| MPLS | |
|---|---|
| Nimi | usean protokollan etiketin vaihto |
| Taso ( OSI-mallin mukaan ) | kanava 2.5 |
| Luotu vuonna | 2001 |
| Protokollan tarkoitus | etiketin reititys |
| Erittely | RFC 3031 |
| Tärkeimmät toteutukset |
CISCO IOS, JUNOS, Mikrotik Router OS, Linux (VPLS ei ole tuettu versiosta 4.5.+ lähtien), OpenBSD, NetBSD (VPLS ei tuettu) |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
MPLS ( englanniksi multiprotocol label switching - multiprotocol label switching) on tehokkaan tietoliikenneverkon mekanismi, joka siirtää dataa verkkosolmusta toiseen tarrojen avulla.
MPLS on skaalautuva ja protokollasta riippumaton tiedonsiirtomekanismi. MPLS-pohjaisessa verkossa datapaketeille osoitetaan tunnisteet. Päätös datapaketin edelleen siirtämisestä toiseen verkkosolmuun tehdään vain osoitetun etiketin arvon perusteella ilman, että itse datapakettia tarvitsee tutkia. Tämän ansiosta on mahdollista luoda päästä-päähän virtuaalinen kanava, joka on riippumaton siirtovälineestä ja käyttäen mitä tahansa tiedonsiirtoprotokollaa .
Vuonna 1996 ryhmä Ipsilon Networksin insinöörejä kehitti " Flow Control Protocol " -protokollan ( flow management p rotocol ; RFC 1953 ) [1] .
Tähän protokollaan perustuva IP - kytkentätekniikka , joka toimii vain yksinkertaistetun ATM -verkon päällä , ei ole menestynyt kaupallisesti. Cisco Systems on kehittänyt samanlaisen "tag-based switching" ( t ag s witching ) teknologian , joka ei rajoitu ATM-verkon kautta tapahtuvaan siirtoon [2] .
Tämä tekniikka, joka myöhemmin nimettiin uudelleen "etikettipohjaiseksi vaihtamiseksi" ( englanniksi l abel 's witching ), oli Ciscon oma kehitystyö . Se toimitettiin myöhemmin Internet Engineering Task Forcelle (IETF) avointa standardointia varten.
MPLS:n avulla on melko helppoa luoda virtuaalisia piirejä verkkosolmujen välille.
Tekniikka mahdollistaa erilaisten tiedonsiirtoprotokollien kapseloinnin .
MPLS:n tärkein etu on
MPLS-tekniikka kehitettiin tarjoamaan yksi tiedonsiirtoprotokolla sekä piirikytkentäisille että pakettikytkentäisille sovelluksille (eli pakettidatagrammisovelluksia ). MPLS:ää voidaan käyttää kuljettamaan monenlaista liikennettä, mukaan lukien IP - paketit , ATM - solut , SONET/SDH [3] -kehykset ja Ethernet -kehykset .
Identtisten ongelmien ratkaisemiseksi kehitettiin aiemmin teknologioita, kuten Frame Relay ja ATM . Monet insinöörit uskoivat, että ATM -tekniikka korvattaisiin muilla protokollilla, joilla on alhaisemmat tiedonsiirron yleiskustannukset, mutta silti tarjotaan vaihtuvapituisia datapaketteja yhteyden muodostamiseen verkkosolmujen välillä. MPLS - teknologiaa on kehitetty ATM : n vahvuudet ja heikkoudet ajatellen . MPLS-yhteensopivat laitteet korvaavat parhaillaan edellä mainittuja teknologioita tukevia laitteita markkinoilla. On todennäköistä, että tulevaisuudessa MPLS korvaa nämä tekniikat kokonaan [4] .
Erityisesti MPLS luopuu solunvaihdosta ja ATM :lle ominaisista signalointiprotokollien joukosta . MPLS:n kehittämisen aikana havaittiin, että nykyaikaisen verkon ydintasolla ei ole tarvetta pienikokoisille kiinteäkokoisille ATM -soluille, koska nykyaikaisissa optisissa verkoissa on niin suuri tiedonsiirtonopeus [5] , että jopa datapaketti Enimmäispituus 1500 tavua kokee merkityksettömän viiveen jonoissa, jotka vaihtavat laitepuskureita (tarve vähentää tällaisia viiveitä esimerkiksi tietyn puheliikenteen laadun varmistamiseksi vaikutti ATM :lle ominaisten pienten solujen valintaan ).
Samaan aikaan MPLS yritti pitää liikenteen optimointi- ja hallintamekanismit ( englanniksi teletraffic engineering ) ja hallinnan erillään lähetetystä datavirrasta, mikä teki Frame relay- ja ATM -tekniikoista houkuttelevia toteutettavaksi suurissa tiedonsiirtoverkoissa.
Vaikka siirtyminen MPLS:ään tarjoaa vuonhallinnan edut (parempi luotettavuus ja verkon suorituskyky), ongelmana on MPLS-verkon kautta kulkevien tietovirtojen hallinnan menetys perinteisistä IP-sovelluksista [6] .
