Beim Multiprotocol Label Switching (MPLS) wird den Datenpaketen ein Label (oder Tag) hinzugefügt, sodass Router Weiterleitungsentscheidungen auf der Grundlage dieser Labels und nicht auf der Grundlage von IP-Adressen treffen können. Dieses Label fungiert als Kennung für virtuelle Verbindungen und ermöglicht es Routern, vorgegebene Pfade (Label-Switched Paths, LSPs) durch das Netzwerk einzurichten. MPLS arbeitet zwischen Schicht 2 (Datenverbindungsschicht) und Schicht 3 (Netzwerkschicht) des OSI-Modells und bietet effiziente Paketweiterleitungs- und Verkehrstechnikfunktionen. Durch die Trennung der Weiterleitungsebene von der Steuerungsebene verbessert MPLS die Netzwerkleistung, Skalierbarkeit und Dienstqualitätsfunktionen (QoS).
MPLS funktioniert Schritt für Schritt wie folgt: Zunächst richten Router innerhalb eines MPLS-Netzwerks mithilfe von Protokollen wie LDP (Label Distribution Protocol) oder RSVP-TE (Resource Reservation Protocol – Traffic Engineering) eine Kontrollebene ein. Diese Protokolle verteilen Etiketten und definieren LSPs im gesamten Netzwerk. Zweitens: Wenn ein Router ein Datenpaket empfängt, weist er ein Etikett basierend auf dem Ziel des Pakets zu und leitet es über den vorgegebenen LSP weiter. Drittens verwenden nachfolgende Router entlang des LSP diese Labels, um Pakete schnell weiterzuleiten, ohne umfangreiche IP-Routing-Tabellensuchen durchzuführen. Schließlich wird am Ausgangsrouter das MPLS-Label entfernt und das ursprüngliche IP-Paket wird basierend auf seiner IP-Zieladresse weitergeleitet. Dieser Prozess ermöglicht es MPLS, Pakete effizient durch komplexe Netzwerke zu leiten und gleichzeitig QoS, Traffic Engineering und VPN-Dienste zu unterstützen.
Multiprotocol Label Switching (MPLS) wird aus mehreren Gründen als Konnektivitätsoption verwendet. Erstens bietet MPLS eine effiziente Paketweiterleitung auf Basis von Labels, sodass Router im Vergleich zum herkömmlichen IP-Routing schneller Weiterleitungsentscheidungen treffen können. Dies verbessert die Netzwerkleistung und reduziert die Latenz, sodass MPLS für Echtzeitanwendungen und -dienste geeignet ist, die eine vorhersehbare Datenübertragung erfordern. Zweitens unterstützt MPLS Traffic-Engineering-Funktionen und ermöglicht es Netzwerkadministratoren, Verkehrspfade zu optimieren und Netzwerkressourcen basierend auf Anwendungsanforderungen zuzuweisen. Darüber hinaus erleichtert MPLS die Implementierung virtueller privater Netzwerke (VPNs), sodass Unternehmen geografisch verteilte Standorte sicher über eine gemeinsame MPLS-Infrastruktur verbinden können. Insgesamt wird MPLS aufgrund seiner Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Fähigkeit zur Unterstützung unterschiedlicher Netzwerkanforderungen in Unternehmens- und Dienstanbieternetzwerken ausgewählt.
Das Label Distribution Protocol (LDP) ist eine Schlüsselkomponente von MPLS, die die Verteilung von Labels über Router innerhalb eines MPLS-Netzwerks erleichtert. LDP funktioniert durch die Einrichtung von Label-Bindungen zwischen benachbarten Routern, wobei jeder Router Netzwerkrouten Labels zuweist und diese Labels benachbarten Routern ankündigt. Wenn ein Router ein Datenpaket empfängt, weist er basierend auf seinen Label-Bindungen ein Label zu und leitet das Paket über den entsprechenden Label-Switched Path (LSP) weiter. LDP stellt sicher, dass Router im gesamten MPLS-Netzwerk konsistente Label-Zuordnungen beibehalten, was eine effiziente Paketweiterleitung und optimale Netzwerkleistung ermöglicht. LDP wird häufig in MPLS-Netzwerken verwendet, um verschiedene Dienste, einschließlich QoS, Traffic Engineering und VPNs, zu unterstützen, indem Label-Switched-Pfade dynamisch eingerichtet und verwaltet werden.
MPLS Transport Profile (MPLS-TP) erweitert die MPLS-Technologie, um speziell auf die Anforderungen von Transportnetzen zugeschnitten zu sein, wie sie beispielsweise von Telekommunikationsbetreibern und Dienstanbietern verwendet werden. MPLS-TP bietet erweiterte Funktionen, die auf den Pakettransport zugeschnitten sind, einschließlich Ausfallsicherheitsmechanismen, Fehlermanagement und Leistungsüberwachung. Im Gegensatz zu herkömmlichem MPLS legt MPLS-TP Wert auf deterministische Paketzustellung und Netzwerkzuverlässigkeit und eignet sich daher für die Unterstützung geschäftskritischer Dienste wie Sprach-, Video- und Datentransport über Netzwerke der Carrier-Klasse. MPLS-TP funktioniert in Bezug auf Label-Switching und Pfadeinrichtung ähnlich wie MPLS, verfügt jedoch über zusätzliche Funktionen, um den strengen Anforderungen von Transportnetzwerken gerecht zu werden und einen robusten und vorhersehbaren Pakettransport über verschiedene und komplexe Netzwerkumgebungen hinweg sicherzustellen.