[네트워크] Network layer

tae_in·2022년 10월 16일
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transport layer vs network layer

transport layer

end to end 통신, 양 종단 간에 있는 신뢰성 있는 전달로 보내는 것이 transport layer이다.

network layer

network 계층은 각각 라우터에서 모두 참조한다. 각 라우터에서 network layer의 header를 까보는 것이다. 이 때 읽은 정보를 토대로 routing하는 등 이런 부분을 처리한다.

datagram

transport layer에서는 segment였던 것이 network layer에서는 datagram이라고 부른다. 그래서 보내는 쪽이 segment를 datagram으로 encaptulation하고, 받는 쪽에서 segment로 바꾸어줘서 transport layer로 전달한다.

network layer의 두가지 기능

1. Forwarding

복수개의 output이 연결되어 있는 router의 input에 패킷이 들어왔을 때, 어느 port로 보내줘야 할 것인가를 결정해서 보내는 것을 말한다.

2. Routing

Forwarding하기 전에 어디로 보낼 것인가 결정하는 것을 말한다.(이는 routing 알고리즘에 의해 실행된다)

data plane, control plane

1. data plane

local 라우터마다 있는 기능이다. 어떤 datagram이 라우터의 input으로 들어왔을 때 어떻게 forwarding해줄 것인가(forwarding function) 이런 것을 data plane이라고 보면 된다. 즉 header에 있는 값(data)이 들어와서, 이 data마다 라우터에서 forwarding해주는 것이 data plane이다.

2. control plane

network-wide logic이다. 모든 라우터가 공통으로 돌릴 수 있는 부분들이다. 예를 들어 routing protocol같이 어떤 라우터든 공통으로 돌아갈 수 있는 것이 control plane이다. 그래서 datagram을 보낼 path를 결정하는 routing에 대한 것이 control plane이다.

1) Per-router control plane

각각의 router에 있는 control plane들의 서로와 상호작용하여 독립적인 routiong algorithm을 통해 나와 붙어있는 라우터들에 대한 정보를 알아낸다.(내 이웃 라우터를 알아야 다음 일을 진행할 수 있으며 각각의 라우터에 의해 path가 결정된다.)

2) Logically centealized control plane

각각의 라우터에 있는 controller들이 local cotrol agent(CA)이다. 중앙에 있는 Remote Controller와 interaction(상호작용)하는 것이다. 중앙집중되어 있는 알고리즘이다.

Network service model

sender에서 receiver까지 datagram을 transporting하는 "channel"에 대한 어떤 service model을 network service model이라고 한다.

< individual datagrams(각각의 데이터그램)에 대항 예 >

  1. guaranteed delivery : 전달을 보장하는 것

  2. guaranteed delivery with less than 40 msec delay : 40 msec 이내로 무조건 전달을 보장하는 것

<각각의 datagram마다가 아니라 datagram의 연속적인 각 flow에 대한 예>

  1. in-order. 순서가 맞는 datagram을 전달해 주는 것

  2. 이 flow에 대해서 최소한의 bandwidth를 보장해 주는 것.

  3. 패킷들 간에 spacing에 대해 restriction(제한)을 주는 것.

ATM

network service model을 고려한 ATM이라고 하는 2000년대 초기의 network 스위치 장비가 있다. (Bandwidth, Loss, Order, Timing을 보장해줄 수 있다.)
CBR (Constant Bit Rate) : 일정한 전송률을 갖는 서비스에 대해서 전부 게런티 보장해 줄 수 있다.
VBR (Variable Bit Rate) : 가변적인 전송률에서도 게런티 보장해 줄 수 있다
ABR: Bandwidth와 order정도만 service하는 모델.
UBR: order정도만 service해주는 모델.

< ATM vs Router >

ATM과 Router는 network layer에서 경쟁하던 관계였는데 지금은 ATM은 사라지고 Router만 사용한다. Bandwidth, loss, order, timing의 게런티를 보장해 줄 수 있는 것은 ATM이고, Router는 아무것도 게런티를 보장해 주지 못하는데 왜 ATM은 사라지고 Router를 사용할까? 그 이유는 가격이다.(ATM은 고가이고 Router는 저렴했기 때문이다)

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