[네트워크] 라우터의 구조를 알아보자

라우터의 구조

총 4개의 구성성분이 있다.

1. input ports

 

크게 3가지의 절차를 거처 switch fabric로 넘어간다.

하나씩 알아보자

• line termination : 전기적 신호가 bit신호로 바뀌어 들어가게된다.
• link layer protocol : 들어온 신호들을 검사하고
• lookup, forwarding, queueing : forwarding table을 통해 output port를 찾는다.
  • 이 과정을 ‘match-plus-action’이라한다.
  • input port queuing : forwarding속도보다 데이터가 들어오는 속도가 빠르면 버퍼에 쌓이게된다.
  • forwarding : 이건 두가지 방법으로 나뉜다.
    • destination-based forwarding : 전통적방법으로 오직 목적지 ip주소 기반이다.
    • generalized forwarding : header field의 정보를 기반한다.

2. switching fabric

뭐 저렇게 패킷이 input 버퍼에서 output버퍼로 나가게 된다.

그럼 어떤 속도로 나가게 될까?

이때의 속도를 ‘switching rate’이라한다.

N개의 인풋이 있고, switching 속도가 R이라 하면, 가장 이상적인 속도는 NR이 될거다!

 

Switching via interconnection network

 

 

이렇게 포트를 연결하는 상호 연결 네트워크의 다양한 종류가 있다.

우선, 미리 알아야 할 사항이 있다.

1. 두개의 패킷이 동시에 같은 output포트로 나갈수 없다.
2. 같은 포트로 나가야할 경우 input버퍼에서 기다려야한다.

그럼 위의 3가지 종류에 대해 알아보자!

• memory :
  • 운영체제에서 지정해주는 방식이다.
  • 그냥 버스를 두 번타고 목적지로 갈 수 있다고 생각하면 된다. (좀 복잡하다 컴구에서 공부하기로..)
  • 이동할 때는 한번에 한 패킷씩!
• bus
  • 그림과 같이 전용 bus가 있다.
  • 따라서 버스를 딱 한 번만 타고 목적지로 갈 수 있다.
  • 이동할 때는 한번에 한 패킷씩!
• interconnection network
  • 그림과 같이 여러 crossbar가 있다.
  • 따라서 다른 input 포트에서 다른 output포트로 가야하는 경우 동시 이동이 가능하다.
  • 만약 다른 input포트에서 같은 하나의 output포트로 나가려고하면 하나는 input버퍼에서 기다려야 한다.

 

Switching via interconnection network

interconnection network을 실현하는 구현방식?

• multistage switch : 크로스바 스위치의 한계를 극복하게 하는것이다.
  • 여러 스위치 단계를 사용하여 여러 입력과 출력 간의 연결을 제공하는 스위치 구조
  • 인풋포트가 8개라도 multistage switch를 통해 같은 하나의 아웃풋포트로 나갈수있다.
  • 대규모 네트워크에서 효율적인 데이터 전송을 위한 중요한 구성요소 중 하나
• exploiting paralleism
  • fabirc plane을 많이 두면서 속도를 향상한다!
  • 8개의 플레인을 여러개를 둬 → 속도가 8배로 빨라진다!

 

이 두가지를 사용해 속도를 향상향 라우터를

Cisco CRS router라한다.

• basic unit : 8 switching planes
• each plane : 3-stage interconnection network