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Cisco

CCNA(200-301)
問題ID : 7749
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データプレーン、コントロールプレーンについて

公開日 2022/07/18

こちらの分野に関する質問なのですが、各プレーンの役割については、
理解する際にはどのように覚えたらよろしいでしょうか?
「データプレーンでは主に転送の仕事」
「コントロールプレーンはCPUやRAMの処理」ということなのですが、
こうした問題ではどのように理解したら良いかわかりません。
どなたかご教授いただけませんでしょうか。

2022/07/18 19:31

難しい質問ですね。正直、自分もあまり理解していませんが回答します。

試験に受かるためならSDNについてで言えば、用語覚えるくらいしかできないかと思います。

流行りのSDNの一環としてCiscoACIがあります。
そのACIは従来のネットワーク機器にそれぞれ設定を入れるのではなく、コントローラー(コントロールプレーン相当・APIC)が集中管理して、
ネットワーク機器(Nexus・データプレーン)はコントローラーから設定変更をします。
分かりやすく言えば、データプレーンの機器にはコントローラーから設定変更をします。
その際、RESTAPI(HTTPSなど)、つまり、APICの設定変更はHTTPSのGUIで行います。
また、ファイルはXML、JSONが使われるみたいです。(自分もあまり知らない・・)
XMLファイルって中身見たことありますか?(自分もあまり詳しくないですが・・)

なので、試験に受かるためなら単純にping-t様の問題集を覚えていけばいいのですが、実務においてはそれぞれの用語を知っていないとなかなかついていけないこともあるかと思います。
とりあえず、用語を覚えて気になった用語を検索していくとより理解が深まるかと思います。


コメント

y ymshy

2022/07/19 08:05

ご回答くださりありがとうございます。 SDNに関しては試験対策として一旦覚えることをしてみたいと思います。

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2022/07/19 14:33

あくまで個人的な覚え方になりますが、
 ●コントロールプレーン:『どこに向けて転送するか(行先)の情報管理』
 ●データプレーン:『転送先の決定・転送の準備と実行』
と把握しています。

あと、質問にある内容の「CPUやRAMの処理~」のくだりですが、
これについては「プレーンの機能」とは別の話ですので、注意してください。
 ■テーブル更新、インターフェース検索 等 …各プレーンの処理『動作』の内容
 ■CPUやRAM、ASICやTCAM …各プレーンの処理『基板』の内容
なので、
「コントロールプレーンは、転送先情報の管理を、CPU・RAMの中で実行します」。
「データプレーンは、転送の準備・実行処理を、ASIC・TCAMの中で実行します」。


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y ymshy

2022/07/19 18:43

@network_hogeさん 補足のご回答いただきありがとうございます。 理解が深まりました。

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2022/07/19 21:41

こちらの分野に関する質問なのですが、各プレーンの役割については、
理解する際にはどのように覚えたらよろしいでしょうか?

ざっくり言います。

  • コントロールプレーンは「学習する」機能と思ったらいいです。例えば、スタティックルーティングを設定してルータに覚えさせたり、受信したポートに紐づくMACアドレスを覚えるのもコントロールプレーンの話です。状況に応じて、受信したパケットやフレームを解析したりする必要があるので、基本的にCPUで処理されます。
  • データプレーンは「学習内容に基づいて迅速にさばく」機能と思ったらいいです。いちいちCPUに「割り込み(今やってる処理を中断して別のことをさせる)」してるとCPU自体の負荷が高まり、学習機能に影響を及ぼすので、学習した内容は機械的に処理するようにがんばってます(これが各ベンダーの売りになる点)。例えば、MACアドレステーブルやルーティングテーブルを見なくても「この宛先MACアドレス(IPアドレス)はこのポートから出力する。必要なら送信もとMACアドレスなどを書き換える」「この送信もとIPアドレスは破棄することになってるので出力しない」と言う処理をやります。
  • 簡単な判断基準は「それがパケット(フレーム)の転送に直接関わるか」です。例えばルーティングテーブルの更新処理は「学習」であること、「ルーティングテーブルが転送処理をするわけではない」ことから、コントロールプレーンの処理と言えます。また、802.1Qヘッダは「トランクポートへの出力時に実行する」処理なので、直接転送に関わるのでデータプレーンの処理と言えます。

ちなみに人間の例で言うと

  1. 手で触れたものがとても熱い
  2. 手が触れたままだと火傷する(経験的知識、学習ずみ)ことを思い出す
  3. 熱いので手を離す

って時に、2をなくすことで高速に処理できるようになっています。「反射」ってやつですね。

あとCCNPの範囲だと思いますが、NSF(Non Stop Forwarding)っていうデータプレーンとコントロールプレーンを切り離して処理する機能がありまして。これも人間で言うと「脳死してても心臓は動いてる」みたいな感じで、コントロールプレーンを担当するCPU関連に異常があっても、データプレーンを担当するラインカード(各種通信ケーブルが繋がってるボード)が以前コントロールプレーンの情報をもとに作成した転送処理パターンに基づいて、転送処理を継続するって動きをするものです。新しく学習はできないけど「こうする」って知ってる通りに動くって話ですね。


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y ymshy

2022/07/20 18:07

arashi1977さん とても具体的に解説いただき、ありがとうございます!

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