MPLS

MPLSとは何ですか？

IETFによって提案されたMulti-Protocol Label Switching (MPLS)は、プロトコルにラベル交換を導入する、高速かつ高効率なデータ通信技術です。Multi-Protocolとは、MPLSが複数のネットワーク層プロトコルをサポートし、さまざまなデータリンク層技術に準拠していることを意味します。Label Switchingの仕組みは次のとおりです。データがMPLSドメインに入ると、ラベル番号が第2層と第3層の間に挿入されるため、ドメイン内のルーターがデータパケットを転送する際は、第2.5層に基づくラベル番号を使用してローカルのLFIBテーブル（ラベル転送情報データベース）を照会するだけで済みます。MPLSはコネクションレス型サービスをコネクション型サービスへ移行します。ラベルの交換、制御、および転送配布は、MPLSの2つの重要な技術です。

MPLSはどのように機能しますか？

コントロールパネル

MPLSネットワークでは、MPLSがCisco独自のTDPまたは標準のLDPを起動し、直接接続されたデバイス間にネイバー関係が構築されます。

LDPはUDPおよびCP646ポートに基づいて動作します。UDP経由でマルチキャストhelloパケットを送信してネイバーを検出します。ネイバーのIPアドレスを取得した後、直接接続されたネイバーとのTCPセッションが確立されます。TCPセッションを確立して信頼性の高い関係を維持するために、ループバックアドレスがよく使用されます。次に、ループバックアドレスに設定されたルートIDをMPLSとして設定します。 

ネイバー関係が正常に確立されると、ネイバーテーブルが生成されます。LDPは、FIBから学習したルーティングリストに基づいてラベルを生成します。

ラベルの値はローカルのLIBテーブル（ラベル情報データベース）に保存されます。LIBテーブルは隣接ノード間で共有されるため、各ルーティングについて、ローカルノードとその隣接ノードによって配布されたラベル番号がLIBテーブルに格納されます。

MPLSプロトコルを実行するデバイスは、LIBとFIBを組み合わせ、ラベル番号と最適経路の関係を示すLFIBテーブル（ラベル転送情報ベース）を生成します。

データパネル

トラフィックがRTAデバイスからRTBデバイスに入ると、FIBテーブルを照会します。関連付けられたラベル番号により、ラベルを付与するかどうかが直接確認されます。RTCデバイスに到達した後、ラベルが付与されている場合、トラフィックはLFIBテーブルに基づいて転送されます。そうでない場合は、FIBテーブルに基づいて転送されます。 

MPLSの利点は何ですか？

高速かつ高効率： MPLSは、パケットにラベルを付けて高速転送することで、複雑なルーティングテーブル検索の手間を省きます。データ伝送がより高速かつ効率的になります。

アジャイル互換性: MPLSは、IPv4、IPv6、Ethernet、ATMのいずれであっても、複数の種類のネットワークやプロトコルを接続でき、シームレスに動作できます。さらに、サーバーベンダーが異なる技術間の互換性の問題を解決するのに役立ちます。

高信頼性: MPLSには冗長性（高速再ルーティングなど）が組み込まれています。1つのリンクに障害が発生すると、ネットワークサービスは冗長パスに切り替わり、中断のない運用が保証されます。

より優れたパフォーマンスと低遅延: MPLSは、音声、動画、ミッションクリティカルなビジネスデータなど、遅延が重視されるアプリケーションに適応します。ネットワークでは、MPLSによってQoSを有効化できます。経路を最適化し、優先順位を設定することで、MPLSはより優れた伝送性能を実現します。

トラフィックエンジニアリングをサポート： 特定の要件に応じて、伝送パッチを制御し、ブロードバンドを適切に割り当て、ネットワークの輻輳を回避できます。

VPNとスケーラブル性： MPLSは仮想プライベートネットワーク（VPN）と仮想専用線の構築をサポートし、企業によるネットワークの拡張を容易にします。組織は必要に応じてブロードバンドを購入し、ネットワークリソースを柔軟に調整することもできます。

MPLSのデメリットは何ですか？

MPLSは、一般的なネットワークサービスと比較して高コストです。LSPはMLSPベンダーまたはMPLSを導入する組織によって構成する必要があり、大規模ネットワークで複雑なプライベートパスを設定するには時間がかかります。これらの欠点により、組織が限られた時間内にネットワークを拡張することは困難になります。MPLSではエンドツーエンド暗号化が適用されないため、ネットワーク攻撃に対して脆弱です。MPLSパス上のパケットを傍受した攻撃者は、パケットを平文で読み取ることができます。さらに、クラウドサービスを利用する組織は、データやアプリケーションが保存されている特定のサーバーにアクセスできないため、自社のクラウドサーバーへの直接的なネットワーク接続を構築できない場合があります。