پروتکل MPLS چیست؟

پروتکل MPLS چیست:

MPLS (Multi-Protocol Label Switching) یک فناوری شبکه است که برای ارسال داده‌ها در شبکه‌های ارتباطی استفاده می‌شود. این فناوری در لایه میانی (layer 2.5) مدل OSI عمل می‌کند و برای بهبود عملکرد و کنترل ترافیک در شبکه‌های بزرگ استفاده می‌شود.

MPLS از برچسب‌ها (labels) برای مسیریابی داده‌ها استفاده می‌کند. هر بسته داده با یک برچسب تحت عنوان ویژگی‌های خاصی که نشان دهنده مسیریابی و سرویس مورد نظر است، برچسب‌گذاری می‌شود. این برچسب‌ها به صورت هدری در بسته‌های داده قرار می‌گیرند و در مسیریاب‌ها (راه‌انداز‌های MPLS) برای انتقال بسته‌ها استفاده می‌شوند.

استفاده از MPLS به شبکه‌ها امکاناتی مانند مسیریابی مبتنی بر برچسب (label-based routing)، کنترل ترافیک (traffic engineering)، توزیع بار (load balancing)، کیفیت خدمات (QoS) و ایجاد شبکه‌های ارتباطی اختصاصی (VPN) را می‌دهد.

با استفاده از MPLS، می‌توان شبکه‌های پیچیده را به صورت موثرتری مدیریت کرده و عملکرد آن‌ها را بهبود بخشید. همچنین، MPLS امنیت بیشتری را نیز فراهم می‌کند و امکانات مانند تخصیص باند پهن و تضمین کیفیت برای سرویس‌های صوتی و تصویری را بهبود می‌بخشد.

MPLS  چگونه راه اندازی می شود:

MPLS (Multi-Protocol Label Switching) یک فناوری شبکه است که برای ارسال داده‌ها در شبکه‌های ارتباطی استفاده می‌شود. این فناوری در لایه میانی (layer 2.5) مدل OSI عمل می‌کند و برای بهبود عملکرد و کنترل ترافیک در شبکه‌های بزرگ استفاده می‌شود.

MPLS از برچسب‌ها (labels) برای مسیریابی داده‌ها استفاده می‌کند. هر بسته داده با یک برچسب تحت عنوان ویژگی‌های خاصی که نشان دهنده مسیریابی و سرویس مورد نظر است، برچسب‌گذاری می‌شود. این برچسب‌ها به صورت هدری در بسته‌های داده قرار می‌گیرند و در مسیریاب‌ها (راه‌انداز‌های MPLS) برای انتقال بسته‌ها استفاده می‌شوند.

استفاده از MPLS به شبکه‌ها امکاناتی مانند مسیریابی مبتنی بر برچسب (label-based routing)، کنترل ترافیک (traffic engineering)، توزیع بار (load balancing)، کیفیت خدمات (QoS) و ایجاد شبکه‌های ارتباطی اختصاصی (VPN) را می‌دهد.

با استفاده از MPLS، می‌توان شبکه‌های پیچیده را به صورت موثرتری مدیریت کرده و عملکرد آن‌ها را بهبود بخشید. همچنین، MPLS امنیت بیشتری را نیز فراهم می‌کند و امکانات مانند تخصیص باند پهن و تضمین کیفیت برای سرویس‌های صوتی و تصویری را بهبود می‌بخشد. راه‌اندازی MPLS شامل چندین مرحله است. در ادامه، مراحل اصلی راه‌اندازی MPLS را توضیح می‌دهم:

• طراحی شبکه: ابتدا باید شبکه MPLS را طراحی کنید. این شامل تعیین نیازمندی‌ها، تعیین توپولوژی شبکه، انتخاب تجهیزات MPLS (مانند روترها و سوئیچ‌های MPLS) و تنظیمات مربوط به فراهم کردن اتصالات فیزیکی است.
• پیکربندی تجهیزات MPLS: در این مرحله، باید تجهیزات شبکه (مانند روترها و سوئیچ‌ها MPLS) را پیکربندی کنید. این شامل تنظیمات مربوط به MPLS است که شامل فعال کردن MPLS بر روی رابط‌ها، تنظیم برچسب‌ها (label) و پروتکل‌های مسیریابی MPLS (مانند LDP) است.
• تعریف برچسب‌ها: در این مرحله، برچسب‌های MPLS را تعریف می‌کنید. برچسب‌ها به صورت یکتا برای هر مسیر و سرویس تعریف می‌شوند. این برچسب‌ها می‌توانند به صورت دینامیک توسط پروتکل‌های مسیریابی MPLS به تجهیزات ارسال شوند یا به صورت استاتیک توسط مدیر شبکه تنظیم شوند.
• تنظیم جداول مسیریابی MPLS: در این مرحله، جداول مسیریابی MPLS را پیکربندی می‌کنید. این جداول شامل اطلاعات مربوط به برچسب‌ها و مسیرهای مربوطه است. مسیریاب‌ها بر اساس این جداول مسیریابی، بسته‌ها را به مقصد مناسب هدایت می‌کنند.
• تست و تأیید عملکرد: در این مرحله، باید عملکرد شبکه MPLS را تست و تأیید کنید. این شامل ارسال بسته‌ها در شبکه، بررسی پیکربندی برچسب‌ها و جداول مسیریابی، بررسی ارتباط بین تجهیزات و بررسی عملکرد ترافیک در شبکه است.

