MPLS   MultiProtocol Label Switching   다중 프로토콜 레벨 스위칭 방식

(2014-09-18)
1. MPLS인터넷백본망 등에서 대량의 트래픽 처리를 고속으로 처리 및 관리를 하기 위한 방안
     - ATM 스위치 등 여러 방안이 IETFATM 포럼표준화 기구에서 논의되었는데,
     - 이중에서 IETF에서 추진한 방안이 바로 MPLS 방식 임


2. 기존 라우팅과의 차이

  ㅇ 기존의 라우팅 : 3계층에서 Hop-by-Hop 체계를 기반으로하여, 
     - 매 패킷 마다 헤더 검사, 테이블 참조하여 다음 홉을 찾는 라우팅으로 고속화 어려움
  ㅇ MPLS          : MPLS망에 진입하는 시점에서 단 한번 만 헤더를 조사하여,
     - 우편번호와 같이 짧은 라벨(Label)을 이용하여 연결지향적 경로를 설정


3. MPLS의 기초가 된 상용기술   

  ㅇ 일본 도시바사의 CSR(Cell Switch Router, 1994년),  IPSILON사의 IP Switching 방
     식 (1995년, 트래픽 기반 방식),  CISCO사의 Tag Switching 방식 (1997년,토폴로지
     기반 방식), IBM사의 ARIS (1997년) 등  ☞ 레이블 스위칭(Label Switching) 기술 참조
  ㅇ IETF 에서 위 방식들을 종합하여 MPLS 라는 용어로 부르고 표준화 작업을 함


4. MPLS 특징

  ㅇ 짧은 라벨에 의한 고속화된 연결지향적 기술
     - 우편번호와 같이 짧은 라벨(Label)을 이용한 경로 설정
        . 고정크기의 라벨 스와핑 기능에 의한 고속 패킷 스위칭, 전송
     - 같은 라벨이 부여된 패킷들은 모두 동일하게 처리됨(동일 목적지,동일 QoS 취급)

  ㅇ 라우팅포워딩의 분리
     - 2, 3계층을 가각 독립적으로 수행함에 따라 다양한 2 또는 3 계층 프로토콜 지원
     - 즉, 프로토콜 중립적 : 복수 프로토콜 환경에서 동작 가능
        . 3계층에서는 IP, CLNP 등 / 2계층에서는 Ethernet, ATM, Frame Relay 등

  ㅇ 연결 지향 QoS 지원 및 QoS 설정 가능
     - IP 기반 인터넷에서 연결 지향 구조 제공 (정교하고 신뢰성 있는 QoS 트래픽 계약 가능)

  ㅇ 트래픽 엔지니어링(MPLS-TE) 능력 및 QoS 설정 가능
     - 망 트래픽에 대한 명시적 분류기능(Explicit Classification) 과 분류된 트래픽
       에 대한  명시적 라우팅을 통하여 트래픽 엔지니어링 및 개별적 QoS 지원 가능

  ㅇ 실용적인 프로토콜
     - 라벨 배포링크 관리를 위한 단지 2개의 프로토콜 만이 새로이 개발되고,
     - 나머지는 기존 프로토콜과의 협력 위주

  ㅇ 가상사설망(IP-VPN) 구축 가능  ☞  MPLS VPN

  ㅇ 정책(Policy)에 따른 라우팅 선택이 가능 및 확장성 좋음
     - Policy-based Routing


5. MPLS 구조 및 구성계층 구조
     - MPLS는 대략 2.5 계층에 속한다 함 
        . 3 계층 / 2.5 계층 (Shim 계층) / 2 계층
     - 망계층(계층 3)의 헤더데이타링크 계층(계층 2)의 헤더 간에  "MPLS 헤더"
       (이를 MPLS Label이라 부름)가 있어, 이 라벨에 의한 고속의 하드웨어 스위칭을 함
        . 즉, Layer 2 에서 ForwardingLayer 3 에서 Routing
     - 한편, 기존의 라우터들은 망계층에서 라우팅 테이블에 의한 소프트웨어적인 라우팅을 함

  ㅇ MPLS 망 구성
     - LER (Label Edge Router)   : 비 MPLS 망과의 연동
     - LSR (Label Switch Router) : MPLS 망의 중심에 위치

  ㅇ MPLS 라우터의 2개 구성요소
     - 제어평면 (Control Plane)  : 3계층 라우팅 정보 및 라벨을 교환
     - 데이터평면 (Data Plane)   : 라벨에 의해 패킷 스위칭 


6. MPLS 에서의 핵심 동작 요소

  ㅇ Label Binding      : Label을 특정 데이터 흐름에 대응시켜 연결지음
  ㅇ Label Swapping     : 입력 Label을 출력 Label로 변경 
  ㅇ Label Distribution : Label binding을 인접 노드에 전파


7. MPLS 시그널링 프로토콜  :  Label의 할당 및 분배를 위한 프로토콜LDP(Label Distribution Protocol) 방식
     - LDP : `라벨 분배` 및 `LSP(Label Switched Path) 설정` 을 위한 protocol

  ㅇ 트래픽 엔지니어링(Traffic Engineering)도 지원 가능한 방식
     - CR-LDP (Constraint-based Routing LDP)
       . ATM 기술보유업체 선호
     - RSVP-TE (Resource Reservation Protocol - Traffic Engineering)
       . 라우터 제작업체 선호


8. MPLS 구현 방식

  ㅇ Frame-mode MPLS : 순전히 라우터에 의해 구현
     - Labeled Packet들이 계층 2에서 프레임 상태로 교환됨
  ㅇ Cell-mode MPLS  : ATM 기반의 MPLS 구현 (MPLS over ATM)
     - Labeled Packet들이 ATM Cell 형태로 전송
9. 기타 참고사항

  ㅇ 관련표준  :  IETF의 MPLS Working Group에서 표준화
  ㅇ 관련용어  :  IPoA, 컷 스루 스위칭 방식


[MPLS] 1. MPLS 이란? 2. GMPLS 3. MPLS-VPN 4. RSVP-TE 5. 명시적 라우팅
[MPLS 라벨] [MPLS 라벨 배포] [MPLS 노드,경로,흐름]
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