header image
Home arrow Technologia MPLS arrow Technologia MPLS arrow Zastosowania technologii MPLS
Zastosowania technologii MPLS E-mail
Oceny: / 22
KiepskiBardzo dobry 

 Właściwości i zdolności wbudowane w protokół MPLS (Multiprotocol label Switching) są zaprojektowane do wyjścia na przeciw wymaganiom na zunifikowany (jednorodny) mechanizm transportowy w sieciach IP o dużych rozmiarach i zbudowany jest w oparciu o istniejącą koncepcję tworzenia sieci IP wraz z wprowadzeniem do nich jakości usług QoS i elementów zarządzania ruchem (Traffic Engineering). Pewne jest, że sieci IP bez MPLS są dalekie od osiągnięcia wymagań ISP i ich klientów.


Główną cechą przesyłania informacji w sieciach IP było jej pewne i niezawodne dostarczenie. Dostarczanie pakietów z określoną przepływnością (pasmem) lub opóźnieniem nie było wskaźnikiem kształtującym rozwój tej technologii. Pomimo to IP ma wbudowany mechanizm zróżnicowania transportowanych pakietów oparty o typ usługi (pole TOS), ale nie był on konsekwentnie wykorzystywany. W skutku tego, sieci IP przedsiębiorstw i sieć Internet zostały zbudowane przy użyciu modelu bezpołączeniowego przełączania pakietów, który nie umożliwia zróżnicowania jakości usług (ang. QoS - quality of service differentiation).

Pakiet IP zawiera wystarczającą informację w nagłówku, która umożliwia jego przekazywanie poprzez sieć. Przekazywanie pakietów jest tradycyjnie budowane w oparciu o routing datagramów. Technika routingu datagramów używana w sieciach IP jest wykonywana w postaci routingu opartego na przeznaczeniu. Oznacza to, że pakiet IP jest kierowany poprzez sieć w oparciu o adres przeznaczenia zawarty w nagłówku pakietu, a mechanizn przekazywania w sieciach IP jest routingiem "hop-by-hop", co oznacza, że każdy pakiet przychodzący do routera jest analizowany (przetwarzany) i podejmowana jest decyzja, gdzie przesłać pakiet (jaki jest następny skok pakietu ang. next hop). W taki właśnie sposób pakiet jest kierowany od źródła do przeznaczenia. W związku z tym, że pakiet jest routowany indywidualnie poprzez sieć i nie jest przekazywany po wcześniej wyznaczonej ścieżce, sieć IP uważamy za bezpołączeniową. Wprowadzenie technologii MPLS (Multiprotocol label Switching) sprawia, że ruch pakietów IP odbywa się poprzez zorientowaną połączeniowo domenę MPLS opartą o ścieżki MPLS LSP (Label Switched Path).

W celu poprawnego routingu pakietu, router musi wyznaczyć dla niego następny skok (ang. next hop). Protokoły routingu, takie jak Open Shortest Path First (OSPF), umożliwiają routerom nauczenie się topologii sieci. Wykorzystując informacje z protokołów routingu, router buduje swoją bazę przekazywania pakietów (tabelę routingu), która identyfikuje następne skoki dla wszystkich znanych przeznaczeń IP. (Trzeba zaznaczyć w tym miejscu, że router przechowuje prefiksy IP, a nie kompletne adresy IP). W dzisiejszych routerach funkcje przekazywania są zaimplementowane w sprzęcie z oprogramowaniem sterowania/routingu, w przeciwieństwie do ich wcześniejszych poprzedników, gdzie funkcje routingu realizowane były tylko programowo, co wymagało dużej mocy procesorów.

Budowanie sieci opartych o routing stwarza pewne problemy, w głównej mierze związane z software''owymi komponentami przekazywania pakietów w routerach IP, dużymi kosztami zakupu szybkich routerów oraz trudności w prognozowaniu wydajności w dużych sieciach opartych o topologię ''mesh'' bazujących na tradycyjnym routingu.

Technologie przełączania oparte na ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode) i Frame Relay, wykorzystują całkiem inny algorytm przekazywania, który jest właściwie algorytmem wymiany etykiet (ang. label-swapping). Z powodu prostoty algorytmu, jest on implementowany w sprzęcie, przynosząc korzyść w postaci lepszej ceny/wydajności, jeśli porównamy go z tradycyjnym routingiem IP. ATM i Frame Relay są technologiami zorientowanymi połączeniowo, co oznacza, że ruch między dwoma punktami jest przenoszony wtedy, gdy zostanie ustalona (predefiniowana) ścieżka. W związku z tym, technologie zorientowane połączeniowo tworzą sieć bardziej przewidywalną i lepiej zarządzaną. Kombinacja tych cech pozwala, zatem lepiej wyjaśnić, dlaczego rdzeń sieci (ang. core) jest budowany w oparciu o urządzenia przełączające.

