Layer 4 and Data Plane

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一 . Overview of layer4

(一) . Layer4的功能

1. Layer 4 的設計功能 ：
   • forwarding : refers to the router-local action of transferring a packet from an input link interface to the appropriate output link interfac
   • routering : refers to the network-wide process that determines the end-to-end paths that packets take from source to destinatio
   • 分別 ： R1送到相連的router為forwarding，封包由R1到R2路徑，為routering。
     
     
2. Layer 4的子層 ：
   • data plane : 根據『forwarding table』，控制『轉發』的動作，主要為硬體的工作。
   • control plane : 根據一些接收到的資訊，計算出forwarding table，主要為軟體，決定生成『forwarding table』。
     
     
3. SDN網路架構 ：
   • 傳統網路 ： control plane和data plane在同一個機器上，且多半只提供遠端設計的介面。
   • SDN : 將control和data plane抽離，可以遠端傳送，並控制control plane的應用。
     
     

(二) . Network Service Model

1. Network Service Model : 代表單一網路商，在他們的network內可以提供的服務。
2. 常見的Network Service Model ：
   • Guaranteed delivery 。
   • Guaranteed delivery with bounded delay。
   • In-order packet delivery。
   • Guaranteed minimal bandwidth。
   • Security ： 路由器可以過濾封包。
3. Internet的Service Modal : best-effort

二 . Router Structure

(一) . Basic

1. 組成元件 ：
   • $Inputinterface$ : 輸入的硬體介面。
   • $Outputinterface$ : 輸出的硬體介面。
   • $Switchfabric$ : 硬體構造，會遵守forwarding table的規則輸出封包。
   • $Routingprocess$ : control plane的軟體。
     1. 計算出forwaring table(傳統網路)，
     2. SDN controller溝通。
2. forwarding的方法 ：
   • forwarding : 路由器接收到的封包，會根據上面的目的ip去送到應該要送到的router。
   • forwaring table : 而這些傳送的依據，就是forwarding table。
   • longest prefix matching rule : 路由器之間管理的是網域之間的傳送，所以會依據最長的網域id。
     
     
3. forwarding 的分類 ：
   • Destination-based forwarding : 依照目的位址進行輸送。
   • Generalized forwarding : 不依照目的位址進行輸送。

(二) . Switch

1. Via memory : 跟傳統電腦的I/O方法是一樣的。
   • input interface經由『interrupt』告訴router preocessor有datagram傳入。
   • router precessor將datagram複製到memory中。
   • router計算memory的目的ip決定傳送封包的output interface。
   • router precessor將datagram再複製到output。
   • router用此方法 ： 可以在頻寬B下，可以傳輸B/2的封包(因為需要讀和寫)。
     
     

2. Via bus : 用匯排流工作。