|
Technologia MultiProtocol Label Switching (MPLS)
reprezentuje następny poziom w ewolucji standardów połączenia
technologii przełączania w warstwie 2 (data link layer) z technologią
routingu w warstwie 3 (network layer). Głównym celem procesu
standaryzacyjnego MPLS (MultiProtocol Label Switching) jest stworzenie elastycznej struktury sieciowej,
która będzie miała większą efektywność niż dotychczasowe sieci oraz
będzie w większym stopniu skalowalna i przewidywalna. W związku z tym muszą być w MPLS
(MultiProtocol Label Switching) zawarte właściwości wspierające inżynierię ruchu (traffic engineering), która
zaoferuje, np. aspekty realizacji Quality of Service (QoS) /Class of Service (CoS)
i ułatwii implementację sieci wirtualnych Virtual Private Networks (VPNs).
Multiprotocol Label Switching (MPLS) jest
zaprojektowany do pracy z różnorodnymi mechanizmami transportu,
jednakże, początkowa implementacja skupia się na dwóch głównych
technologiach ATM i Frame Relay, które już są zaimplementowane w dużych
sieciach operatorów sieciowych.
MPLS
(Multiprotocol Label Switching) został zdefiniowany przez Internet Engineering Task Force (IETF) jako
standard podstawowy do implementacji technologii przełączania etykiet
(label switching) w sieciach o dużej skali. Grupa zajmująca się MPLS
(MPLS Working Group) została założona w 1997 roku i do tej pory
zdefiniowała szereg dokumentów, które osiągnęły status standardów.
Zanim powsatła MPLS Working Group, wielu producentów sprzętu
zapowiedziało i/lub zbudowało swoje implementacje przełączania etykiet
(label switching), w związku z tym inicjacja MPLS Working Group miała
duże znaczenia dla tej technologii (ujednolicenie mechanizmu).
IETF
zdefiniowała MPLS (Multiprotocol Label Switching) w odpowiedzi na szereg współbieżnych problemów, które
wymagały natychmiastowej uwagi i rozwiązania. Problemy te zawierają:
skalowanie sieci IP, aby sprostać wymaganiom na zwiększający się ruch w
Internecie; zastosowanie (wprowadzenie) zróżnicowanych poziomów usług w
oparciu o IP; połączenie różnorodnych typów ruchu w jednej sieci IP;
oraz usprawnienie wydajności działania w konkurencyjnym środowisku.
Należy tutaj zauważyć, że wielu sprzedawców usług internetowych
(service providers) jest aktywnymi członkami w MPLS Working Group,
toteż właściwości MPLS mają bezpośrednią korelację z problemami
wyszczególnionymi powyżej. Wiele problemów, które należało rozwiązać
zostało w pewnej mierze rozwiązanych w kilku implementacjach
producenckich, z których MPLS czerpie doświadczenia i systematyzuje w
standardzie. Tymi producenckimi rozwiązaniami są: IP Switching z
Ipsilon (Nokia), Tag Switching z Cisco Systems, Aggregate Route-based
IP Switching (ARIS) z IBM, Cell Switch Router (CSR) z Toshiba i IP
Navigator z Cascade Communications (Ascend Communications).
Mimo,
że MPLS (Multiprotocol Label Switching), jak sama nazwa wskazuje, może koncepcyjnie obsługiwać
różnorodne protokoły (multiprotocol = multiple protocols), początkowe prace skupiły się
na integracji IPv4 z ATM i Frame Relay.
ATM
był wizją wszechobecnej sieci. Wiele osób myślało, że ATM może się
rozciągać od komputera typu desktop do rdzenia sieci (core) i
terminować na innym komputerze, jednym słowem homogeniczna sieć ATM. Do
dziś dzień jest ta wizja popularyzowana.
Jednak
względy ekonomiczne wytyczają inną ścieżkę: sieć IP jako mechanizm
transportowy dla danych użytkownika, przy wykorzystaniu dotychczasowych
technologii transportowych w niższych warstwach jak Ethernet, ATM,
Frame Relay itp. Budowanie sieci przyszłości jest ogromnym
przedsięwzięciem ekonomicznym, toteż operatorzy nie mogą pozwolić sobie
na zamianę dotychczasowych technologii i urządzeń, które wykorzystują
do budowy sieci, na nowoczesne rewolucyjne technologie. Przejście to
będzie stopniowe albo sieci następnej generacji będą budowane w oparciu
o dotychczasowe technologie jak IP i ATM, działające już od lat.
Technologia
label switching (przełączania etykiet) jest rezultatem połączenia
korzyści z technologii przełączania w rdzeniu sieci (core) z
korzyściami technologii routingu IP na brzegach sieci (edge). Sieć
hybrydowa wykorzystuje obie te technologie , gdzie pojawia się problem najlepiej
opisany przez słowa "jak sprawić by IP i ATM współdziałały". Początkowo
IETF i ATM Forum podjęły to wyzwanie i zdefiniowały standard IP over
ATM (RFC 1577/2225) i Multiprotocol over ATM (MPOA), które umożliwiają
pracę IP poprzez sieć ATM. Jednakże, MPLS (MultiProtocol Label Switching) zajmuje się innym problemem,
najlepiej opisanym jako "jak zintegrować najlepsze atrybuty
tradycyjnych technologii warstwy 2 (data layer) i warstwy 3 (network
layer)". W związku z tym MPLS poszukuje jak połączyć najlepsze atrybuty
technologii przełączania w warstwie 2, które są zawarte w ATM i Frame
Relay, z najlepszymi atrybutami technologii routingu w warstwie 3,
które oferuje świat IP.
MPLS (Multiprotocol Label Switching),
jako podstawa wyjściowa do label switchingu, właściwie definiuje zbiór
protokołów i procedur, umożliwiających fast switching (szybkie
przełączanie) w ATM i Frame Relay, które będą wykorzystywane przez
sieci IP. Kluczową koncepcją w MPLS jest identyfikacja i znakowanie
pakietów IP z labelami (etykietami) MPLS i przekazywanie ich do
zmodyfikowanego przełącznika lub routera, który następnie użyje etykiet MPLS
do przełączenia pakietu poprzez sieć. Etykiety MPLS są tworzone i
przydzielane do pakietów IP w oparciu o informację uzyskaną z
istniejących protokołów routingu IP.
Rys. 1 Sieć MPLS
Jak każda technologia, MPLS (Multiprotocol Label Switching) ma swój własny zbiór terminów i akronimów (rys.1):
- datagram - jest to ogólny termin określający jednostkę informacji przesyłaną przez sieć;
-
Label Edge Router (LER) - urządzenie, które jest usytuowane na brzegu
(edge) domeny MPLS i jest w stanie wykorzystać informację o routingu do
przypisania etykiet MPLS do datagramów, a następnie przekierowywać je do
domeny MPLS;
-
Label Switched Path (LSP) - jest to specyficzna ścieżka, którą datagram
pokonuje sieć, bazując na etykiecie MPLS, która została przypisana do
datagramu;
- Label Switching - termin opisujący ogólnie technologię, która łączy technologię warstwy 2 i 3;
-
Label Switching Router (LSR) - urządzenie, które zazwyczaj jest
umiejscowione w środku sieci i jest w stanie przekazywać datagramy w
oparciu o etykiety MPLS. W wielu przypadkach w sieciach opartych o MPLS,
LSR-em jest zmodyfikowany przełącznik ATM, który przekazuje datagramy w
oparciu o etykiety MPLS znajdujące się w polach VPI/VCI
- domena MPLS (MPLS domain)- fragment sieci, która zawiera urządzenia pracujące z MPLS.
|