34、概率网络Kleene代数（ProbNetKAT）：网络编程新视角

概率网络Kleene代数（ProbNetKAT）：网络编程新视角

1. 引言

在网络编程领域，对网络行为进行精确的指定和验证至关重要。概率网络Kleene代数（ProbNetKAT）应运而生，它是首个基于语言的框架，用于指定和验证概率网络行为。本文将深入介绍ProbNetKAT的设计、语义、应用以及面临的挑战。

2. 概述

2.1 预备知识

• 数据包 ：数据包π是一个记录，包含从x1到xk的字段，这些字段涵盖标准头部字段（如以太网和IP地址、TCP端口等）以及指示其网络位置的特殊交换机和端口字段，可表示为{ x1 = n1, …, xk = nk }。我们用π(x)表示π的x字段的值，用π[n/x]表示将π的x字段设置为n后得到的数据包，通常将交换机字段缩写为sw。
• 数据包历史 ：数据包历史σ是一个非空的数据包序列π1 :π2 : · · · :πm，按从新到旧的顺序列出。在操作上，网络中仅存在头部数据包π1，但在语义上，我们会跟踪数据包的历史，以便精确指定沿特定路径的转发。我们用π:η表示头部为π且尾部（可能为空）为η的历史，用H表示所有历史的集合。

2.2 示例

考虑一个由六个交换机组成的“杠铃”拓扑网络，网络运营商希望配置交换机，使流量在从I1到E1和I2到E2的两条从左到右的路径上转发。在ProbNetKAT中可以这样实现：

p ≜(sw = I1; dup; sw ←C1; dup; sw