| MPLS | |
|---|---|
| namn | etikettbyte med flera protokoll |
| Nivå (enligt OSI-modellen ) | kanal 2.5 |
| Skapad i | 2001 |
| Syftet med protokollet | etikett routing |
| Specifikation | RFC 3031 |
| Stora implementeringar |
CISCO IOS, JUNOS, Mikrotik Router OS, Linux (VPLS stöds inte sedan version 4.5.+), OpenBSD, NetBSD (VPLS stöds inte) |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
MPLS ( engelsk multiprotocol label switching - multiprotocol label switching) är en mekanism i ett högpresterande telekommunikationsnätverk som överför data från en nätverksnod till en annan med hjälp av etiketter.
MPLS är en skalbar och protokolloberoende dataöverföringsmekanism. I ett MPLS-baserat nätverk tilldelas etiketter till datapaket. Beslutet att vidare överföra datapaketet till en annan nätverksnod görs endast på basis av värdet på den tilldelade etiketten utan att behöva studera själva datapaketet. På grund av detta är det möjligt att skapa en virtuell kanal från ände till ände, oberoende av överföringsmediet och med hjälp av vilket dataöverföringsprotokoll som helst .
1996 utvecklade en grupp ingenjörer från Ipsilon Networks " Flow Control Protocol " ( flödeshanteringsprotokoll ; RFC 1953 ) [ 1] .
IP- växlingstekniken baserad på detta protokoll , som endast fungerar ovanpå ett förenklat ATM- nätverk , har inte varit kommersiellt framgångsrik. Cisco Systems har utvecklat en liknande "tag-baserad switching"-teknik ( tag s witching ) som inte är begränsad till överföring över ett ATM-nätverk [2] .
Denna teknik, senare omdöpt till "etikettbaserad omkoppling" ( engelska märkets witching ) , var en egenutvecklad utveckling av Cisco . Den överlämnades senare till Internet Engineering Task Force (IETF) för öppen standardisering.
MPLS gör det ganska enkelt att skapa virtuella kretsar mellan nätverksnoder.
Tekniken gör det möjligt att kapsla in olika dataöverföringsprotokoll .
Den största fördelen med MPLS är
MPLS-tekniken utvecklades för att tillhandahålla ett enda dataöverföringsprotokoll för både kretskopplade och paketkopplade applikationer (vilket betyder paketdatagramapplikationer ). MPLS kan användas för att bära olika typer av trafik, inklusive IP- paket , ATM- celler , SONET/SDH [3] -ramar och Ethernet- ramar .
För att lösa identiska problem har tekniker som Frame Relay och ATM tidigare utvecklats . Många ingenjörer trodde att ATM- tekniken skulle ersättas av andra protokoll med lägre dataöverföringskostnader, samtidigt som de skulle tillhandahålla datapaket med variabel längd med anslutning mellan nätverksnoder. MPLS-tekniken har utvecklats med ATM :s styrkor och svagheter i åtanke . MPLS-aktiverad utrustning ersätter för närvarande utrustning som stöder de ovan nämnda teknologierna på marknaden. Det är troligt att MPLS i framtiden helt kommer att ersätta dessa tekniker [4] .
I synnerhet undviker MPLS cellväxling och uppsättningen signaleringsprotokoll som är specifika för ATM . Under utvecklingen av MPLS insåg man att på kärnnivån i ett modernt nätverk finns det inget behov av ATM- celler av en liten fast storlek, eftersom moderna optiska nätverk har en så hög dataöverföringshastighet [5] att till och med ett datapaket av en maximal längd på 1500 byte upplever en obetydlig fördröjning i köbyte av utrustningsbuffertar (behovet av att minska sådana fördröjningar, till exempel för att säkerställa en given kvalitet på rösttrafiken, påverkade valet av små celler som är karakteristiska för ATM ).
Samtidigt försökte MPLS hålla trafikoptimerings- och hanteringsmekanismerna ( engelska teletraffic engineering ) och hanteringen åtskilda från det överförda dataflödet, vilket gjorde Frame relä- och ATM- teknologier attraktiva för implementering i stora dataöverföringsnätverk.
