Технология MPLS

MPLS (Multiprotocol Label Switching) – это мультипротокольная коммутация по меткам. Речь идет о телекоммуникационной сети провайдера или оператора с коммутацией пакетов по меткам.

Сеть, построенная по технологии MPLS (например, сеть, представленная на рис.), является иерархической и представляет собой двухуровневую архитектуру. Иерархия состоит из первого уровня - опорной сети (ядра сети) с коммутирующими по меткам маршрутизаторами LSR (P) и второго уровня - периферийной или пограничной части сети провайдера с PE-маршрутизаторами, к которым подключаются сети заказчиков (пользователей) транспортных услуг.

LSR — Label Switch Router — это любой маршрутизатор в сети MPLS.

В качестве LSR (Label Switch Routers) применяются коммутирующие P-маршрутизаторы (маршрутизаторы провайдеров), которые совмещают в себе функции маршрутизатора IP и коммутатора. P-маршрутизаторы определяют топологию сети, строят свои таблицы коммутации меток, выбирают эффективные пути следования пакетов и, кроме того, обеспечивают коммутирование трафика по меткам и таблицам коммутации.

Маршрут в опорной сети MPLS сначала определяется с помощью традиционных протоколов внутренней маршрутизации (IGP), например OSPF или IS-IS. Затем на основе полученных таблиц маршрутизации каждому интерфейсу маршрутизаторов LSR с помощью протокола распределения меток (LDP) или протокола резервирования ресурсов RSVP-TE присваиваются специализированные транспортные метки, и каждый P-маршрутизатор строит свои таблицы коммутации. Таким образом, протоколы LDP или RSVP формируют в опорной сети маршруты с коммутацией пакетов по меткам, называемые трактами LSP.

После того как топология трактов LSP определена, трафик коммутируется по этим маршрутам. Необходимо отметить, что технология MPLS основана на обработке P-маршрутизаторами заголовка MPLS, который добавляется к каждому пакету данных, поступающему на PE-маршрутизатор.

Если в опорной сети провайдера используется технология ATM, то на коммутаторах ATM устанавливается программное обеспечение MPLS. Объединение IP и ATM технологий в MPLS обеспечивает конфигурирование виртуальных каналов MPLS-сетей, основанных на ATM – коммутаторах.

Сети на основе MPLS могут передавать трафик разных протоколов второго уровня модели OSI: PPP, Ethernet, Frame Relay, ATM и т.д. Но в основном технология MPLS используется для построения IP-сетей, в которых выбор альтернативных маршрутов IP-трафика между виртуальными каналами MPLS осуществляется в зависимости от требований к качеству обслуживания.

MPLS применяются для организации:

  1. прозрачных соединений (Ethernet, Frame Relay, ATM и т.д.) типа точка-точка (виртуальный патчкорд) через MPLS на основе технологии AToM (Any Transport over MPLS - любой транспорт через MPLS);
  2. виртуальных частных сетей VPN (многоточечных соединений на 2-м уровне MPLS L2 VPN или VPLS и на 3-м уровне MPLS L3 VPN);
  3. эффективного управления потоками IP-трафика по виртуальным каналам MPLS (управления распределением пропускной способности между виртуальными каналами) на основе технологии Traffic Engineering (TE).