| MPLS | |
|---|---|
| Nume | comutarea etichetelor multiprotocoale |
| Nivel (conform modelului OSI ) | canalul 2.5 |
| Creat în | 2001 |
| Scopul protocolului | rutarea etichetelor |
| Specificație | RFC 3031 |
| Implementări majore |
CISCO IOS, JUNOS, Mikrotik Router OS, Linux (VPLS nu este acceptat de la versiunea 4.5.+), OpenBSD, NetBSD (VPLS nu este acceptat) |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
MPLS ( în engleză multiprotocol label switching - multiprotocol label switching) este un mecanism dintr-o rețea de telecomunicații de înaltă performanță care transferă date de la un nod de rețea la altul folosind etichete.
MPLS este un mecanism de transfer de date scalabil și independent de protocol. Într-o rețea bazată pe MPLS, etichetele sunt atribuite pachetelor de date. Decizia de a transfera în continuare pachetul de date într-un alt nod de rețea se ia numai pe baza valorii etichetei atribuite, fără a fi necesară studierea pachetului de date în sine. Datorită acestui fapt, este posibil să se creeze un canal virtual end-to-end, independent de mediul de transmisie și folosind orice protocol de transfer de date .
În 1996, un grup de ingineri de la Ipsilon Networks a dezvoltat „ Flow Control Protocol ” ( protocol de gestionare a fluxului ; RFC 1953 ) [1] .
Tehnologia de comutare IP bazată pe acest protocol , care funcționează numai pe partea superioară a unei rețele ATM simplificate , nu a avut succes comercial. Cisco Systems a dezvoltat o tehnologie similară „de comutare bazată pe etichete” ( tags witching ) , care nu se limitează la transmisia printr-o rețea ATM [2] .
Această tehnologie, redenumită mai târziu „label-based switching” ( în engleză label 's witching ), a fost o dezvoltare proprie a Cisco . Ulterior, acesta a fost transmis Internet Engineering Task Force (IETF) pentru standardizare deschisă.
MPLS facilitează crearea de circuite virtuale între nodurile de rețea.
Tehnologia permite încapsularea diferitelor protocoale de transfer de date .
Principalul avantaj al MPLS este
Tehnologia MPLS a fost dezvoltată pentru a oferi un singur protocol de transfer de date atât pentru aplicații cu comutare de circuite, cât și pentru aplicații cu comutare de pachete (adică aplicații de datagramă de pachete ). MPLS poate fi utilizat pentru a transporta diferite tipuri de trafic, inclusiv pachete IP , celule ATM , cadre SONET/SDH [3] și cadre Ethernet .
Pentru a rezolva probleme identice, au fost dezvoltate anterior tehnologii precum Frame Relay și ATM . Mulți ingineri au crezut că tehnologia ATM va fi înlocuită cu alte protocoale cu cheltuieli de transfer de date mai mici, oferind în același timp pachete de date cu lungime variabilă cu stabilirea conexiunii între nodurile rețelei. Tehnologia MPLS a fost dezvoltată având în vedere punctele forte și punctele slabe ale ATM . Echipamentele compatibile MPLS înlocuiesc în prezent echipamentele care suportă tehnologiile menționate mai sus de pe piață. Este probabil ca în viitor MPLS să înlocuiască complet aceste tehnologii [4] .
În special, MPLS renunță la comutarea celulelor și la setul de protocoale de semnalizare care sunt specifice ATM . În timpul dezvoltării MPLS, s-a realizat că la nivelul de bază al unei rețele moderne nu este nevoie de celule ATM de dimensiuni fixe mici, deoarece rețelele optice moderne au o rată de transfer de date atât de mare [5] încât chiar și un pachet de date. de o lungime maximă de 1500 de octeți întâmpină o întârziere nesemnificativă în cozile de comutare a bufferelor echipamentelor (nevoia de a reduce astfel de întârzieri, de exemplu, pentru a asigura o anumită calitate a traficului vocal, a influențat alegerea celulelor mici caracteristice ATM ).
În același timp, MPLS a încercat să mențină mecanismele de optimizare și gestionare a traficului ( ingineria teletraficului engleză ) și managementul separat de fluxul de date transmis, ceea ce a făcut ca tehnologiile Frame Relay și ATM să fie atractive pentru implementarea în rețelele mari de transmisie a datelor.
Deși trecerea la MPLS oferă beneficiile controlului fluxului (fiabilitate îmbunătățită și performanță a rețelei), există o problemă de pierdere a controlului fluxurilor de date care trec prin rețeaua MPLS din aplicațiile IP convenționale [6] .
