Multiprotocol Label Switching (MPLS) wird hauptsächlich zur effizienten Weiterleitung von Datenpaketen über ein Netzwerk basierend auf Labels und nicht auf IP-Adressen verwendet. Es kombiniert die Skalierbarkeit von IP-Routing mit der Geschwindigkeit von Layer-2-Switching und eignet sich daher für die Optimierung des Verkehrsflusses in großen Netzwerken, einschließlich Netzwerken von Dienstanbietern und Unternehmensumgebungen. MPLS funktioniert, indem es Paketen am Eingangspunkt des Netzwerks Labels zuweist und diese über vorab festgelegte Pfade, sogenannte Label Switched Paths (LSPs), über MPLS-fähige Router weiterleitet. Dieser labelbasierte Weiterleitungsmechanismus ermöglicht es MPLS, verschiedene Netzwerkprotokolle und -anwendungen zu unterstützen, wodurch es vielseitig für die Übertragung von Sprach- und Datenverkehr geeignet ist.
MPLS wird häufig in Telekommunikationsnetzen, Dienstanbieternetzen und großen Unternehmensnetzen verwendet, wo effizientes Datenrouting und Verkehrstechnik von entscheidender Bedeutung sind. Es wird eingesetzt, um den Netzwerkbetrieb zu rationalisieren, die Leistung zu verbessern und die Servicequalität (QoS) für kritische Anwendungen sicherzustellen. Dienstanbieter nutzen MPLS, um ihren Kunden Virtual Private Network (VPN)-Dienste, Traffic Engineering (TE) und Quality of Service (QoS)-Garantien anzubieten. In Unternehmensnetzwerken wird MPLS verwendet, um geografisch verteilte Standorte sicher und effizient zu verbinden, eine zuverlässige Konnektivität bereitzustellen und eine zentrale Verwaltung des Netzwerkverkehrs zu ermöglichen.
Zu den Vorteilen von MPLS gehören verbesserte Leistung, verbesserte Skalierbarkeit und Unterstützung für Verkehrspriorisierung und Quality of Service (QoS). MPLS ermöglicht eine schnellere Datenweiterleitung durch die Verwendung von Labels anstelle komplexer IP-Suchen an jedem Router, wodurch der Overhead bei der Paketverarbeitung reduziert und die Netzwerkeffizienz verbessert wird. Es unterstützt Traffic-Engineering-Funktionen und ermöglicht es Netzwerkadministratoren, Verkehrspfade basierend auf spezifischen Anforderungen wie Bandbreitenzuweisung und Latenzbeschränkungen zu steuern und zu optimieren. MPLS ermöglicht außerdem eine sichere und zuverlässige Datenübertragung über verschiedene Netzwerktopologien hinweg und unterstützt Anwendungen, die Konnektivität mit geringer Latenz und hohem Durchsatz erfordern.
Bei der Verwendung von MPLS für Frame-Weiterleitungsentscheidungen verwenden Router die MPLS-Labels, die eingehenden Paketen zugewiesen sind. Diese Etiketten werden am Netzwerkrand (Ingress-Router) hinzugefügt und von MPLS-fähigen Routern entlang des Pfads verwendet, um zu bestimmen, wie Pakete an ihre Ziele weitergeleitet werden. Jedes Label entspricht einer bestimmten Forwarding Equivalence Class (FEC), die eine Gruppe von Paketen mit ähnlichen Weiterleitungsanforderungen darstellt. Router tauschen oder platzieren MPLS-Labels, während Pakete das Netzwerk durchlaufen, und leiten sie basierend auf den Anweisungen der Labels entlang vorgegebener LSPs. Dieser Label-Switching-Mechanismus gewährleistet eine effiziente und vorhersehbare Paketweiterleitung innerhalb von MPLS-Netzwerken.
Die Verwendung von MPLS anstelle herkömmlicher VPN-Technologien bietet mehrere Vorteile, insbesondere im Hinblick auf Leistung, Skalierbarkeit und Verkehrsmanagement. MPLS-basierte VPNs bieten eine robustere und skalierbarere Lösung für die Verbindung geografisch verteilter Standorte innerhalb einer Organisation und bieten sichere Kommunikationskanäle und Quality of Service (QoS)-Garantien. Im Gegensatz zu IP-basierten VPNs nutzen MPLS-VPNs die Label-Switching-Technologie, um den Datenverkehr logisch zu trennen, was eine effiziente Nutzung der Netzwerkressourcen gewährleistet und es Administratoren ermöglicht, kritische Anwendungen gegenüber weniger zeitkritischem Datenverkehr zu priorisieren. MPLS-VPNs vereinfachen außerdem die Netzwerkverwaltung, indem sie Routing- und Zugriffskontrollrichtlinien zentralisieren, wodurch die Sicherheit erhöht und die betriebliche Komplexität im Vergleich zu herkömmlichen VPN-Bereitstellungen verringert wird.