MPLS-tekniikka perustuu kuhunkin datapakettiin lisätyn MPLS-otsikon käsittelyyn. MPLS-otsikko voi koostua yhdestä tai useammasta "tunnisteesta". Useita merkintöjä ( tunnisteita ) MPLS-otsikossa kutsutaan tarrapinoksi .
| 32 bittiä | |||
|---|---|---|---|
| 20 bittiä | 3 bittiä | 1 bittiä | 8 -bittinen |
| etiketti | TC | S | TTL |
Jokainen tarrapinon merkintä koostuu seuraavista neljästä kentästä:
MPLS-reitittimessä MPLS-tunnisteella varustettu paketti vaihdetaan seuraavaan porttiin sen jälkeen, kun tarra on etsitty kytkentätaulukosta reititystaulukon etsimisen sijaan . Kun MPLS suunniteltiin, tarran haku ja etikettien vaihto olivat nopeampia kuin reititystaulukoiden haut tai RIB:t ( Routing Information Base ) , koska vaihto voidaan tehdä suoraan kytkentätehtaalla CPU : n sijaan . MPLS-verkon sisään- tai ulostulokohdassa olevia reitittimiä kutsutaan LER: iksi (l abel e dge r outer- label boundary router ) . MPLS-verkon sisäänkäynnissä oleva LER lisää MPLS-tunnisteen datapakettiin ja MPLS-verkon ulostulon LER poistaa MPLS-tunnisteen datapaketista. Reitittimiä, jotka reitittävät datapaketteja vain etiketin arvon perusteella, kutsutaan LSR: iksi ( l abel s witching r outer - label switching router). Joissain tapauksissa LER-porttiin saapuva datapaketti voi sisältää jo etiketin, jolloin uusi LER lisää datapakettiin toisen nimikkeen. LER:n ja LSR:n väliset tarrat jaetaan käyttämällä LDP :tä ( Label Distribution Protocol - Label Distribution Protocol ) [7] . Saadakseen täydellisen kuvan MPLS-verkosta LSR:t vaihtavat jatkuvasti tarroja ja tietoja kustakin naapurista vakiomenettelyä käyttäen. Palveluntarjoajat perustavat virtuaalisia kanavia (tunneleita), joita kutsutaan LSP :iksi ( l abel s witch path - label switching paths ), ratkaisemaan erilaisia ongelmia, esimerkiksi järjestämään VPN tai siirtämään liikennettä MPLS-verkon kautta tietyn tunnelin kautta. LSP:t eivät monella tapaa eroa ATM- tai Frame -välitysverkkojen PVC:istä , paitsi että LSP:t ovat riippumattomia linkkikerrostekniikoiden erityispiirteistä . MPLS-tekniikkaan perustuvia virtuaalisia yksityisverkkoja kuvattaessa verkon tulossa tai lähdössä sijaitsevia LER-verkkoja kutsutaan yleensä PE-reitittimiksi ( englanniksi p rovider e dge - reitittimet palveluntarjoajan verkon reunalla) ja siirtoreitittiminä toimivia solmuja ns. P-reitittimet ( englanniksi p rovider - provider's routers) [8] .
MPLS-otsikon etiketin arvokenttä on 20 bittiä, joten suurin mahdollinen etiketin arvo on 1 048 575.
Seuraavat tarranumerot on varattu eri tarkoituksiin:
MPLS-verkossa on kaksi vakiotunnelin ohjausprotokollaa:
BGP -protokollalle on myös laajennuksia , jotka pystyvät hallitsemaan virtuaalisia piirejä MPLS-verkossa [11] [12] [13] .
MPLS-otsikko ei osoita MPLS-tunnelissa lähetettävän datan tyyppiä. Jos tulee tarpeelliseksi lähettää kaksi erilaista liikennettä kahden reitittimen välillä, jotta MPLS-ydinreitittimet käsittelevät niitä eri tavalla, kullekin liikennetyypille on perustettava kaksi erilaista MPLS-tunnelia.
MPLS-protokollana ei verrata oikein IP :hen, koska MPLS toimii yhdessä IP- ja reititysprotokollan (IGP) kanssa.
IP/MPLS-tekniikan tärkeimmät edut:
MPLS-teknologiaa käytetään IP - verkkojen rakentamiseen.
Käytännössä MPLS:ää käytetään kuljettamaan IP- ja Ethernet -liikennettä .
MPLS:n tärkeimmät käyttöalueet ovat:
Kuljetusverkkokerroksessa tekniikat , kuten PBB ja MPLS-TP , kilpailevat MPLS:n kanssa . Näillä teknologioilla on myös mahdollista tarjota L2 VPN- ja L3 VPN -palveluita . Myös L2TPv 3 -protokollaa ehdotetaan käytettäväksi kilpailukykyisenä MPLS-teknologiana , mutta se ei ole suosittu MPLS-spesifisten ongelmien ratkaisemisessa.