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# System prepended metadata

title: Layer 4 and Data Plane
tags: [Comoputer Internet - 7e]

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# Layer 4 and Data Plane
###### tags: `Comoputer Internet - 7e`
## 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。
![](https://i.imgur.com/dWfc18x.png =600x)
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』。
![](https://i.imgur.com/2hLOq2o.png)
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。
![](https://i.imgur.com/MwoeFWl.png)

### (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 
![](https://i.imgur.com/aDBtIOv.png)
1. 組成元件 ： 
   - $Input\ interface$ : 輸入的硬體介面。
   - $Output\ interface$ : 輸出的硬體介面。
   - $Switch\ fabric$ : 硬體構造，會遵守forwarding table的規則輸出封包。
   - $Routing\ process$ : 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。
![](https://i.imgur.com/ZQSL5wi.png)
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)。
![](https://i.imgur.com/GRjuicn.png)
2. Via bus : 用匯排流工作。
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