Analysis and implementation of basic data-plane load balancer functions

Brzina razvoja novih tehnologija i inovacija u svijetu računarstva sa sobom su donijeli visoke zahtjeve na mrežnu infrastrukturu i karakteristike mrežnog prometa. Razvoj tehnologije također je donio novosti u svijet umrežavanja. Riječ je o potpuno drugačijem pristupu nazvanom programski upravljane mreže (engl. Software Defined Networking, skr. SDN). Ovaj pristup karakterističan je po tome što se u modelu komunikacijskih mreža razdvaja kontrolna (engl. Control Plane) od podatkovne (engl. Data Plane) ravnine. Ovakav pristup pruža nam centralizirani pregled cijele mreže te omogućava upravljanje mrežom s jednog, centraliziranog mjesta koje se naziva SDN upravljač (engl. SDN controller). Iako je industrija prvotno bila orijentirana na implementaciju i razvoj kontrolne ravnine i usavršavanje rada SDN upravljača, sada se sve više okreću razvoju vlastitih jezika za programiranje podatkovne ravnine temeljene na programabilnim čipovima. Da bi se u potpunosti iskoristila fleksibilnost programabilnih čipova visokih performansi bio je potreban jezik koji bi pojednostavio pisanje nerijetko kompleksnih programa na podatkovnoj ravnini. Upravo je programski jezik P4 došao kao zamjena za jezike koje su proizvođači čipova pisali specifično za svoje sklopovlje. U ovome radu analiziran je novi programski jezik visoke razine apstrakcije specijaliziran za programiranje podatkovne ravnine mrežnih uređaja, programski jezik P4 (engl. Programming Protocol-Independent Packet Processor) te je prikazana implementacija osnovnih funkcionalnosti raspoređivača opterećenja na podatkovnoj ravnini u programskom jeziku P4.The speed of new technologies development and innovations in the computing has brought high demands on network infrastructure and network traffic characteristics. Technology development has also brought news to the world of networking. There is a completely different approach called the Software Defined Networking (SDN). This approach is characterized by separating Control Plane from the Data Plane plane in the OSI model. This approach provides a centralized overview of the entire network and enables network management from a single, centralized point called the SDN controller. Although the industry was initially oriented to the implementation and development of the control plane functionalities and the improvement of the SDN controller, they are now turning more and more into the development of their own programming languages controlling the data plane based on programmable chips. In order to fully utilize the flexibility of programmable high performance chips, there was a need for a language that would simplify the writing of complex programs on a data plane. It was the P4 programming language that came as a replacement for languages that chip vendors wrote specifically for their own hardware. This paper analyzes the new, high-level abstraction programming language specialized in programming the data plane of network devices, the Programming Protocol-Independent Packet Processor (P4), and demonstrates the implementation of basic load balancing functionalities on the data plane written in the P4 programming language