| MPLS | |
|---|---|
| název | více protokolové přepínání štítků |
| Úroveň (podle modelu OSI ) | kanál 2.5 |
| Vytvořeno v | 2001 |
| Účel protokolu | směrování štítků |
| Specifikace | RFC 3031 |
| Hlavní implementace |
CISCO IOS, JUNOS, Mikrotik Router OS, Linux (VPLS není podporováno od verze 4.5.+), OpenBSD, NetBSD (VPLS není podporováno) |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
MPLS ( anglicky multiprotocol label switching - multiprotocol label switching) je mechanismus ve vysoce výkonné telekomunikační síti , který přenáší data z jednoho síťového uzlu do druhého pomocí štítků.
MPLS je škálovatelný a na protokolu nezávislý mechanismus přenosu dat. V síti založené na MPLS jsou datovým paketům přiřazeny štítky. O dalším přenosu datového paketu do jiného síťového uzlu se rozhoduje pouze na základě hodnoty přiděleného návěští bez nutnosti studovat samotný datový paket. Díky tomu je možné vytvořit end-to-end virtuální kanál, nezávislý na přenosovém médiu a pomocí libovolného protokolu přenosu dat .
V roce 1996 skupina inženýrů z Ipsilon Networks vyvinula „ Protokol řízení toku “ ( protokol řízení toku ; RFC 1953 ) [ 1] .
Technologie přepínání IP založená na tomto protokolu , která funguje pouze nad zjednodušenou sítí ATM , nebyla komerčně úspěšná. Společnost Cisco Systems vyvinula podobnou technologii „přepínání na základě tagů“ ( t ag s witching ) , která není omezena na přenos přes síť ATM [2] .
Tato technologie, později přejmenovaná na „label-based switching“ ( anglicky l abel 's witching ), byla proprietárním vývojem společnosti Cisco . Později byl předložen Internet Engineering Task Force (IETF) k otevřené standardizaci.
MPLS umožňuje poměrně snadno vytvářet virtuální okruhy mezi uzly sítě.
Technologie umožňuje zapouzdřit různé protokoly přenosu dat .
Hlavní výhodou MPLS jsou
Technologie MPLS byla vyvinuta, aby poskytovala jediný protokol přenosu dat pro aplikace s přepínáním okruhů i aplikací s přepínáním paketů (což znamená aplikace s paketovými datagramy). MPLS lze použít k přenášení různých druhů provozu, včetně IP paketů , ATM buněk , rámců SONET/SDH [3] a ethernetových rámců .
Pro řešení stejných problémů byly dříve vyvinuty technologie jako Frame Relay a ATM . Mnoho inženýrů se domnívalo, že technologie ATM bude nahrazena jinými protokoly s nižší režií přenosu dat, přičemž budou stále poskytovat datové pakety s proměnnou délkou s navázáním spojení mezi síťovými uzly. Technologie MPLS byla vyvinuta s ohledem na silné a slabé stránky ATM . Zařízení s podporou MPLS v současnosti na trhu nahrazuje zařízení podporující výše uvedené technologie. Je pravděpodobné, že v budoucnu MPLS tyto technologie zcela nahradí [4] .
MPLS se zejména obejde bez přepínání buněk a sady signalizačních protokolů , které jsou specifické pro ATM . Během vývoje MPLS se zjistilo, že na úrovni jádra moderní sítě nejsou potřeba ATM buňky malé pevné velikosti, protože moderní optické sítě mají tak vysokou rychlost přenosu dat [5] , že i datový paket o maximální délce 1500 bajtů dochází k nevýznamnému zpoždění ve frontách přepínajících vyrovnávací paměti zařízení (potřeba snížit taková zpoždění, například pro zajištění dané kvality hlasového provozu, ovlivnila volbu malých buněk charakteristických pro ATM ).
MPLS se zároveň snažilo udržet mechanismy optimalizace a řízení provozu ( anglicky teletraffic engineering ) a management oddělené od přenášeného datového toku, což učinilo technologie Frame relay a ATM atraktivní pro implementaci ve velkých sítích pro přenos dat.
