什么是多协议标签交换 (MPLS)?


多协议标签交换

多协议标签交换 (MPLS) 是一种在运营商骨干网和企业网络中使用的路由系统,用于连接分支机构和企业,并支持需要服务质量 (QoS) 的实时应用程序。MPLS 使用路径标签而不是冗长的网络地址进行流量路由,而不是像 IP 网络那样在路由表中进行复杂的查找。

MPLS 是一种可以封装其他网络协议的多协议叠加网络协议。当数据进入 MPLS 网络时,这种分组交换机制会将其划分为带有报头和有效负载的分组。MPLS 路由器使用分组报头中的标签将其引导到目的地,应用程序软件在那里检索有效负载并使用它。

MPLS 如何工作?

在 MPLS 网络中,入口路由器(也称为标签边缘路由器,LER)在数据包进入服务提供商网络时为每个数据包添加标签。此路由器还确定数据包将使用哪个 LSP 来到达其目标地址。

所有后续的标签交换路由器 (LSR) 仅根据这些 MPLS 标签转发数据包;它们从不查看 IP 报头。最后,出口路由器从原始 IP 数据包中删除标签,并将其发送到最终目的地。

每个数据包都包含一个或多个标签,所有标签都存储在附加到数据包的所有其他报头之上的 MPLS 报头中。FEC 指示在每个数据包的标签上。路由器不查看数据包的其他报头,可以完全忽略 IP 报头。相反,它们查看数据包的标签并将其发送到相应的 LSP。

MPLS 可以与几乎任何协议一起工作,因为支持 MPLS 的路由器需要查看附加到数据包的 MPLS 标签(因此称为“多协议”)。只要路由器可以读取初始 MPLS 标签,数据包的其余部分如何构造都没有关系。

MPLS 网络是否被认为是“私有的”?

MPLS 可以是“私有的”,因为某些 MPLS 路径仅由一家企业使用。另一方面,MPLS 不会加密流量。如果在路径上拦截数据包,则可以读取它们。可以使用 VPN 加密网络连接并保持其私密性。

MPLS 用于何处?

当公司在全国或全球范围内拥有许多远程分支机构,这些分支机构需要访问数据中心或公司总部或其他分支机构的应用程序时,通常会使用这种 MPLS 技术。

与传统的 IP 路由相比,MPLS 可扩展性更好,提供更高的性能和带宽,并改善用户体验。但是,它成本高昂,难以进行国际部署,并且缺乏灵活的运营商无关性。

随着企业将其应用程序迁移到云端,旧的 MPLS 集中式星型拓扑结构变得效率低下且成本高昂;这是因为:

  • 它需要将流量路由到公司总部,然后再路由到云端,而不是直接连接到云端,这极大地影响了性能。

  • 随着企业向其网络添加更多应用程序、服务和移动设备,对带宽和云知识的需求不断增长,从而增加了成本和运营复杂性。

MPLS 的优点

以下是使用 MPLS 的一些主要优点:

  • 服务提供商和公司可以使用 MPLS 通过设计满足特定服务级别协议 (SLA) 的 LSP 来实现 QoS,这些 SLA 涉及流量延迟、抖动、丢包率和停机时间。

  • MPLS 还允许建立虚拟专用网络 (VPN)、虚拟专用 LAN 服务和虚拟专线,以及流量分离。

  • MPLS 最明显的优点之一是它不受任何特定协议或传输方式的限制。可以使用这些协议来建立 LSP;它支持跨 IP、以太网、异步传输模式 (ATM) 和帧中继的传输。

  • 除了分组交换之外,广义 MPLS (GMPLS) 还扩展了 MPLS,以管理时分多路复用 (TDM)、波长交换和其他类型的交换技术。

MPLS 的其他一些优点如下:

  • 它非常适合延迟敏感的实时应用程序,包括视频、电话和关键任务数据。

  • 在同一个 MPLS 网络上,数据和语音应用程序可以共存。

  • 不同类型的数据可以具有预先编程的不同优先级和服务等级。

  • 组织带宽的不同百分比可以分配给不同类别的数据。

MPLS 的缺点

以下是使用 MPLS 的缺点:

  • 昂贵 - MPLS 比传统的互联网接入更昂贵。

  • 设置时间长 - 在一个或多个大型网络上设置复杂专用路径需要时间。

  • 手动配置 - 使用 MPLS 的 MPLS 供应商或企业必须手动配置 LSP。这使得公司难以快速扩展其网络。

  • 无加密 - MPLS 未加密,因此任何拦截 MPLS 线路上数据包的攻击者都可以以明文方式读取它们。必须单独配置加密。

  • 依赖云 - 依赖云服务的组织可能无法建立与其云服务器的直接网络连接,因为他们无法访问其数据和应用程序所在的各个服务器。

更新于:2022年4月14日

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