پروتکل MPLS چگونه کار می کند:

MPLS (Multi-Protocol Label Switching) در شبکه‌های ارتباطی به عنوان یک فناوری جابجایی برچسب (label switching) عمل می‌کند. عملکرد کلی MPLS شامل مراحل زیر است:

برچسب‌گذاری (Labeling): در این مرحله، هر بسته داده ورودی به MPLS با یک برچسب (label) مجهز می‌شود. برچسب به صورت هدری به بسته داده اضافه می‌شود. این برچسب معمولاً یک شماره یا علامت منحصر به فرد است که ویژگی‌های خاصی را نشان می‌دهد. هنگامی که بسته وارد شبکه MPLS می‌شود، برچسب مناسب به آن اختصاص داده می‌شود.

برچسب‌گذاری و هدایت بسته (Label Switching and Forwarding): در مسیریاب‌های MPLS (یا راه‌انداز‌های MPLS)، برچسب‌ها بررسی و بسته‌ها به مقصد مناسب هدایت می‌شوند. مسیریاب‌ها دارای جداول مسیریابی MPLS هستند که شامل برچسب‌ها و مسیرهای مربوطه است. وقتی بسته با برچسب وارد مسیریاب می‌شود، برچسب بررسی شده و مسیر متناظر با آن برچسب در جدول مسیریابی MPLS پیدا می‌شود. سپس بسته به سمت مسیر مشخص شده هدایت می‌شود.

سوئیچ‌بندی برچسب (Label Swapping): در این مرحله، مسیریاب‌ها برچسب‌ها را سوئیچ سیسکو می‌کنند. به عبارت دیگر، برچسب ورودی با برچسب خروجی جایگزین می‌شود. برچسب‌ها به ترتیب خوانده می‌شوند و مسیریاب‌ها بر اساس برچسب‌ها بسته‌ها را هدایت می‌کنند. این سوئیچ‌بندی برچسب باعث انتقال سریع و ساده‌تر بسته‌ها در شبکه می‌شود.

توقف برچسب (Label Stacking): به طور معمول، MPLS از برچسب‌های تکی استفاده می‌کند. با این حال، در برخی موارد، برچسب‌ها ممکن است به صورت پشته‌ای (stack) استفاده شوند. به این ترتیب، بسته‌ها می‌توانند بیش از یک برچسب داشته باشند. برچسب‌ها به ترتیب خوانده می‌شوند و مسیریاب‌ها بر اساس آن‌ها بسته‌ها را هدایت می‌کنند.

استفاده ااز MPLS به ویژه در محیط‌های شبکه‌های بزرگ و پیچیده مفید است، زیرا این فناوری امکانات مهمی مانند مهندسی ترافیک، ارائه خدمات با کیفیت (QoS)، ایجاد شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN) و بازیابی سریع را فراهم می‌کند. با استفاده از این روند، MPLS قادر است ترافیک در شبکه را بهینه‌سازی کند، امنیت و جداسازی داده‌ها را فراهم کند و امکانات مدیریت ترافیک قوی را در اختیار شبکه‌ها قرار دهد.

مزایای استفاد از پروتکل MPLS:

استفاده از پروتکل MPLS (Multi-Protocol Label Switching) برای شبکه‌های ارتباطی، مزایای بسیاری را به همراه دارد. در زیر تعدادی از این مزایا را بررسی می‌کنیم:

مهندسی ترافیک: MPLS به شبکه‌ها امکان می‌دهد تا مسیریابی و توزیع ترافیک را بهبود بخشیده و منابع شبکه را بهینه کند. با استفاده از برچسب‌گذاری در MPLS، مسیریاب‌ها می‌توانند مسیریابی دقیق تر را انجام دهند و ترافیک را از طریق مسیرهای مشخصی هدایت کنند. این کار منجر به بهبود کیفیت خدمات، کاهش ترافیک ناحیه‌ای و جلوگیری از ترافیک اضافی می‌شود.

ارائه خدمات با کیفیت (QoS): MPLS از مکانیزم‌های Quality of Service (QoS) پشتیبانی می‌کند. با تخصیص برچسب‌های متفاوت به بسته‌ها بر اساس نیازهای QoS آن‌ها، شبکه قادر است برای بسته‌های حساس مانند ترافیک صوتی یا تصویری، اولویت قائل شده و یک سطح خدمات یکنواخت را تضمین کند.

ایجاد شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN): MPLS برای پیاده‌سازی شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN) بسیار مناسب است. با استفاده از MPLS VPN، شبکه‌های امن و جداگانه را بر روی یک زیرساخت مشترک ایجاد می‌کند. با اختصاص برچسب‌های منحصر به فرد به ترافیک VPN، امکان انتقال اطلاعات درون شبکه‌های مجازی با حفظ حریم خصوصی و جداسازی از سایر VPN‌ها وجود دارد.

