요약

  • RFC 2105는 짧은 태그가 태그 정보 베이스(Tag Information Base)를 인덱싱하고, 홉마다 교체되며, 최장 접두어 조회를 반복하지 않고 송출 인터페이스를 선택하는 Informational 성격의 Cisco 아키텍처를 기술했다.
  • 기존 라우팅 프로토콜에 태그 바인딩과 분배 메커니즘이 더해져 상태를 사전에 구축했다. 토폴로지가 패킷 도착이 아니라 목적지 경로에 대한 할당을 트리거할 수 있었다.
  • 이 설계는 안정적인 포워딩 프리미티브를 유니캐스트, 멀티캐스트, 계층 구조, 명시적 경로, ATM, QoS를 위한 제어 모듈들과 분리했지만, 패킷이 실은 태그는 로컬 바인딩만 증명했을 뿐 표준 합의, 신원, 인가, 전달 또는 종단 간 경로의 진실을 증명하지 못했다.

단 하나의 정확 일치 뒤에 숨은 긴 결정 사슬

RFC 2105의 포워딩 루프는 거의 소박할 정도다. 태그가 실린 패킷이 도착한다. 스위치는 수신 태그를 태그 정보 베이스(TIB)에 대한 정확 일치 인덱스로 취급한다. 일치하는 항목은 송출 태그, 송출 인터페이스, 송출 링크 계층 정보로 이루어진 하나 이상의 트리플을 제공한다. 기기는 새 태그와 링크 계층 필드를 교체한 뒤 전송한다.

매력은 단지 짧은 비교가 빠를 수 있다는 점만이 아니었다. 기존 IP 포워딩은 보통 네트워크 계층 주소에서 가장 긴 일치 접두어를 선택한다. 태그 스위칭(Tag Switching)은 그 작업을 반복되는 패킷 경로 밖으로 옮겼다. 작은 고정 길이 인덱스는 하드웨어 구현에 충분히 단순했고, 같은 연산으로 유니캐스트 출력 하나 또는 여러 멀티캐스트 출력을 구동할 수 있었다.

그러나 TIB 조회는 결정 사슬의 시작이 아니라 끝이었다. 패킷 안의 값은 어떤 경로가 바인딩을 만들었는지, 어떤 이웃이 그것을 제공했는지, 그 이웃이 여전히 다음 홉인지, 명시적 경로가 일반 목적지 라우팅을 덮어쓰는지, 패킷이 의도한 종단에 도달했는지 설명해 주지 않았다. 눈에 보이는 태그는 다른 곳에 보관된 상태의 실행 핸들일 뿐이었다.

안정적인 기계는 변하는 제어 아래에 놓였다

이 아키텍처의 실질적 분리는 포워딩과 제어 사이의 분리였다. 포워딩 구성 요소는 바인딩이 목적지 접두어를 대표하든, 멀티캐스트 트리를 대표하든, 라우팅 계층 구조를 대표하든, 명시적으로 선택된 경로를 대표하든, 서비스 등급을 대표하든 상관없이 동일한 조회 후 교체 연산을 수행했다. 제어 구성 요소는 바인딩을 만들고 스위치들 사이에 배포했다.

RFC 2105는 제어를 모듈들의 모음으로 조직했다. 새로운 라우팅 기능은 포워딩 프리미티브를 바꾸지 않고 새 모듈을 추가할 수 있었다. 그것은 실용적인 진화적 타협이었다. 비용이 많이 드는 고속 경로는 안정적으로 유지하면서 라우팅 로직이 그 주위에서 성장하도록 허용하는 것이었다. 네트워크가 트래픽을 분류하거나 조종하는 새로운 방식을 얻을 때마다 스위치가 새로운 패킷 처리 기계를 필요로 하지는 않았다.

동시에 결합 분리는 증거 경계를 만들었다. 포워딩 하드웨어가 태그를 정확히 교체했다면, 그것은 특정 시점에 하나의 로컬 항목이 사용 가능했다는 것만 증명한다. 그 항목을 만든 모듈이 최신 입력을 받고 있었는지, 분배가 수렴했는지, 바인딩 뒤의 정책이 인가되었는지는 증명하지 않는다. 데이터 플레인은 낡은 제어를 충실히 실행할 수 있다.

라우팅이 먼저 경로 형태의 바인딩을 만들었다

목적지 기반 포워딩의 경우, 태그 스위치는 여전히 OSPF, BGP 또는 다른 네트워크 계층 라우팅 프로토콜에 참여해 포워딩 정보 베이스(FIB)를 구축했다. 태그는 경로 계산을 대체하지 않았다. 태그는 포워딩 플레인에 결과를 실행하는 컴팩트한 방식을 제공했을 뿐이다.