Podczas, gdy technologie przełączania przejęły rdzeń sieci (ang. core network), to routing IP kontynuuje swoją ekspansję na brzegu sieci (ang. edge network). Połączenie tych dwóch różnych technologii stworzyło konieczność użycia sieci nakładkowej, gdzie technologia dostępowa (czyli IP) została nałożona na szczyt technologii rdzeniowej ATM i Frame Relay. Model nakładkowy rozciąga pewne korzyści technologii przełączania na całą sieć. Odkąd ścieżka pomiędzy routerami przechodzi przez przełączniki, które zorientowane są połączeniowo (potrzeba zestawienia połączenia), to lepsze stało się zarządzanie siecią i jej przewidywalność.

Stworzenie modelu nakładkowego sieci znacząco wpłynęło na działanie routowanej części sieci. Odkąd sieć IP jest nałożona na sieć przełączaną, jaką np. jest sieć ATM, wszystkie routery są połączone bezpośrednio w warstwie sieciowej. Dlatego też, model nakładkowy wymaga by każdy router miał sąsiedztwo z dowolnym innym routerem w sieci. Ponieważ sąsiedztwo między nimi musi być zestawiane przez połączenia (np. ATM VC), sieć wymaga zastosowania struktury pełnej siatki (ang. full mesh) połączeń VC, w celu ich połączenia. Wraz ze wzrostem liczby routerów wzrasta też liczba połączeń VC z szybkością n(n-1)/2. W rezultacie mamy sieć z wielką liczbą połączeń VC, która stwarza problemy skalowalności i trudności w zarządzaniu.

W związku z gwałtownym wzrostem wymagań na pasmo, wymuszonym przez zwiększone użycie komputerów bogatych w różnego rodzaju aplikacje, nowoczesna sieć musi być skalowana do prawie nieskończonej pojemności. Dotychczasowe techniki przesyłania IP przez ATM/Frame Relay, czyli model nakładkowy, dowiodły ograniczenia z dwóch technicznych perspektyw: działania protokołów routingu IP i administratorskiego punktu widzenia, zbyt duży nakład na zarządzanie wielką liczbą połączeń wirtualnych VC.

W związku z powyższym, wdrożenie technologii MPLS (Multiprotocol label Switching), która buduje sieć nakładkową w oparciu o połączenia logiczne LSP (ang. Label Switched Path) wydaje się być najlepszą alternatywą dla konsolidacji sieci wykorzystujących protokół internetowy IP. Dzięki MPLS (Multiprotocol label Switching) eliminuje się niekorzystne efekty routingu w IP, (czyli przepatrywanie nagłówków w każdym routerze sieci w celu stwierdzenia, gdzie należy przesłać dalej pakiet), w ten sposób, że można zagregować ruch IP w konkretnych połączeniach logicznych LSP, ze względu na miejsce docelowe, bez dalszego przepatrywania pakietów IP. Przydzielenie ścieżki LSP dla grupy pakietów podążających do tego samego miejsca przeznaczenia, wiąże się z jednokrotną weryfikacją nagłówka IP i przydzieleniem odpowiedniej etykiety MPLS, która służy do przełączania pakietów IP, na całej ścieżce LSP w sieci MPLS. Dlatego też skraca się czas przetwarzania pakietów IP w przełącznikach MPLS, czyli powstają mniejsze opóźnienia (ang. delays) dostarczanej informacji.

Zastosowanie technologii MPLS (Multiprotocol label Switching) umożliwia dopuszczenie zestawiania różnorodnych typów ruchu IP oraz tworzenie i zarządzanie sieciami VPN (ang. Virtual Private Network) w oparciu o IP. MPLS (MultiProtocol Label Switching) można stosować w powiązaniu z ATM, wtedy mamy pełne wykorzystanie parametrów jakości usług QoS, gdyż MPLS buduje sieć LSP w oparciu o połączenia wirtualne sieci ATM, w zwiazku z tym uzyskujemy wyrafinowaną platformę do przenoszenia multimediów (danych, głosu i wideo).

< Poprzedni   Następny >