بازیابی سریع: شبکه‌های MPLS از مکانیزم‌های بازیابی سریع پشتیبانی می‌کنند. در صورت بروز خطا، مانند خرابی لینک یا ترافیک ناهمگون، MPLS قادر است به سرعت ترافیک را به مسیرهای جایگزین هدایت کند. با استفاده از برچسب‌ها و تعویض آن‌ها، MPLS به سرعت ترافیک را به مسیرهای جایگزین هدایت می‌کند و زمان توقف و خرابی سرویس را کاهش می‌دهد.

قابلیت مقیاس‌پذیری: MPLS به صورت قابل توسعه و مقیاس‌پذیر طراحی شده است و می‌تواند شبککه در حال حاضر بتواند به شبکه‌های بزرگ و پیچیده پاسخ دهد. قابلیت مقیاس‌پذیری MPLS به معنای افزودن و حذف راحت ترافیک و افزایش انعطاف‌پذیری شبکه است.

استفاده از MPLS در شبکه‌های ارتباطی دارای مزایای فراوان است. این فناوری توانایی بهبود کیفیت خدمات، مدیریت بهینه تر ترافیک، ایجاد شبکه‌های خصوصی مجازی و ارائه قابلیت بازیابی سریع را فراهم می‌کند. همچنین، MPLS به شبکه‌ها امکان افزایش امنیت و جداسازی داده‌ها را می‌دهد و به صورت کلی عملکرد شبکه را بهبود می‌بخشد.

مفاهیم پروتکل MPLS:

Garter این پرسش چالشی را در سال ۲۰۱۳ مطرح کرد و خود نیز با پیش بینی اینکه MPLS همچنان بخش بنیادی از فضای WAN خواهد بود، بدان پاسخ داد. اما بیشتر شرکت‌ها به آرامی در حال مهاجرت به یک محیط ترکیبی متشکل از شبکه‌های MPLS و اینترنت عمومی هستند.

پروتکل MPLS همچنان نقشی مهم در اتصال و برقراری ارتباط بین لوکیشن‌های خاص و به‌صورت نقطه به نقطه برعهده دارد مانند شرکت‌های بزرگ در مناطق مختلف، خرده فروشی‌های دارای سیستم فروش در مناطق مختلف، مجتمع‌های تولیدی متعدد و دیتا‌ سنتر‌های مختلف.

علاوه بر این برای اجرای برنامه‌های در لحظه نیز مورد نیاز و ضروری است. اما معماران WAN سازمانی نیاز به محاسبه مزایا و معایب، بین عملکرد خوب اما گران MPLS در مقایسه با عملکرد ارزان ولی با قابلیت اطمینان کمتر اینترنت دارند. که ما را به یک فناوری جدید و جالب به نام SD-WAN می‌رساند.

مقایسه MPLS و SD-WAN

اگر صرفاً به تبلیغات اغراق آمیز توجه کنید، مدعی هستند که SD-WAN ارزان و انعطاف‌پذیر، قصد دارد MPLS آهسته را، از بین ببرد. اما واقعیت این است که هر دو این تکنولوژی‌ها در WAN های مدرن نقش دارند. SD-WAN در واقع یک راهکار جهت استفاده از مفاهیم Software Defined Networking (SDN) برای WAN است.

این امر نیز به معنی استقرار دستگاه‌های SD-WAN است که از قوانین و سیاست ارسال ترافیک از بهترین مسیر تبعیت می‌کنند.SD-WAN یک هم‌پوشانی agnostic در نقل و انتقال داده است که می‌تواند هر نوع ترافیکی از جمله MPLS را مسیریابی و هدایت کند.

مزیت SD-WAN این است که یک معمار WAN-traffic سازمانی می‌تواند از یک نقطه مرکزی به راحتی سیاست‌ها را در تمام دستگاه‌های تحت WAN اعمال کند. در مقابل، در حالت MPLS استفاده از مسیرهای از پیش تعیین شده باید با دقت صورت گیرد زیرا به هنگام راه اندازی مدارهای ثابت، ایجاد تغییرات، به سادگی انجام چند کلیک نیست. اما به محض استقرار شبکه MPLS، عملکرد آن برای تبادل ترافیک در لحظه، تضمینی خواهد بود.

SD-WAN می‌تواند ترافیک را در بهترین مسیر‌ها هدایت کند، اما وقتی این بسته‌های IP به اینترنت باز می‌رسند، هیچ تضمینی برای عملکرد وجود ندارد. منطقی‌ترین استراتژی پیش رو، انتقال بیشترین میزان ترافیک MPLS به بستر اینترنت عمومی و ادامه استفاده از MPLS برای برنامه‌های حساس به زمان (که به تحویل تضمین شده نیازمند هستند) خواهد بود.

بیشتر بخوانید: سرویس سیسکو Umberella چیست