブルを購読し、SAI 呼び出しに変換して ASIC_DB に書く1。

通常 orchagent との差異1:

観点 既存 orchagent P4Orch
依存関係 後続再試行で解決 依存は前提。未充足は拒否
応答 application 層に返さない 完了通知を P4RT app に返す
公開 API 他 orch から参照可 限定的（他 orch から P4RT object 不可視）

P4RT テーブルと Manager 構成

APPL_DB.P4RT のサブテーブルが SAI Routing Pipeline オブジェクトに対応する1:

P4RT sub-table SAI object
FIXED_ROUTER_INTERFACE_TABLE Router Interface
FIXED_NEIGHBOR_TABLE Neighbor
FIXED_NEXTHOP_TABLE Next Hop
FIXED_WCMP_GROUP_TABLE Next Hop Group + Member
FIXED_IPV4_TABLE / FIXED_IPV6_TABLE Route
ACL_* ACL Table / Rule

各 Manager は共通インターフェイスを実装する1:

class ObjectManagerInterface {
public:
  virtual void enqueue(...) = 0;   // queue へ
  virtual void drain()    = 0;     // queue を SAI に流す
};

doTask() の流れ（依存順 drain）

sequenceDiagram
    participant ADB as APPL_DB.P4RT
    participant PO as P4Orch
    ADB->>PO: batch of requests
    Note over PO: table 種別で各 manager に enqueue
    Note over PO: 依存順に drain
    PO->>PO: RouterInterfaceManager.drain
    PO->>PO: NeighborManager.drain
    PO->>PO: NexthopManager.drain
    PO->>PO: WcmpManager.drain
    PO->>PO: RouteManager.drain
    PO->>PO: AclTableManager.drain
    PO->>PO: AclRuleManager.drain

HLD 当初 (2021-11) の 7 Manager は RouterInterface / Neighbor / Nexthop / Wcmp / Route / AclTable / AclRule1。drain 順は依存（neighbor は router interface 依存、route は nexthop 依存）。

各 Manager の drain は SET/DEL 判別 → deserialize+validate → ローカル map 参照で create/modify 判別 → sairedis 経由で SAI 呼び出し という共通パターン。ローカル map は key=P4RT object id で create/modify を判定する。

Centralized Mapper

manager 横断で持つ共有情報1:

key   = (object type, P4RT object id)
value = { sai_object_id, ref_count }

機能: P4RT↔SAI ID マップ、別 manager が作った object の存在検証、ref_count 操作、object type ごとのエントリ数取得。

KeyGenerator

local map / Centralized Mapper のキー生成を共通化1:

Manager キー形式
RouterInterfaceManager router_interface_id=<id>
NeighborManager router_interface_id=<id>,neighbor_id=<id>
NextHopManager next_hop_id=<id>
RouteManager vrf_id=<id>,ipv4_dst=<id> または ...,ipv6_dst=<id>

既存 orchagent との連携

P4Orch は 既存 orch の public method / グローバルポインタ で SONiC object を参照する1:

  • PortsOrch: port 情報 + 参照カウント
  • VrfOrch: VRF + 参照カウント（RouterInterfaceManager から）
  • CrmOrch: SAI create/delete 時のリソースカウント更新

逆に他 orch は P4Orch の public method 経由でしか P4RT object に触れない（資源分離）。

Application 応答経路

P4 SDN は「programming 完了を controller に返す」要件があるため、orchagent ↔ syncd を synchronous mode にし、SAI 戻り値を APPL_STATE_DB の通知チャネルで返す1:

sequenceDiagram
    participant Ctrl as P4 controller
    participant P4RT
    participant ADB as APPL_DB.P4RT
    participant P4O as P4Orch
    participant SYNCD as syncd (sync)
    participant SDB as APPL_STATE_DB
    Ctrl->>P4RT: request
    P4RT->>ADB: P4RT entry
    ADB->>P4O: notify
    P4O->>SYNCD: SAI call (sync)
    SYNCD-->>P4O: status
    P4O->>SDB: per-request response
    SDB-->>P4RT: notify
    P4RT-->>Ctrl: result

詳細は appl_state_db_response_path_hld.md 参照1。

設定

CLI / CONFIG_DB / YANG / SAI への変更は 無し1。設定は P4Runtime controller 経由。確認は:

docker exec swss ps aux | grep orchagent
sonic-db-cli APPL_DB keys 'FIXED_*_TABLE*'
sonic-db-cli APPL_STATE_DB keys '*'

制限事項

  • 依存未充足の request は再試行されず拒否1。Controller が依存順序を守る責務
  • 同じ key の request は 前回完了まで modify 不可
  • 他 orch から P4RT object に触れない
  • warm / fast boot 未サポート（次フェーズ予定）
  • orchagent restart 時に P4RT table 再 program なし（controller 側再投入想定）
  • 2021-11 時点の 7 Manager。追加 Manager が入り得る（→ 裏取りで 15 Manager に拡張済を確認）

干渉する機能

  • PINS infra: P4RT server / response path / PacketIO / hostif user-defined trap
  • 既存 SONiC orchagent: PortsOrch / VrfOrch / CrmOrch を参照
  • APPL_STATE_DB + 同期 syncd モード（応答経路の前提）
  • 既存 RouteOrch / NeighOrch / NhgOrch / AclOrch とは 資源分離

トラブルシューティング

  • P4 request が反映されない → APPL_DB の P4RT entry、APPL_STATE_DB のエラーレスポンス
  • 依存エラーが多い → Controller 投入順序（router_interface → neighbor → nexthop → route）
  • restart 後に消える → 仕様。Controller が再投入
  • ref_count 異常 → Centralized Mapper の値を debug log で確認、CrmOrch カウンタも対照

関連 Topics

引用元

関連 Topics

  1. sonic-net/SONiC doc/pins/p4orch_hld.md @ 49bab5b5ff0e924f1ea52b3d9db0dfa4191a7c06 ↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