El principal rol del data plane es el de enviar los datagrams de un input link al output link en cada router del camino. El principal rol del control plane es el de coordinar estos envíos para que los datagrams sean transferidos end-to-end, a lo largo de los caminos de routers entre los hosts en comunicación.
1. Forwarding and Routing: The Data and Control Planes
Podremos identificar dos funciones de capa de red importantes:
- Forwarding: Cuando un paquete llega a un router, este debe mover el paquete al output link adecuado. Este puede ser bloqueado de salir del router, debido a que fue originado por un malicious host o la dirección de destino está prohibida.
- Routing: La capa de red deberá determinar la ruta o el camino que toman los paquetes a medida que viajan desde un host a otro. Los algoritmos para calcular estos paths son conocidos como routing algorithms.
Un elemento clave para la capa de red es la forwarding table. El router examina algunos campos del datagram recibidos y los utiliza para indexar esta tabla, la cual le indica a cuál output link deberá enviar el paquete.
Existen dos tipos principales de packet switches: Los link-layer switches basarán las decisiones de envío a partir de los valores del link-layer-frame, mientras que los packet switches basarán las decisiones en los campos de cabecera del datagram.
Control Plane: The Traditional Approach
Los routing algorithms determinan el contenido de la forwarding table. Para hacerlo, se comunican con los algoritmos de otros routers intercambiando routing information de acuerdo a un routing protocol, computando así su propia tabla.
Control Plane: The SDN Approach
Otro enfoque utilizado para estos algoritmos es el de utilizar un controlador remoto, el cual calculará y distribuirá las forwarding tables a todos los routers. En este caso, los routers únicamente realizan la operación de forwarding.
Estos controladores son implementados en un data center remoto con alta confiabilidad y redundancia, y puede ser administrado por un ISP o alguna otra organización. Para la comunicación entre los elementos, utilizaremos mensajes conteniendo forwarding tables y otras piezas de routing para comunicar los controladores con los routers.
Se dice que este enfoque es de software-defined networking (SDN), debido a que las tablas computadas y la interacción entre routers se implementa en software.
2. Network Service Model
El modelo de servicio de red define las características del envío end-to-end entres dos hosts, estos pueden incluir:
- Guaranteed delivery: Garantiza que un paquete enviado llegue eventualmente a destino
- Guaranteed delivery with bounded delay: El paquete enviado llegará a destino dentro de un rango de delay especificado
- In-order packet delivery: Los paquetes llegarán a destino en el orden que fueron enviados
- Guaranteed minimal bandwidth: Asegurará un ancho de banda mínimo, mientras que la aplicación envíe los datos a por lo menos ese ancho de banda
- Security: La capa de red podría encriptar los datagramas y proveyendo confidencialidad de los paquetes.
La capa red del internet provee un único servicio, conocido como best-effort service. Hará el mayor esfuerzo posible para cumplir con el envío, aunque no puede garantizar nada. Este servicio combinado con un ancho de banda adecuado han probado ser más que suficientes para habilitar un amplio rango de aplicaciones