6. 네트워크 계층(라우터)

2021-09-17

2022-01-23

a. 네트워크 계층의 목적.

세그먼트를 받아서 데이터그램으로 만들고, 각 라우터들이 헤더필드를 검사하여 알맞은 곳으로 데이터를 전달.
forwarding : 라우터의 입력부터 출력까지 필요한 기능들
routing: 소스로부터 목적지까지의 경로를 결정(routing algorithms)

b. Data Plane과 control plane

data plane : 라우터가 자신이 가진 정보(routing table, forwarding table)를 활용해 경로 결정하는 기능(routing, forwarding)
control plane : 소스-목적지에서 어떤 라우터를 만나게 할 것인가를 결정.(traditional routing algorithms과 software defined networking(sdn)방식 존재)

b-1. traditional routing algorithms방식
각 라우터마다 가지고 잇는 라우팅 알고리즘이 control plane에서 상호작용하여
routing table을 각 라우터마다 만들어낸다.
데이터가 각 라우터에 올 때마다, 라우터는 라우팅테이블을 활용해 경로를 결정한다.(data plane)

b-2. SDN 방식
따로 만들어진 remote controller(control plane에 속함)가 각 라우터(data plane)에 있는 control agents(ca)를 제어. 각 라우터들은 서로 상호작용하지 않음.(중앙집중 방식)
flow of datagram : datagram의 집합.

라우터

a. 라우터

라우터를 간단하게 도식화한 그림이다.
녹색, 청색, 적색 네모가 묶인 것을 네트워크 인터페이스라고 부른다.
들어오는 통로를 input ports, 나가는 통로를 output ports라고 부른다.
라우팅 프로세서에 의해 스위칭패브릭이 아웃풋 포트를 지정해 보낸다.(포워딩)

b. input port fucntions

line termination : 라우터의 물리 계층. 전자기 신호를 비트로 바꿔주는 역할
data link layer : 데이터들을 모아 한 프레임으로 만듬(프레이밍), 그 외에도 많은 역할.(이더넷도 여기에 포함)
ip (빨간색 박스) : lookup, (포워딩 테이블을 보고 포워딩 해야할 곳을 찾는 행위), forwarding, queueing(보낼 정보들을 저장.) *이때 lookup&forwarding은 목적지만 활용하는 경우(destination-based), 헤더의 다른 필드를 활용하는 경우(generalized. sdn)

b-1 matching : 현재 내가 전달해야되는 패캣의 헤더에 있는 목적지 주소와 포워딩 테이블을 매칭
Longest prefix matching : ip주소를 2진수로 표현하여, 앞부터 하나씩 비교하여, 더 길게 일치하는 것을 선정.

b-2. Switching fabric
메모리 방식 : 입력값을 메모리에 저장하여 출력 하는 곳에서 읽어들임.
버스 방식 : 복도처럼 길을 뚫어놓은 상황. 동시에 여러 곳에서 전송할 수 없음. 대기시간이 길어짐.
크로스바 방식 : 스위치를 사용하여 사용할 경우에만 해당 경로에 스위치를 켜서 작동시킴.