Přestože přechod na MPLS přináší výhody řízení toku (vylepšená spolehlivost a výkon sítě), vzniká problém ztráty kontroly nad datovými toky procházejícími sítí MPLS z konvenčních IP aplikací [6] .
Technologie MPLS je založena na zpracování hlavičky MPLS přidané ke každému datovému paketu. Záhlaví MPLS se může skládat z jednoho nebo více "tagů". Více položek (návěští) v hlavičce MPLS se nazývá zásobník štítků .
| 32 bitů | |||
|---|---|---|---|
| 20 bitů | 3 bity | 1 bit | 8 bitů |
| označení | TC | S | TTL |
Každá položka zásobníku štítků se skládá z následujících čtyř polí:
V MPLS routeru je paket s MPLS návěští přepnut na další port po vyhledání návěští v přepínací tabulce namísto hledání ve směrovací tabulce . Když bylo navrženo MPLS, vyhledávání štítků a přepínání štítků byly rychlejší než vyhledávání směrovacích tabulek nebo RIB ( Routing Information Base ) , protože přepínání lze provádět přímo v továrně na přepínání namísto CPU . Směrovače umístěné na vstupu nebo výstupu ze sítě MPLS se nazývají LER ( label edge r external - label boundary router ). LER na vstupu do sítě MPLS přidá návěští MPLS k datovému paketu a LER na výstupu ze sítě MPLS odstraní návěští MPLS z datového paketu. Směrovače, které směrují datové pakety pouze na základě hodnoty návěští, se nazývají LSR ( l abel s witching r external - label switching router). V některých případech může datový paket přicházející na port LER již obsahovat štítek, v takovém případě nový LER přidá k datovému paketu druhý štítek. Štítky mezi LER a LSR jsou distribuovány pomocí LDP ( Label Distribution Protocol - Label Distribution Protocol ) [7] . Aby bylo možné získat úplný obrázek o síti MPLS, LSR si neustále vyměňují štítky a informace o každém sousedovi pomocí standardního postupu. Virtuální kanály (tunely), nazývané LSP ( l abel s witch path - label switching paths ), zřizují poskytovatelé za účelem řešení různých problémů, například organizace VPN nebo přenosu provozu prostřednictvím sítě MPLS přes určený tunel. V mnoha ohledech se LSP neliší od PVC v sítích ATM nebo Frame relay , kromě toho, že LSP jsou nezávislé na specifikách technologií linkové vrstvy . Při popisu virtuálních privátních sítí založených na technologii MPLS se LER umístěné na vstupu nebo výstupu sítě obvykle nazývají PE routery ( anglicky p provider edge - routers at the edge of the provider's network) a uzly fungující jako tranzitní routery jsou tzv. P -routers ( anglicky p rovider - provider's routers) [8] .
Pole hodnoty návěští v hlavičce MPLS má 20 bitů, takže maximální možná hodnota návěští je 1 048 575.
Následující čísla štítků jsou vyhrazena pro různé účely:
Pro síť MPLS existují dva standardní protokoly pro řízení tunelu:
Existují také rozšíření protokolu BGP , která jsou schopna spravovat virtuální okruhy v síti MPLS [11] [12] [13] .
Záhlaví MPLS neoznačuje typ dat odesílaných v tunelu MPLS. Pokud je nutné posílat dva různé typy provozu mezi dvěma směrovači, takže je hlavní směrovače MPLS zpracovávají odlišně, je třeba pro každý typ provozu vytvořit dva různé tunely MPLS.
MPLS jako protokol není správně srovnáván s IP , protože MPLS funguje ve spojení s IP a směrovacími protokoly (IGP).
Hlavní výhody technologie IP/MPLS:
Technologie MPLS se používá k budování IP sítí.
V praxi se MPLS používá k přenosu IP a Ethernetového provozu .
Hlavní oblasti použití MPLS jsou:
Na vrstvě transportní sítě soutěží technologie jako PBB a MPLS-TP s MPLS . S těmito technologiemi je také možné poskytovat služby L2 VPN a L3 VPN . Navrhuje se také používat protokol L2TPv 3 jako konkurenční technologii MPLS , ale není populární pro řešení problémů specifických pro MPLS.