RFC는 세 가지 할당 방향을 허용했다. 다운스트림, 요청 시 다운스트림, 그리고 업스트림이 그것이다. 일반적인 다운스트림 방식에서 스위치는 FIB의 각 경로에 대해 태그를 할당하고 TIB 항목을 만들어 인접 스위치에 바인딩을 광고했다. 수신 스위치는 다음 홉으로부터 받은 바인딩을 해당 경로의 송출 태그로 사용했다. 이 교환은 제안된 태그 분배 프로토콜(Tag Distribution Protocol)이 수행할 수도 있었고, 바인딩 정보가 기존 라우팅 프로토콜과 함께 전달될 수도 있었다.

이 순서가 중요하다. 스위치는 먼저 도달 가능성을 학습한 다음, 그에 대한 로컬 핸들을 만들어 배포했다. 태그는 독립적인 경로 공고가 아니었다. 또한 제안된 TDP가 이후 표준화된 LDP에 낡은 이름만 붙여진 것도 아니었다. RFC 5036은 자체적인 탐색, 세션, 매핑, 오류 절차를 갖춘 별개의 프로토콜을 규정한다.

트래픽이 아니라 토폴로지가 TIB를 채울 수 있었다

당시 많은 고속 경로 방식은 관측된 플로우에 반응했다. RFC 2105는 목적지 경로에 대해 다른 확장성 속성을 강조했다. FIB 항목이 사용자 패킷이 도착하기 전에 태그 할당을 유발할 수 있었다. 이 방식은 트래픽 주도가 아니라 토폴로지 주도였다.

이 선택은 태그 상태를 활성 대화의 수와 변동성이 아니라 라우팅 상태로 한정했다. 단일 태그는 하나의 접두어 또는 경로 그룹을 대표할 수 있었다. 스위치는 모든 플로우를 분류해서 고속 경로 자격을 판단할 필요가 없었다. 따라서 트래픽 급증이 제어 상태를 자동으로 늘리지는 않았다.

사전 계산이 상태를 영원히 만들지는 않았다. 토폴로지 주도 바인딩은 그것을 만들어 낸 경로, 다음 홉, 분배 에포크만큼만 최신이었다. 이들이 바뀌었는데도 기존 항목이 여전히 실행 가능하다면, TIB는 쓸모없어진 질문에 효율적인 답을 계속 제공할 수 있었다.

평범한 네트워크 계층은 사라지지 않았다

이 제안은 모든 패킷이 영원히 레이블 교체 안에 머무를 수 있다고 주장하지 않았다. 태그가 없는 패킷은 첫 태그가 추가되기 전에 정상적인 네트워크 계층 조회를 거쳐야 했다. 그 작업은 첫 홉 라우터 또는 경로상의 첫 태그 스위칭 참여자에서 일어날 수 있었다.

집계가 또 다른 예외를 만들었다. 여러 경로가 하나의 태그 뒤로 압축되었지만 다음 홉을 공유하지 않는다면, 집계 지점은 정확히 선택하기 위해 네트워크 계층 목적지를 검사해야 했다. 컴팩트한 태그는 다음 결정이 여전히 필요로 하는 구분을 의도적으로 버릴 수 있었다.

이 예외들은 아키텍처의 한계를 드러낸다. 고속 경로가 가치 있는 이유는 결정을 재사용하기 때문이다. 수신 지점이나 집계가 너무 많은 맥락을 지워버리는 지점에서는, 시스템이 패킷 헤더로부터 질문을 다시 구성해야 했다. 태그 스위칭은 반복적인 해석을 줄였을 뿐, 해석 자체를 폐지하지는 않았다.

태그 스택은 외부 지식을 경계로 옮겼다

RFC 2105는 태그 스택을 사용해 내부 라우팅 지식과 외부 라우팅 지식을 분리하기도 했다. 도메인 사이에서 패킷은 하나의 태그를 실을 수 있었다. 도메인 수신 경계에서 경계 스위치는 그 위에 두 번째 태그를 푸시할 수 있었다. 내부 스위치는 상단 태그만 처리해 송출 경계에 도달했다. 하단 태그는 송출 결정을 위해 남았고, 상단 태그는 송출 또는 최종 두 번째 홉의 스위치가 팝할 수 있었다.

