MPLS چیست

معرفی MPLS

Multiprotocol Label Switching

همانطور که از نام آن پیداست، MPLS این امکان را به Service Provider می دهد که انواع پروتکل های مورد نیاز مشتریان خود را با استفاده از یک شبکه واحد انتقال دهد.

با گسترش تعداد کاربران اینترنت و نیاز به پهنای باند بیشتر از سوی آنها ، تقاضا برای استفاده از سرویس های اینترنتی با سرعت رو به افزایش است و تهیه کننده های سرویس اینترنت برای برآورده سازی این تقاضاها احتیاج به سوئیچ های با ظرفیت بیشتر دارند. در این میان تلاش های زیادی نیز برای دستیابی به کیفیت سرویس بهتر در حال انجام است. تکنولوژی‌های مسیر نوری (optical path)  برای شبکه‌های نوری در حال به‌کارگیری هستند. . بحث مسیریاب فوتونیک، دستگاهی که بیشتر مبتنی بر پروتکل IP است نیز به نوبه‌ خود جذاب است. (پشتیبانی شبکه های اینترنتی)

دو نوع مسیریاب نوری وجود دارد:

دسته‌ اول مسیریاب‌های نوری MPLS هستند که طول موج نور را به عنوان علامت در جریان‌های بیتی لایه‌ 1 به کار می‌برند و به عنوان مسیریاب‌های نسل بعدی در نظر گرفته می‌شوند.

MPLS  طراحی گردیده تا قابلیت های راه گزینی ( سوئچینگ ) لایه دو را برای شبکه لایه سه IP به مانند راه گزینی سریع سخت افزار به همراه کیفیت سرویس (Quality Ofservice) را فراهم نماید. در بیشتر شبکه های WAN دنیا از تکنولوژی انتقال لایه دو مانند ATM و Frame relay استفاده می گردد و برای اتصال دو روتر مطابق شکل زیر با استفاده از شبکه WAN لایه دو این اتصال میسر می گردد . در این حالت طراح شبکه WAN می بایست به صورت دستی مسیری ایجاد نماید تا بسته های لایه سه از میان لایه دو عبور کنند لذا نیاز به بستن virtual circuit بصورت point to poin  است که مشکلات فراوانی را در شبکه ایجاد می کند. پشتیبانی شبکه های WAN

MPLS این امکان را به سوئیچ های لایه دو می دهد تا همانند یک روتر در انتخاب مسیر هوشمند باشد.

 MPLS از مکانیزم Label گذاری روی بسته استفاده می کند. Label های MPLS بین روترها پخش می شوند و روترها با استفاده از این labelها می توانند یک نقشه از labelهای شبکه بدست آورند. این labelها به بسته های IP متصل می شوند و روترها را قادر می سازد که با استفاده از این labelها بدون در نظر گرفتن آدرس IP اقدام به ارسال بسته ها کنند. در MPLS بسته ها به وسیله Label switching بجای IP switching ارسال می شوند. 

تکنولوژی label switching یک تکنولوژی جدید نیست و شبکه های Frame Relay و ATM برای ارسال فریم ها و cell ها از آن استفاده می کرده اند. در Frame Relay و ATM ، در هر hop از شبکه label تغییر می کند و این تفاوت عمده این دو تکنولوژی با ارسال در IP Packet است. زمانی که روتر یک بسته IP را ارسال می کند هیچ تغییری در آدرس مقصد بسته نمی کند. در واقعیت labelهای MPLS برای ارسال بسته های مورد استفاده قرار می گیرد و از آدرس IP استفاده نمی شود.

مفهوم زیرساخت شبکه و تکنولوژی MPLS

زیرساخت به معنای یک بستر فراهم شده برای ایجاد یک سازمان و یا سیستم است. می خواهیم مفهوم و کاربرد MPLS یا Multiprotocol Label Switching در اینجا شرح دهیم.

