目次
MPLSの概念
MPLS (マルチプロトコル ラベル スイッチング) は元々、ルーターの転送速度を向上させるために提案されました。
- マルチプロトコル: 「マルチプロトコル」とは、MPLS の上位層で複数のプロトコル (IP、IPX など) を使用できること、複数のデータリンク層プロトコル (PPP、イーサネット、ATM など) を使用できることを意味します。
- ラベル スイッチング: 「ラベル」は、各パケットがラベルでマークされ、パケットがラベルに従って転送されることを意味します。
MPLSの機能
- MPLS は IP に代わるものではありませんが、IP 拡張テクノロジーとしてインターネットで広く使用されています。
- IP ルーターの転送速度を向上させるという目的は、プライベート ネットワークで固定長のタグを使用することによって達成され、エンド システムに対して透過的です。
- MPLS には、接続指向のサービス品質のサポート、トラフィック エンジニアリングのサポート、ネットワーク負荷のバランス、仮想プライベート ネットワーク VPN の効果的なサポートという 3 つの側面の特徴があります。
MPLS の仕組み
IP パケットの転送
(1) 従来の IP ネットワークでは、パケットがルータに到着するたびに、その宛先アドレスが抽出され、宛先アドレスに基づいてルーティング テーブルが検索され、次のホップが次の原理に従って見つけられます。 「最長プレフィックス一致」（プレフィックスの長さは不定ですのでご注意ください）
(2) ネットワークが大規模な場合、多数の項目を含むルーティングテーブルの検索に時間がかかります
(3)トラフィックのバーストが発生すると、多くの場合、バッファもオーバーフローし、パケット損失、伝送遅延の増加、サービス品質の低下が発生します。
MPLS ドメインの入り口では、固定長の「マーク」が各 IP データグラムにマークされ、マークされた IP データグラムがハードウェアによって転送されます。ハードウェア テクノロジーを使用してマークされた IP データグラムを転送することは、ラベル スイッチングと呼ばれます。
また、「スイッチング」とは、転送する際に、第3層まで上がってフォワーディングテーブルを参照するのではなく、マークに従って第2層（リンク層）のハードウェアで転送することを意味します。
基本的な作業手順
1. MPLS ドメイン内の各 LSR は、特別なラベル配布プロトコルLDP を使用してメッセージを交換し、ラベル スイッチング パス LSP を見つけます。各 LSR はこれらのパスに従ってパケット転送テーブルを構築します
2. パケットが MPLS ドメインに入ると、MPLS 入口ノードはパケットにマークを付け、転送テーブルに従ってパケットを次の LSR に転送します。IP データグラムをマークするプロセスは、分類 (分類)
3 と呼ばれます。ラベルは、2 つのラベル スイッチング ルータ LSR 間でのみ意味を持ちます。パケットが LSR を通過するたびに、LSR は次のことを行います: 1. 転送、2. 新しいラベルの置き換え、つまり、受信ラベルを送信ラベルで置き換えます。4.
パケットが MPLS ドメインから出ると、MPLS 出口ノードはパケットのラベルを削除します。その後、一般的なパケット転送方法に従って転送します
上記の「MPLS ドメインに入った後、イングレス LSR によって決定される転送経路」は明示的ルーティングと呼ばれ、インターネットで一般的に使用されている「各ルータがホップバイホップで経路選択を行う」とは大きく異なります。
転送等価クラス FEC
MPLS の非常に重要な概念は、転送等価クラス FEC (Forwarding Equivalence Class) です。
「転送等価クラス」とは、ルーターによって同じように扱われるパケットの集合です。
「同じように扱う」とは、同じインターフェースからルーターに転送することを意味します。同じネクストホップアドレスであり、実際には同じサービスクラスと同じ廃棄優先度などを持ちます。
FECの分割方法には制限がなく、ネットワーク管理者が制御するため、非常に柔軟であり、入口ノードはグループごとに異なる
ラベルを割り当てるのではなく、同じグループに属するすべてのグループに同じラベルを割り当てるFEC. FEC およびマーキングは、トラフィックエンジニアリング
に 1 つ対応しています。ネットワーク管理者は、カスタム FEC を使用してネットワーク リソースをより適切に管理できます。ネットワーク負荷を分散するこの方法は、トラフィック エンジニアリング TE (トラフィック エンジニアリング) またはトラフィック エンジニアリングとも呼ばれます
MPLS ヘッダーの場所と形式
MPLS ヘッダには次の 4 つのフィールドが含まれます。
(1) マーク値 (20 ビット)。最大 220 ストリーム (つまり 1048576 ストリーム) を同時に収容できます。実際、多数のフローを使用する MPLS インスタンスはほとんどありません。これは、通常、管理者が各スイッチング パス
(2) トライアル (3 ビットを占める) を手動で管理および構成する必要があるためです。
現在、実験(3) スタック S (1 ビットを占める)用に予約されています。「マークスタック」がある場合は、
(4) 有効期間 TTL (8 ビットを占有)を使用します。MPLS ドメイン内で MPLS パケットが回り込むのを防ぐために使用されます。
MPLS 転送
