[개념정리] Data plane, Control plane, Management plane Computer Tip

최근 SDN 및 NFC 등을 보면서 Data Plane, Control Plane 등의 용어를 들어보았습니다.

그런데 이 용어는 꼭 이런 클라우드에서만 나오는 개념은 아니었습니다.
더 정확하게 말하자면 네트워크 장치나 시스템에서 일상적으로 사용하던
용어였습니다.

이라는 블로그에서 정의한 것을 우리말로 옮겨 봅니다. (2013/08/13)

모든 네트워크 장치는 적어도 다음과 같은 세 가지 서로 다른 활동 영역으로 구분됩니다:
  • 데이터 영역 (Data plane) : 트래픽을 전송하는 목적을 제공하는 영역
  • 컨트롤 영역 (Control plane) : 데이터 영역으로 어떻게 무슨 트래픽이 흐르도록 제어하는 영역
  • 관리 영역 (Management plane) : NMS 와 같이 이런 기기들을 어떻게 관리할 것인가 하는 영역
(역자주: 네트워크 장치 뿐만 아니라 트래픽을 제어하는 인라인 보안 장치들도 마찬가지입니다)

라우터를 예를 들어보겠습니다.
  • 제어 영역 (Control plane) : 이웃하는 라우터와 전체 네트워크 토폴로지를 찾는 OSPF, EIGRP, BGP 등의 라우팅 프로토콜이 동작하는 단계
  • 데이터 영역 (Data plane) : 라우터는 제어 영역의 프로토콜 정보를 RIP(Routing Information Base)와 FIB(Forwarding Information Base)에 넣고, 데이터 단계에서 소프트웨어 또는 ASIC이 FIB 구조체를 이용하여 트래픽을 전송
  • 관리 영역 (Management plane) : CLI 부터 RESTful API 가지와 같은 프로토콜을 이용하여 인터페이스, IP 서브넷, 라우팅 프로토콜 등을 관리하는 단계, SNMP와 같은 관리 영역 프로토콜은 장치의 운영상태, 성능 등을 모니터링 하는데 이용
데이터 영역으로 실제 트래픽이 흐로고 그 위에 제어 단계의 프로토콜이 존재하며 이를 관리하기 위한 Management/Policy 단계가 위의 그림과 같이 존재합니다. (원 저자의 SDN/OpenFlow presentation 중에서)

데이터 영역과 컨트롤 영역을 좀더 자세히 들여다 보겠습니다.

우리는 컨트롤 영역 프로토콜을 이야기 할 때 라우팅 프로토콜을 떠 올리지만, 실제로는 다음과 같은 다양한 프로토콜도 함께 존재하고 있습니다.

  • 인터페이스 상태 관리 (PPP, LACP)
  • 연결 관리 (BFD, CFM)
  • 이웃 장치 발견 (ES-IS, ARP, IPv6 ND, uPNP SSDP)
  • 토폴로지 또는 접근 정보 교환 (IP/IPv6 라우팅 프로토콜, TRILL/SPB 에서의 IS-IS, STP)
  • 서비스 제공 (IntServ 또는 MPLS/TE를 위한 RSVP, uPNP SOAP 호출)
데이터 영역은 패킷을 전달하는데 그 목적을 두고 있으나 다음과 같은 일반적인 기능도 포함합니다.
  • NAT 세션 생성 및 NAT 테이블 관리
  • 이웃 주소 수집 (dynamic MAC address learning in riding, IPv6 SAVI)
  • Netflow
  • ACL 로딩
  • 에러 시그널 발생 (ICMP)
데이터 영역의 패킷 포워딩은 전용 하드웨어 (또는 하드웨어 의존 코드 등) 등을 통하여 빨리 수행되기를 바라지만, 그 밖의 부가적인 기능에 대해서는 CPU에서 (때로는 사용자 영역 프로세스에 의하여) 수행되기 때문에 성능에 문제 될 수 있습니다.
구현 방법은 논외로 쳐도 위와 같이 CPU 기반의 패킷 포워딩은 심각한 성능에 지장을 줄 수 있습니다.

(역자주: 특히 SDN 에서는 위와 같은 문제를 어떻게 극복하는 것인가가 핵심일 수 있습니다)


어느 분께는 도움이 되셨기를...


덧글

  • 추억편 2015/10/26 15:39 # 삭제 답글

    잘 보고 갑니다 ㅎ
  • 지훈현서아빠 2015/10/26 15:45 #

    도움이 되셨다면 저의 보람입니다~ ^^
  • Dair 2016/02/12 04:45 # 삭제 답글

    감사합니다 잘읽고갑니다
  • 지훈현서아빠 2016/02/12 07:51 #

    저도 고맙습니다~ ^^
  • 공대생 2018/06/11 20:36 # 삭제 답글

    잘 읽었습니다. 감사합니다!
  • 지훈현서아빠 2018/06/12 13:53 #

    도움이 되셨다니 저의 보람입니다~
  • 수근 2019/12/18 15:54 # 삭제 답글

    공부하는데 큰 도움이 되었습니다 !!
    감사합니다 :)
  • 지훈현서아빠 2019/12/18 23:09 #

    도움이 되셨다니 저의 보람입니다~ ^^
  • 소리 2020/03/17 17:05 # 삭제 답글

    공유해주셔서 감사합니다.
    도움 많이 되었습니다.^^
  • 지훈현서아빠 2020/03/18 02:14 #

    도움이 되셨다니 저의 보람입니다~ ^^
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