Co to jest MPLS i dlaczego jest używane?
MPLS (ang. Multiprotocol Label Switching) to zaawansowana technologia przesyłania danych w sieciach komputerowych, która umożliwia szybsze i bardziej efektywne kierowanie pakietów danych. Zamiast polegać wyłącznie na tradycyjnym routingu IP, który analizuje każdą jednostkę danych osobno, MPLS używa systemu etykiet (labeli), które pozwalają na natychmiastowe przekierowanie pakietu przez sieć na podstawie wcześniej ustalonej ścieżki.
Technologia MPLS znajduje zastosowanie głównie w sieciach operatorów telekomunikacyjnych, korporacyjnych sieciach WAN oraz tam, gdzie wymagane są gwarancje jakości usług (QoS), niskie opóźnienia, wydajność i niezawodność.
Jak działa MPLS?
Podstawowym mechanizmem działania MPLS jest przypisywanie do każdego pakietu specjalnej etykiety (label), która jest analizowana przez urządzenia sieciowe (Label Switch Routers – LSR). W przeciwieństwie do klasycznego routingu IP, urządzenia nie analizują nagłówka IP przy każdym przeskoku, lecz działają w oparciu o ustalone wcześniej tabele translacji etykiet.
- Pakiet wchodzący do sieci MPLS otrzymuje etykietę przez Label Edge Router (LER).
- Każdy kolejny router (LSR) przetwarza pakiet w oparciu o etykietę i przekazuje go dalej do odpowiedniego sąsiada.
- Na końcu ścieżki etykieta jest usuwana przez router końcowy i pakiet trafia do miejsca docelowego.
W ten sposób MPLS działa jako warstwa pomiędzy warstwą 2 (dane) a warstwą 3 (sieć), co często określa się jako „warstwa 2.5”.
Zalety stosowania MPLS
| Korzyść | Opis |
|---|---|
| Szybsze przekierowywanie pakietów | Dzięki etykietom, pakiety są kierowane szybciej niż w tradycyjnym routingu IP. |
| QoS – Gwarancja jakości usług | MPLS pozwala klasyfikować ruch i przypisywać priorytety dla różnych typów danych, np. VoIP, wideo, dane krytyczne. |
| VPN MPLS | Obsługa wirtualnych prywatnych sieci z logicznym rozdzieleniem ruchu klientów w jednej infrastrukturze. |
| Skalowalność | MPLS pozwala na tworzenie dużych i złożonych sieci z wieloma klientami i ścieżkami. |
| Redundancja i niezawodność | Łatwa konfiguracja zapasowych ścieżek (Fast Reroute), co pozwala na szybkie przełączanie ruchu w razie awarii. |
Typowe zastosowania MPLS
- Łączenie oddziałów firmowych w różnych lokalizacjach w jedną spójną sieć prywatną (VPN MPLS).
- Przesyłanie danych wrażliwych, gdzie wymagana jest niska latencja i niezawodność (np. dane finansowe, transmisje głosowe).
- Operatorzy telekomunikacyjni oferujący klientom usługi transmisji danych z SLA.
- Wsparcie dla aplikacji czasu rzeczywistego, jak VoIP, wideokonferencje, aplikacje przemysłowe.
Porównanie MPLS z tradycyjnym routingiem IP
| Cecha | MPLS | Routing IP |
|---|---|---|
| Sposób kierowania ruchem | Na podstawie etykiet | Na podstawie adresów IP |
| Wydajność | Wyższa, mniej obciąża procesor routera | Niższa przy dużym ruchu |
| QoS | Wbudowane mechanizmy QoS | Wymaga dodatkowej konfiguracji |
| Obsługa VPN | Zaawansowana obsługa VPN MPLS | Obsługa IPsec, bardziej skomplikowana |
| Reakcja na awarie | Bardzo szybka (Fast Reroute) | Zależna od protokołów routingu |
Rodzaje usług MPLS
- L3VPN (Layer 3 VPN) – transmisja danych z wykorzystaniem routingu IP wewnątrz sieci operatora z separacją ruchu klientów.
- L2VPN (Layer 2 VPN) – łączenie sieci lokalnych (LAN) różnych lokalizacji w jedną logiczną sieć poprzez przesyłanie ramek Ethernet.
- TE (Traffic Engineering) – optymalizacja wykorzystania zasobów sieciowych poprzez kierowanie ruchem zgodnie z zaplanowaną ścieżką.
Najczęstsze pytania o MPLS
Czy MPLS zastępuje tradycyjny routing IP?
Nie. MPLS uzupełnia routing IP, poprawiając jego wydajność i dodając funkcjonalności, takie jak QoS i obsługa VPN. Routing IP nadal jest używany, ale w połączeniu z MPLS działa szybciej i bardziej efektywnie.
Czy MPLS działa tylko z IPv4?
Nie. MPLS jest neutralne względem protokołu – wspiera zarówno IPv4, jak i IPv6 oraz inne protokoły (dlatego „multiprotocol”).
Jakie są alternatywy dla MPLS?
Alternatywy obejmują SD-WAN, IPsec VPN, GRE Tunnels. Jednak żadna z nich nie oferuje tego samego poziomu przewidywalności i wydajności w środowiskach z gwarantowaną jakością usług.
Dlaczego MPLS nadal jest stosowane, mimo istnienia SD-WAN?
SD-WAN to popularna technologia, ale MPLS zapewnia lepsze gwarancje SLA, mniejsze opóźnienia i większą stabilność – szczególnie w krytycznych aplikacjach biznesowych. Często obie technologie współistnieją w hybrydowych środowiskach sieciowych.
Podsumowanie
MPLS to solidna, wydajna i skalowalna technologia sieciowa, która znajduje szerokie zastosowanie w środowiskach wymagających niezawodności, niskich opóźnień oraz zaawansowanej kontroli nad ruchem. Dzięki wykorzystaniu etykiet zamiast tradycyjnych adresów IP przy każdym przeskoku, MPLS umożliwia szybsze przekazywanie pakietów i efektywne zarządzanie jakością usług.
Pomimo pojawienia się nowych technologii, MPLS pozostaje kluczowym elementem nowoczesnych sieci korporacyjnych i operatorów, szczególnie tam, gdzie istotne są gwarancje SLA, bezpieczeństwo i optymalizacja ruchu sieciowego.