Även om övergången till MPLS ger fördelarna med flödeskontroll (förbättrad tillförlitlighet och nätverksprestanda), finns det ett problem med förlust av kontroll över dataflöden som passerar genom MPLS-nätverket från konventionella IP-applikationer [6] .
MPLS-teknologin är baserad på bearbetningen av en MPLS-header som läggs till varje datapaket. En MPLS-header kan bestå av en eller flera "taggar". Flera poster ( etiketter ) i en MPLS-rubrik kallas en etikettstack .
Inmatningsformat för etikettstack| 32 bitar | |||
|---|---|---|---|
| 20 bitar | 3 bitar | 1 bit | 8 bitar |
| märka | TC | S | TTL |
Varje etikettstackpost består av följande fyra fält:
I en MPLS-router växlas ett paket med en MPLS-etikett till nästa port efter att ha letat upp etiketten i växlingstabellen istället för att leta upp routingtabellen . När MPLS designades var etikettsökning och etikettbyte snabbare än routingtabellssökningar eller RIB:er ( Roting Information Base ) eftersom byte kan göras direkt på växlingsfabriken istället för CPU :n . Routrar som är placerade vid ingången eller utgången av ett MPLS-nätverk kallas LERs (l abel e dge r outer - label boundary router ). LER vid ingången till MPLS-nätverket lägger till en MPLS-etikett till datapaketet, och LER vid utgången från MPLS-nätverket tar bort MPLS-etiketten från datapaketet. Routrar som dirigerar datapaket endast baserat på värdet av en etikett kallas LSR ( label s witching r outer - label switching router). I vissa fall kan ett datapaket som anländer till LER-porten redan innehålla en etikett, i vilket fall den nya LER lägger till en andra etikett till datapaketet. Etiketter mellan LER och LSR distribueras med hjälp av LDP ( Label Distribution Protocol - Label Distribution Protocol ) [7] . För att få en komplett bild av MPLS-nätverket utbyter LSR:er ständigt etiketter och information om varje granne med hjälp av en standardprocedur. Virtuella kanaler (tunnlar), kallade LSP :er ( l abel s witch path - label switching paths ), etableras av leverantörer för att lösa olika problem, till exempel för att organisera ett VPN eller för att överföra trafik genom ett MPLS-nätverk över en specificerad tunnel. På många sätt skiljer sig LSP:er inte från PVC:er i ATM- eller Frame- relänätverk , förutom att LSP:er är oberoende av specifikationerna för länkskiktsteknologier . När man beskriver virtuella privata nätverk baserade på MPLS-teknik, kallas LERs som finns vid ingången eller utgången av nätverket vanligtvis PE-routrar ( engelska p rovider e dge - routrar vid kanten av leverantörens nätverk), och noder som fungerar som transitroutrar kallas P -routrar ( engelska leverantören - leverantörens routrar) [8] .
Etikettvärdefältet i MPLS-huvudet är 20 bitar, så det maximala etikettvärdet är 1 048 575.
Följande etikettnummer är reserverade för olika ändamål:
För ett MPLS-nätverk finns det två standardprotokoll för tunnelkontroll:
Det finns också tillägg till BGP- protokollet som kan hantera virtuella kretsar i ett MPLS-nätverk [11] [12] [13] .
MPLS-huvudet indikerar inte vilken typ av data som skickas i MPLS-tunneln. Om det blir nödvändigt att skicka två olika typer av trafik mellan två routrar så att de hanteras olika av de centrala MPLS-routrarna, måste två olika MPLS-tunnlar etableras för varje typ av trafik.
MPLS som protokoll är inte korrekt jämfört med IP eftersom MPLS fungerar tillsammans med IP och routingprotokoll (IGP).
Huvudfördelarna med IP/MPLS-teknik:
MPLS-teknik används för att bygga IP -nätverk.
I praktiken används MPLS för att överföra IP- och Ethernet- trafik .
De huvudsakliga tillämpningsområdena för MPLS är:
På transportnätslagret konkurrerar tekniker som PBB och MPLS-TP med MPLS . Med dessa tekniker är det också möjligt att tillhandahålla L2 VPN- och L3 VPN-tjänster . Det föreslås också att L2TPv 3- protokollet ska användas som en konkurrenskraftig MPLS-teknik , men det är inte populärt för att lösa problem som är specifika för MPLS. alternativ och service