A Time-Threshold-Based Lightweight In-Band Network Telemetry Scheme for P4-Enabled Programmable Networks.
论文发表于 IEEE Transactions on Network and Service Management，DOI: 10.1109/TNSM.2026.3688086。
本仓库提供 TT-INT 论文中"基础时间阈值机制"在 BMv2 上的最小可运行实现，以及两套自动化测试。
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├── p4src/ P4_16 数据平面
│ ├── source.p4 INT 源节点入口（INT_NODE_TYPE=1）
│ ├── transit.p4 INT 中转节点入口（INT_NODE_TYPE=2）
│ ├── sink.p4 INT 汇聚节点入口（INT_NODE_TYPE=3）
│ └── include/ parser / ingress / egress / deparser / 寄存器
├── commands/ 每台交换机启动后下发的 simple_switch_CLI 脚本
├── controllers/ 控制面侧脚本占位
├── tools/ 拓扑数据、收发辅助脚本
├── main.py p4-utils 编排入口（5 交换机直链 + Mininet）
├── tests/
│ ├── run.sh 无 root 的 BMv2 功能测试
│ ├── test_basic.py 上面那条路径的断言主体
│ ├── topo.py unshare 命名空间内搭 veth + simple_switch
│ ├── int_proto.py scapy 侧的 INT 头/元数据定义
│ ├── run_mininet.sh 带 sudo 的 Mininet 端到端测试
│ └── test_mininet.py 上面那条路径的断言主体
└── pyproject.toml uv 管理的测试依赖
INT 头：
+--------+----------+
| count | init_ttl |
+--------+----------+
INT 元数据栈中每条记录：
+-----------+---------+
| switch_id | hop_num |
+-----------+---------+
每台交换机维护三个按流索引（flowId_t，宽度 ⌈log2 N_FLOW⌉）的寄存器：
| 寄存器 | 含义 |
|---|---|
time_th |
该流的时间阈值（单位：微秒） |
last_ts |
该流上次插入遥测元数据的时间戳 |
max_cnt |
单包允许携带的最大遥测条目数 |
flow_id_table 通过 5 元组（当前实现取 srcAddr + dstAddr 即足够覆盖测试场景）映射到一个紧凑的 flow_num。
egress 中的判定逻辑严格按论文 Algorithm 2：
delta = ingress_global_timestamp - last_ts[flow_num]
if delta >= time_th[flow_num] && count < max_cnt[flow_num]:
push (switch_id, init_ttl - ipv4.ttl)
count += 1
ipv4.totalLen += METADATA_LENGTH_INT
last_ts[flow_num] = ingress_global_timestamp
Source 节点在 ingress 阶段为首次进入 INT 域的数据包安装 INT 头，并把当时的 IPv4 TTL 写入 init_ttl；Sink 节点把整段 INT 信息克隆到 CPU 端口，再从正常转发的数据包中剥离。
- p4c 1.2.5+（
p4c-bm2-ss） - BMv2（
simple_switch、simple_switch_CLI、simple_switch_grpc） - p4-utils 0.2 + 对应 Mininet（仅 Mininet 路径需要）
- bridge-utils（
enableCpuPort调用brctl） - uv 0.11+
- 内核支持非特权 user namespace（运行
tests/run.sh时无需 root）
bash tests/run.sh
执行流程：
- 用
p4c-bm2-ss编译source.p4/transit.p4/sink.p4； uv sync拉起测试用虚拟环境；unshare -mUrn进入用户 + 挂载 + 网络命名空间，重挂 sysfs；- 在 ns 内创建 veth 对，串成
h_a — s1(source) — s2(transit) — h_b； - 启动两台
simple_switch，通过 thrift 下发流表与寄存器初值； - 顺序发出 3 个 UDP 数据包，验证：
- 首包：两跳都插入元数据，
count=2，栈顺序[(s2,2), (s1,1)]； - 阈值内的紧随包：两跳都跳过插入，
count=0； - 超出阈值后的下一个包：恢复完整插入，
count=2。
- 首包：两跳都插入元数据，
sudo bash tests/run_mininet.sh
复用 main.build_network() 起 5 交换机直链（h1 — s1 — s2 — s3 — s4 — s5 — h5），跳过 CLI，从 h1 命名空间内 scapy 发包，读 pcap/s5/s5-eth1_in.pcap（sink 入向、剥离前）做断言。
期望栈顺序为 [(s4,4), (s3,3), (s2,2), (s1,1)]。
sudo /home/howard/p4dev-python-venv/bin/python main.py
会停在 mininet> 提示符下，可以 h1 ping h5、pingall 等。
默认值在 p4src/include/global.p4 中：
const timestamp_t DEFAULT_TIME_THRESHOLD = 48w1_000_000; // 1 s
const bit<8> DEFAULT_MAX_COUNT = 8w16;运行时可通过 simple_switch_CLI 改写：
register_write time_th 0 100000 # 100 ms 阈值（流 0）
register_write max_cnt 0 8 # 单包最多 8 条元数据
@ARTICLE{11495244,
author={Zhang, Henghua and Chen, Jue and Wu, Yuhang and Xiong, Yujie},
journal={IEEE Transactions on Network and Service Management},
title={TT-INT: A Time-Threshold-Based Lightweight In-Band Network Telemetry Scheme for P4-Enabled Programmable Networks},
year={2026},
volume={23},
pages={4335-4354},
doi={10.1109/TNSM.2026.3688086},
ISSN={1932-4537},
}