Tehnologia MPLS se bazează pe procesarea unui antet MPLS adăugat fiecărui pachet de date. Un antet MPLS poate consta din una sau mai multe „etichete”. Intrările multiple (etichete) dintr-un antet MPLS sunt numite stivă de etichete .
Format de intrare a stivei de etichete| 32 de biți | |||
|---|---|---|---|
| 20 de biți | 3 biți | 1 bit | 8 biți |
| eticheta | TC | S | TTL |
Fiecare intrare de stivă de etichete constă din următoarele patru câmpuri:
Într-un router MPLS, un pachet cu o etichetă MPLS este comutat la următorul port după ce caută eticheta în tabelul de comutare în loc să caute tabelul de rutare . Când a fost proiectat MPLS, căutarea etichetelor și comutarea etichetelor au fost mai rapide decât căutările în tabelele de rutare sau RIB-urile ( Base de informații de rutare ) , deoarece comutarea se poate face direct la fabrica de comutare în loc de CPU . Routerele situate la intrarea sau ieșirea unei rețele MPLS sunt numite LER (label edge r outer - label boundary router ) . LER-ul de la intrarea în rețeaua MPLS adaugă o etichetă MPLS la pachetul de date, iar LER-ul de la ieșirea din rețeaua MPLS elimină eticheta MPLS din pachetul de date. Routerele care direcționează pachetele de date pe baza valorii unei etichete se numesc LSR ( label s witching r outer - label switching router) . În unele cazuri, un pachet de date care ajunge la portul LER poate conține deja o etichetă, caz în care noul LER adaugă o a doua etichetă pachetului de date. Etichetele dintre LER și LSR sunt distribuite folosind LDP ( Label Distribution Protocol - Label Distribution Protocol ) [7] . Pentru a obține o imagine completă a rețelei MPLS, LSR-urile schimbă în mod constant etichete și informații despre fiecare vecin folosind o procedură standard. Canalele virtuale (tunele), numite LSP ( label s witch path - label switching paths ) , sunt stabilite de furnizori pentru a rezolva diverse probleme, de exemplu, pentru a organiza un VPN sau pentru a transmite trafic printr-o rețea MPLS printr-un tunel specificat. În multe privințe, LSP-urile nu diferă de PVC-urile din rețelele ATM sau Frame Relay , cu excepția faptului că LSP-urile sunt independente de specificul tehnologiilor stratului de legătură . Când descriem rețele private virtuale bazate pe tehnologia MPLS, LER -urile situate la intrarea sau ieșirea rețelei sunt de obicei numite routere PE ( în engleză edge provider - routere la marginea rețelei furnizorului), iar nodurile care funcționează ca routere de tranzit sunt numite P -routers ( furnizorul în engleză - routerele furnizorului) [8] .
Câmpul valorii etichetei din antetul MPLS este de 20 de biți, deci valoarea maximă posibilă a etichetei este 1.048.575.
Următoarele numere de etichetă sunt rezervate pentru diverse scopuri:
Pentru o rețea MPLS, există două protocoale standard de control al tunelului:
Există, de asemenea, extensii la protocolul BGP care sunt capabile să gestioneze circuite virtuale într-o rețea MPLS [11] [12] [13] .
Antetul MPLS nu indică tipul de date trimise în tunelul MPLS. Dacă devine necesar să se trimită două tipuri diferite de trafic între două routere, astfel încât acestea să fie tratate diferit de către routerele MPLS de bază, trebuie stabilite două tuneluri MPLS diferite pentru fiecare tip de trafic.
MPLS ca protocol nu este comparat corect cu IP deoarece MPLS funcționează împreună cu IP și protocoalele de rutare (IGP).
Principalele avantaje ale tehnologiei IP/MPLS:
Tehnologia MPLS este folosită pentru a construi rețele IP .
În practică, MPLS este utilizat pentru a transporta trafic IP și Ethernet .
Principalele domenii de aplicare ale MPLS sunt:
La nivelul rețelei de transport , tehnologii precum PBB și MPLS-TP concurează cu MPLS . Cu aceste tehnologii, este, de asemenea, posibil să furnizați servicii VPN L2 și VPN L3 . De asemenea, se propune utilizarea protocolului L2TPv 3 ca tehnologie MPLS competitivă , dar nu este populară pentru rezolvarea problemelor specifice MPLS.