[Computer Network] Chap7. Network Layer (2)

 

 

 

 

Chap 7. Network Layer (2)

* softwarization – 2010년대 이후, 소프트웨어 중심 

- IP의 설계 철학: 대장을 없애자 (for 전쟁) / 지금은 서비스 중심 – manage control이 하고 싶다 -> 대장 부활

- 멍청구리 하드웨어 위에, 기존의 OSI 1~4 계층을 가상화 -> 인간이 네트워크를 컨트롤 -> 오케스트레이션, AI

- 새로운 네트워크 기술들 리눅스 파운데이션 산하 / 라우팅 오픈소스 소프트웨어 

 

* 에릭슨 -> 2004 / 2014 -> 우리는 더이상 하드웨어로 돈을 벌고 있지 않구나. 

- 모든 제품을 가상화 / 사용한 만큼 돈을 내자 / by 리눅스 운영체제와 인텔 CPU의 보급으로 가능해진 이야기

1. 이동통신 기지국 2. 우리가 쓰는 노트북, CPU가 있는 서버 의미 

3. 패킷 받아서 전달하는 라우터 스위치 장치 / 얘가 NAT/PAT도 될 수 있다 / 게이트웨이도 가능하다. 

 

- 네트워크의 기본 장치 위에 어떤 SW가 올라가느냐가 굉장히 중요해진 세상 -> 필요한 HW는 렉에 꽂으면 됨

- 예전에는 줄줄이 연결하던 걸 지금은 한번에 다 쌓음 -> 네트워크 장비의 가상화 -> SW가 기능을 바꾼다.

- 필요할 때 필요한 SW를 내려서 돌린다.

 

* 과거 NE 중심에서 현재 function 중심

- 과거 network element 중심 / 정해진 일만 함 / 호환성을 위한 국제 표준이 중요 

- 현재 function 기능 중심 / 기능이 필요하면 SW를 바꿔 / 박스가 아니라 그 안의 SW가 중요해짐 

-> 내가 만들어서 오픈소스로 풀어, 표준이 중요하지 X 

- controllable network – 우리의 목적은 국방용 X, 서비스 돈을 벌기 위함 -> 스스로 네트워크 제어할 수 있다. 

-> 신조어: Softwarization, flexible, programmable

 

* SDN _ Software Defined Network ***

– data plane – 포트로 들어온 패킷을 저장, 받은 패킷을 밖으로 내보내는 역할

- Control plane – 라우팅 테이블을 만드는 라우팅 소프트웨어 필요 

-> 이 소프트웨어를 돌리기 위한 CPU가 필요 -> Controller / 옆 라우터와 정보 주고 받으며 테이블 작성

 

* 기존 라우터의 문제점 -> 패킷이 가는 경로를 내가 정하고 싶어 + Cross Layer 지원 

- SDN – 제어와 전송의 분리 / 라우터에서 Openflow Switch(멍청구리)로 변경 

- 패킷이 들어오면 외부로부터 주어진 테이블을 보고, 패킷을 내보내는 기능만 함 (라우터 X, 스위치 O) 

- 포워딩 테이블 만드는 기능을 밖으로 뺀 것 -> programmable, controllable network

 

* Openflow protocol

Rule – 2/3/4 계층 정보를 준다 

Action – 룰이 매치될 때 수행할 액션을 정의

Stats – 통계 정보를 저장 

 

Ex) 이런 패킷이 들어오면 암호화해서 나(컨트롤러)한테 보내라 -> DHCP 구현 가능

이런 패킷이 들어오면 버려라 -> Firewall 구현 가능

이런건 너한테 연결된 CPU, GPU로 처리한 다음 보내렴 

기존의 DHCP Firewall NAT/PAT 서버, 장비들 싹 다 컨트롤러 위에 코드 500줄만 짜면 돌아간다.

내가 전지전능하게 네트워크의 상황을 모두 알 수 있다 -> TPC 4계층 넘버 보고, destination이 같더라도, 서비스의 종류를 파악하여 종합적으로 길몰이 할 수 있음 

- 네트워크가 할 수 있는 것이 굉장히 많아진 세상 by SDN -> 길을 정의하는 것 (장치 외부 줄 연결)

 

* Network Function Virtualization 

- 장치 내부의 일 / 필요한 곳에 필요한 만큼 virtual application 소프트웨어로 내린다.

- 나는 이 위에서 필요한 만큼만 CPU, DISK 사용하고 다 쓰면 반납 / 클라우드, 컨테이커, 오케스트레이션 등

- 멍텅구리 CPU, 디스크, 유선 이더넷 스위치 등 멍텅구리 하드웨어 위에서 돌아갈 가상 환경, SW가 중요 !

- 멍텅구리 물리적 CPU 디스크 네트워크 -> 위에 가상화 된 CPU 디스크 네트워크를 사용 

-> 이 박스는 NFV로 인해, 라우터가 될 수도 있고, 방화벽 될 수도 있음. 올리는 SW에 따라 

 

* 기존의 방화벽, NAT, DPI(패킷 깊게 까기), CDN(컨텐츠, 캐시) 4개 다 만드는 회사 4개 뿐 + 비싼 장비

-> 각각 따로 구현하도록, 하나의 대형 장비가 아닌 찢어진 장비들을 SDN으로 연결

-> 이를 service chaining이라고 한다. 궁극적인 목적은 서비스를 잘하기 위해서! 

 

SDN/NFV 실제 구현 예시

- open daylight – 전통적 기술 + SDN/NFV -> 스위치와 컨트롤러를 우리 목적으로 만들자

- open networking operating system – 복잡한 daylight와 달리, SDN/NFV에 특화 

- openstack -> OPNFV _ NFV를 구현할 수 있는 오픈소스

- open networking linux – 펭귄이 올라탄 스위치 – 멍텅구리 위에 알아서 짜세요

- openWRT – 전세계 유무선 공유기의 90%가 사용

 

* 5G와 SDN/NFV

- 더이상 전용 하드웨어가 필요하지 X, 필요한 기능을 SW로 내리기만 하면 됨 

- 5G 이동 통신 – 필요한 기능을 굳이 뒤로 갈 필요 X -> 서버를 사용자 근처로 내리는 것 (지연 거의 X)

Ex) 아까마이 – 전세계 주요 건물에 서버 설치 -> 컨텐츠 내보내는 CDN도 사용자 앞으로 내려버려 (게임)

 

*** SDN/NFV -> 5G의 근본 철학

- 5G는 네트워크가 SDN/NFV – 일반 사용자에서 새로운 사업자를 받아들이자 (로봇, 나아가 기업 단위)

- 로봇이 필요한 기능이 있다면, SW로 내리는 것 (like 이더넷 1G - 안정적이고, 딜레이가 적으며, 에러 없이 잘)

- 보험사, 자동차의 상태 미리 파악하고 고객에게 위험성 알려주기 / 현대차 – 주기적인 레포트 

- 고객도, 고객의 요구도 변화함 (인간은 더이상 돈이 안 됨) 

- 표준이 중요한가? X / 이 네트워크는 우리만 쓸 거야.

 

- 아이디어가 있다면, 문제를 정의하고 실제로 구현 및 설계할 수 있는 사람이 필요하다 -> 개발자 채용

- 이 네트워크는 돈을 벌기 위한 목적 / 더이상 인간이 아닌 것들을 위해 진화한 것