운영상의 이득은 선택적 지식이었다. 내부 스위치가 모두 완전한 외부 라우팅 테이블을 가질 필요는 없었다. 그 부담은 경계 스위치가 짊어졌다. 스택은 모든 장치에게 두 맥락을 이해하도록 요구하지 않고도 두 포워딩 맥락을 보존했다.

그러나 스택은 이동 일지가 아니었다. 상단 값은 한 계층에서만 로컬하게 의미를 가졌고, 다음 값은 다른 계층에 속했다. 둘을 관측한다고 해서 그것을 만들어 낸 모든 제어 플레인 메시지, 폐기된 대안, 잠시 존재했던 경로가 드러나지는 않는다. 스택은 실행 가능한 맥락을 인코딩했을 뿐, 감사 가능한 경로의 역사가 아니었다.

하나의 포워딩 프리미티브가 여러 제어 야망을 섬겼다

멀티캐스트의 경우, 라우팅 절차가 먼저 공유 트리 또는 소스별 트리를 구축했다. 그다음 태그 스위칭 모듈이 로컬 송출 태그를 트리의 인터페이스와 연결해 다중 출력 TIB 항목을 설치했다. 태그는 수신자를 찾거나 트리를 구축하지 않았다. 그 결정들이 존재한 뒤의 포워딩 상태를 실행했을 뿐이다.

명시적 라우팅의 경우, 제어는 목적지 기반 경로를 벗어나는 바인딩을 설치할 수 있었다. 그것은 교체 연산을 바꾸지 않고도 트래픽 엔지니어링을 가능하게 했다. 동시에 거버넌스 표면을 넓혔다. 올바른 TIB 적중은 정책, 용량, 승인이 패킷 밖에 있는 의도적으로 선택된 경로를 따를 수 있었다.

ATM은 VPI/VCI 필드가 이미 레이블 같은 스위칭을 지원했기 때문에 매력적으로 보였다. 그러나 태그 스위칭에 참여하는 ATM 스위치도 여전히 네트워크 계층 라우팅 참여와 제어 구성 요소가 필요했고, 집계에는 일반 포워딩이 필요할 수 있었다. 전통적인 ATM 제어 플레인은 자원을 분할하는 방식으로 태그 스위칭과 공존할 수 있었으며, 어느 쪽도 상대방을 검증하지 않았다.

QoS도 같은 분리를 따랐다. 초기 분류기가 서비스 등급에 대한 태그를 적용하면, 이후 스위치들이 스케줄링 상태를 빠르게 찾을 수 있었다. 스케줄링과 큐잉은 직교적으로 남았다. 따라서 등급 태그의 존재가 예약된 대역폭이나 허용 가능한 손실, 지연, 전달을 증명하지는 않았다.

Informational 아키텍처는 표준 영수증이 아니었다

상태 경계는 이례적으로 명시적이다. RFC 2105는 IETF 워킹 그룹이 만들지 않았고, Standards Track에도 올랐으며, 인터넷 표준을 규정하지도 않았다. Datatracker는 이제 그것을 Legacy로 표시하고 IETF 표준화 과정에서 공식적 지위가 없다고 밝힌다. 보안 섹션은 보안 문제가 논의되지 않았다고만 기술하고, 지식 재산 섹션은 Cisco의 잠재적 특허 입장을 기록했다.

이러한 사실들이 아키텍처의 역사적 관심을 지우지는 않는다. 다만 주장의 범위를 규율한다. 4년 뒤 Standards Track의 MPLS 아키텍처는 로컬 의미의 레이블, 포워딩 등가 클래스, 스택, 홉별 교체를 규정했다. 구조적 유사성은 보인다. 그러나 RFC 3031은 번호나 제목으로 RFC 2105를 인용하지 않는다. 따라서 정직한 역사적 진술은 한정되어야 한다. 태그 스위칭은 MPLS가 나중에 표준화한 레이블 스위치드 아키텍처로 가는 하나의 경로를 보여주었을 뿐이며, RFC 2105만으로 직접적 인과, 구현 계보, 채택을 증명할 수 없다.

Lu Heng의 러닝 코드 논증은 이 구분을 더 선명하게 만든다. 문서는 메커니즘을 설명할 수 있지만, 운영이 그것을 실제로 만든다. 그의 최소 명세 원칙은 공유 상호운용성을 이후의 로컬 선택과 분리하고, 그의 현실 계층 분석은 상징적 주장이 실행의 힘을 빌리지 않도록 경고한다. RFC 2105에서 태그는 포워딩 계층에서 실행 가능했다. 그러나 문서, 제어 바인딩, 설치된 TIB 항목, 관측된 전달은 네 개의 서로 다른 영수증이었다.

출처