زیرساخت شبکه تکنولوژی MPLS چیست:

WAN یک شبکه ارتباطی در شبکه های کامپیوتری می باشد که LANهای متعددی را در موقعیت های جغرافیایی مختلفی به هم مرتبط می کند. تکنولوژی های ارتباطی متعددی برای WANها مانند MPLS ارائه شده اند. WANها کاربران موجود در مکان را به کاربران موجود در مکانی دیگر متصل می کنند. بسیاری از WANها برای شبکه های خصوصی و خاصی ساخته می شوند. دیگر انواع WANها توسط Internet Service Providerها (ISP) ساخته می شوند که LANها را به شبکه اینترنت متصل می کنند. خطوط اختصاصی (Leased Lines) دو مکان را برای یک ارتباط خصوصی به هم متصل می کنند. WANها معمولا از خطوط اختصاصی استفاده می کنند. در واقع در دو انتهای هر خط اختصاصی دو روتر برای ارتباط بین دو LAN قرار می گیرد. علاوه بر خطوط اختصاصی که گران قیمت هستند، WANها می توانند با استفاده از روش های سوئیچینگ مداری و سوئیچینگ بسته ساخته شوند که بسیار هم ارزان تر می باشند.

ISPها برای برقراری ارتباط از پروتکل های زیر استفاده می کنند.

Packet over SONET/SDH) POS)

Multiprotocol Label Switching) MPLS)

Asynchronous Transfer Mode) ATM)

Frame Relay

x.25

Integrated Services Digital Network) ISDN)

در ادامه به بررسی پروتکل MPLS می پردازیم.

تکنولوژی MPLS چیست (Multiprotocol Label Switching)

MPLS یک تکنولوژی ارتباطی برای سرعت بخشیدن و شکل دهی به جریان های ترافیکی شبکه می باشد. در این تکنولوژی بسته ها به جای لایه ۳ (شبکه) در لایه ۲ (پیوند داده) هدایت (forward) می شوند. به عبارتی، هر بسته در زمان ورود به شبکه ISP توسط روتر ورودی (Ingress Router) یک برچسب (Label) می گیرد که دیگر روتر ها به جای استفاده از آدرس IP برای مسیریابی از این برچسب مسیریابی را انجام دهند. در نهایت، زمانی که بسته از شبکه ISP خارج می شود، روتر انتهایی (Egress Router) برچسب را برداشته و بسته IP اصلی را به مقصد ارسال می کند.(پشتیبانی شبکه های کامپیوتری)

برچسب ها مشخص می کنند که بسته ها از کدام مسیر از پیش مشخص شده ای عبور می کنند. این مسیرها تحت عنوان Label Switched Paths) LSPs) شناخته می شوند. LSPها این قابلیت را به ISPها می دهند که بهترین مسیرها را برای نوع خاصی از ترافیک ها مشخص کنند. ISPها می توانند با تعریف یک Service Level Agreement) SLA) خاص بر روی LSPها از MPLS جهت بهبود کیفیت سرویس (Qos) استفاده کنند. در شکل زیر می توان نحوه ی عملکرد MPLS را دید.

در شکل بالا یک مثال ساده از ارسال بسته های IP با استفاده از MPLS که ارسال (forwarding) تنها بر اساس آدرس IP مقصد می باشد، دیده می شود.

۱-LSR1 با استفاده از آدرس IP مقصد هر بسته LSP آن را مشخص می کند. بدین معنی که گام بعدی و برچسب ابتدایی آن ها (یعنی ۴ و ۳۲) را مشخص می کند.

۲-زمانی که LSR2 بسته ها را دریافت می کند بر اسا برچسب آن ها LSP را مشخص می کند یعنی مشخص می کند بسته به LSR3 یا LSR4 برود و برچسب های آنها (یعنی ۱۲ و ۴۳) را نیز مشخص می کند. 

(روش های پشتیبانی شبکه)

۳-روتر انتهایی (Egress Router) یا همان LSR3 و LSR4 برچسب ها را برداشته و بسته را به خارج از شبکه هدایت می کند (یعنی بسته به Hostها تحویل داده میشوند). 

چون MPLS بسته ها را براساس برچسب ارسال می کند یک پروتکل مستقل است بنابراین می تواند هر محتوایی (نه تنها بسته) را روی هر نوع لینکی منتقل کند.

منبع: زرافه