라우터 구조
라우터는 Data plane, Control plane 두 부분으로 나뉘어 있다.
Control Plane(라우팅 담당)
- 소프트웨어적으로 처리
- 일정한 시간마다 라우팅
- Control Plane은 네트워크 장비 사이의 통신, 경로 선택, 라우팅 테이블 관리 등의 기능을 수행
- Control Plane은 네트워크 장비의 동작을 제어하고, 네트워크 상태를 모니터링하여 최적의 경로를 결정
- Control Plane은 네트워크의 안정성과 효율성을 유지하고, 서비스 제공을 위한 정책을 관리
Data Plane(포워딩 담당)
- 하드웨어적으로 처리
- Data Plane은 패킷 전달과 관련된 작업을 처리하며, 주로 라우터나 스위치와 같은 네트워크 장비에서 동작
- Data Plane은 패킷의 전달 경로를 결정하고, 포워딩 기능을 수행하여 패킷을 목적지로 전달
- Data Plane은 네트워크의 성능과 속도에 직접적인 영향을 미치는 핵심적인 역할을 담당
라우터 구조
방식
간단하지만 메모리를 거쳐서 하기 때문에 속도가 느려서 안씀
중간에 어느 output으로도 가기 위해 공유버스를 두어 직접 복사 가능, 충돌 가능성 때문에 한정된 시간 input-output쌍이 독점
여러 쌍이 동시에 통신 가능, input port의 개수가 n이고, output port의 개수가 m이면 n 곱하기 m 만큼의 switch가 필요
banyan network
Input Port Queuing
위 사진에서 상단 붉은 패킷이 output으로 이동하는 동안 하단 붉은 패킷이 상단 붉은 패킷이 이동을 끝마치는 것을 기다리는데, 이때 초록 패킷은 빨간 패킷 때문에 이동하지 못함. 이를 HOL(Head-of-the-Line) blocking이라고 함.
Output Ports
output ports에도 마찬가지로 버퍼가 존재하는데, 버퍼가 꽉 찬 상태에서 새로운 패킷이 들어오면 패킷이 손실될 수 있음. 이를 예방하기 위하여 버퍼 크기를 적절히 정해야 함.
RFC(Request of comments) 3439에서는 적절한 버퍼 크기를 다음과 같이 제안하였음.
C = Link capacity
N = Flows
스케줄링 메커니즘
queue(버퍼)공간이 모자라 패킷을 discard 해야할 때, 무엇을 버릴지 정하는 규칙
- Tail Drop : 도착한 패킷을 버림
- Priority : 우선순위를 정하여 버림
- Random : 무작위로 버림
무엇을 버릴지가 아니라 link에서 무엇을 먼저 내보낼지도 정해야 한다.
-
Priority : 큐마다 우선순위를 부여하여 우선순위가 높은 큐에서 먼저 내보냄
예시)
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Round-Robin : 큐마다 한 번씩 돌아가면서 내보냄
예시)
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Weighted Fair Queuing(WFQ) : Round-Robin과 비슷하나 큐마다 가중치를 추가로 부여함.
예시)
