4.1

Network layer

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Two key network-layer functions

• forwarding
  • 패킷을 라우터의 입력에서 적절한 라우터 출력으로 이동시키는 것
  • data plane의 영역
• routing
  • 패킷이 출발지에서 목적지까지 이동할 경로를 결정하는 것
    • routing algorithms
  • control plane의 영역

• data plane과 control plane은 네트워크 계층을 두 계층으로 나눈 것이라 생각 </aside>

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Network layer : data plane, control plane

• Data plane(forwarding)
  • 지역적, 라우터별 기능
  • 라우터 입력 포트에 도착한 데이터그램이 라우터 출력 포트로 어떻게 전달되는지 결정
• Control plane(routing)
  • 네트워크 전반의 로직
  • 데이터그램이 출발지 호스트에서 목적지 호스트로 가는 경로 상의 라우터들 사이에서 어떻게 라우팅되는지 결정
  • 두 가지 제어 플레인 접근 방식
    • traditional routing algorithms : 라우터에 구현
      • 원격 제어하기 힘듦
    • software-defined networking(SDN) : (원격)서버에 구현됨
      • 원격 제어하기 쉬움 </aside>

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Control plane 부분

Per-router control plane(traditional routing algorithms)

• 각각의 라우터별로 Routing Algorithm을 수행, 그래서 라우터별로 forwarding table을 유지

Logically centralized control plane(SDN)

• remote하게 떨어져 있는 controller가 각각의 local control agent(CA)와 interact함
• CA에서 forwarding table을 계산
• CA와 Remote Controller는 서로 interact하면서 각각 라우터의 정보를 주고받을 수 있음 </aside>

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추가 필기(번외)

• Flow 개념
  • 5 tuple로 구성
    • IP - S,D
    • Port - S,D
    • Protocl
  • 양방향성 </aside>

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Network layer service models

• Internet - best effort → Virtual connection으로 flow control 등 기능함
• ATM - CBR(음성)
• ATM - VBR(영상)
• ATM - ABR(패킷 순서 표시)
• ATM - UBR(ordering 제공, Internet best effort와 비슷) </aside>

4.2

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Router Architecture

• routing processor(software) (control plane)

  • 위에 있는 Per-router control plane, Logically centralized control plane방식으로 구현 가능
  • control plane을 담당하여 routing을 관리
    • routing table을 생성하고 유지 관리하는 역할
    • 라우팅 프로토콜을 실행하여 최적의 경로를 계산한 것을 테이블에 저장 후 테이블 기반으로 데이터 패킷이 적절한 경로로 전달

• high-speed switching fabric(hardware) (data plane)

  • switching(forwarding, 맞는 output port로 보냄)을 담당

Input port functions

• 전체적 동작 구조
  • physical layer인 line termination에서 들어온 bit가 link layer의 protocol을 통해 전달되고, 이를 switching header filed의 값을 사용하여 output port를 찾음
  • 이 과정이 각 포트별로 이루어져 decentralized switching이라 부름
    • match + action - 헤더 필드 값을 사용하여 입력 포트 메모리에 있는 포워드 테이블을 조회하여 출력 포트를 결정
    • line speed로 입력 포트 처리를 완료하는 것
      • delay가 발생하지 않게 하는게 목적 </aside>

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