[Network] MPLS

MPLS (Multi-Protocol Label Switching)

Network layer에서 IP 주소를 가지고 forwarding 하는 과정을 생각해보자.

 

Link layer의 header를 벗겨 내고 IP header를 보고 forwarding을 진행할 것이다.

 

이러한 forwardiing은 Network layer에서 일어나는데 MPLS를 사용하면 벗겨내는 과정을 생략하고 별도의 label을 통해 빠르게 forwarding을 할 수 있다.

 

이더넷 헤더를 보고 타입이 MPLS를 의미한다면 바로 IP header가 오는 것이 아닌 MPLS header가 온다고 인식을 한다.

 

고정된 길이의 label을 보기 때문에 IP prefix matching 보다는 빠르다.

 

IP 방식과 MPLS를 비교해보자.

 

https://growth-coder.tistory.com/194

[Network] Routing Algorithms

우선 IP 방식을 사용할 때 라우터의 forwarding table은 다음과 같은 형식이다.

destination만 가지고 forwrading을 진행한다.

 

MPLS의 LIB는 forwarding table과 같은 역할을 하는데 다음과 같은 형식이다.

IP와는 다르게 destination만 사용하는 것이 아닌 source도 사용한다.

 

input으로 들어온 label을 보고 destination을 결정하고 label의 값만 바꿔서 보낸다.

 

IP는 destination만 보기 때문에 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.

cost가 가장 적은 경로를 결정하기 때문에 R6와 R5의 목적지가 같다면 같은 경로를 선택할 수 있고 최적의 경로이지만 많은 라우터가 그 경로를 선택하면 트래픽이 몰려서 부하가 발생할 수 있다.

 

그에 비해 MPLS는 source와 destination 정보를 모두 사용하기 때문에 R4 라우터가 트래픽을 분산하는 역할을 할 수도 있다.

 

그리고 이러한 경로는 백업 경로라고도 볼 수 있다.

 

만약 특정 경로에 문제가 생겨서 데이터를 전송할 수 없다고 하자.

 

Routing Algorithm 중 link state의 경우 노드가 모든 link의 상태 정보를 알아야하기 때문에 문제가 발생하면 broadcasting 방식으로 상태 정보를 업데이트 해줘야 한다.

 

그 다음 다시 라우팅을 실시하는데 MPLS 처럼 백업 경로가 있다면 문제가 생겼을 때 즉각적으로 다른 경로로 데이터를 전송할 수 있다.

 

또한 IP는 각 라우터마다 network layer에서 출구를 결정한다.

(IP) physical layer -> link layer -> network layer -> link layer -> physical layer

그에 비해 MPLS는 link layer에서 출구를 결정하기 때문에 속도가 더 빠르다.

(MPLS) physical layer -> link layer  -> physical layer

MPLS의 장점 정리

1. source와 destination 정보를 사용하여 트래픽을 분산할 수 있다.
2. 백업 경로가 있기 때문에 즉각적으로 문제 상황에서 벗어날 수 있다.
3. link layer에서 출구가 결정되기 때문에 상대적으로 빠르다.