multi-protocol label switching

Multi-Protocol Label Switching (MPLS) ist eine Technologie, deren Konzept auf der Übermittlung von IP-Daten über ATM basiert. Mit MPLS lassen sich komplexe vermaschte Virtual Circuits für einzelne Virtuelle Netze (VPN) umgehen und tausende von VPNs auf vorhandener Technik aufbauen. Diese Technologie dient der Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Weitverkehrsnetzen und soll dazu beitragen, den stark wachsenden IP-Verkehr zu bewältigen. Des Weiteren wird die Dienstgüte in IP-Netzen bereitgestellt und der Transport von Echtzeitdaten über paketbasierte Netze vereinfacht.

Die technische Basis von MPLS ist ein labelbasierter Weiterleitungsmechanismus. Dem Verfahren nach werden die IP-Pakete entsprechend ihrer Priorität mit Etiketten, so genannten Labels, versehen und über einen Label Switched Path (LSP) übertragen. MPLS weist den Datenpaketen beispielsweise Verbindungen mit der erforderlichen Bandbreite zu und räumt ihnen Vorrang vor weniger wichtigen Daten ein.

Label-Information bei MPLS

Die Zuordnung eines Datenpaketes zu einem Stream wird bei MPLS nur bei Eintritt in das Netzwerk durchgeführt. Wenn ein Datenpaket zum nächsten Knoten gesendet wird, wird das Label mitgeschickt. Dadurch ist bei den nächsten Knoten keine Analyse der Layer-3-Information mehr erforderlich. Das Label wird als Tabellenindex genutzt, in dem der nächste Knoten und ein neues Label definiert sind. Das alte Label wird ersetzt und das Datenpaket zum nächsten Knoten gesendet. Am Ende des Netzwerkes werden die eingehenden Labels aus den Datenpaketen ausgewählt und verarbeitet.

Aufbau eines MPLS-Netzwerkes

Die zentrale Komponente eines MPLS-Netzwerks ist der so genannte Label Switching Router (LSR). Er teilt die zu transportierenden IP-Datagramme in »Forwarding Equivalents Classes« (FEC) ein, wobei er sich an den Layer-3-Zieladressen und anderen Merkmalen (Labels) orientiert. Anhand der Labels leiten die nachgeschalteten Router die ankommenden Datenpakete weiter. Dieser Prozess wird als Label-Switching bezeichnet.

Der erste LSR-Router in einem MPLS-Netz ist der Ingress Label Switch Router, der letzte der Egress Label Switch Router. Der gesamte Pfad zwischen Ingress LSR und Egress LSR heißt Label Switched Path (LSP).

Die IETF hat für die Zuweisung der Labels zwei Signalisierungsprotokolle vorgesehen: das für MPLS entwickelte Label Distribution Protocol (LDP) mit der Erweiterung Constraint Based Routing (CR-LDP) sowie das um Traffic-Engineering ergänzte Resource Reservation Protocol (RSVP-TE).

MPLS-Datenrahmen

MPLS ist von der IEFT standardisiert und bietet ein vereinfachtes Management und eine verbesserte Organisation des Datenverkehrs in Internetworking-Systemen und VPNs sowie die Unterstützung von skalierbaren und verwaltbaren QoS-Anwendungen. Mit MPLS lässt sich jeder Anwendung eine differenzierte Dienstgüte zuordnen.

Die komplette MPLS-Architektur ist in RFC 3032 beschrieben.