MPLS:详解多协议标签切换

MPLS定义

MPLS英文全称:Multi-ProtocolLabelSwitching。即多协议标签交换。MPLS是一种协议,旨在快速有效地将数据数据包传输到目的地。因为它将数据直接发送到目的地,所以它优于常规的互联网协议(IP)路由,后者在最终将数据发送到最终目的地之前在整个互联网上反弹数据。
MPLS原理图示
在此MPLS含义的上下文中,“多协议”意味着系统不依赖于任何特定协议来运行。它是一个覆盖层,使其能够转发各种不同类型的数据,而不管用于组织它们的协议如何。

“标签交换”是指系统路由器形成标签交换路径(LSP)的事实,LSP是在网络内路由流量的预定路径,这是MPLS定义的另一个重要方面。与常规IP路由相比,这会带来更好的传输和整体卓越的服务质量(QoS)。一些公司已经并继续使用它,特别是当强大、不间断的连接至关重要时。它减少了延迟,并允许公司执行更流畅的视频会议或互联网协议语音(VoIP)呼叫,这取决于流畅,不间断的数据流。

这些目标类似于什么是SD-WAN的目标?通过SD-WAN供电的连接,可以更有效地传输数据,从而产生更流畅的性能。例如,如果一家公司希望确保与多个卫星办公室或远程员工进行顺畅的视频会议,他们可以使用SD-WAN来确保每个视频信号有效地到达会议中的每个人。与MPLS类似,SD-WAN将为最终用户提供延迟更少的体验,同时保持更高的分辨率。

MPLS如何工作?

MPLS不是产品或服务,这种区别是理解MPLS工作原理的关键。相反,它是一种指定路径以在节点而不是端点之间发送数据的技术。当数据包首次进入网络时,它被分配给转发等效类(FEC),该类指示数据包的转发方式。这是通过将位序列标签附加到数据包来完成的。

在MPLS中,位序列标签的作用类似于信封上的地址,告诉数据包去哪里。具有相同特征的数据包与相同的标签相关联,因此使用相同的规则进行转发。当数据包从一个路由器转发到下一个路由器时,每个路由器都包含一个表,告诉它如何处理这些特定类型的数据包。

这样,数据将沿着短路径标签而不是长网络地址跳过。无论底层网络协议如何,都可以执行此操作,因为MPLS不限于仅处理一个特定协议。它支持使用的任何接入技术—T1/E1、帧中继、数字用户线路(DSL)或异步传输模式(ATM)。
由于每个数据包都有特定的方向,因此MPLS可以为最终用户提供更低的延迟和更好的服务质量。传统的IP路由可以与当前的国际航空公司系统进行比较。如果您想从伯利兹飞往波士顿,您可能需要乘坐一个航班从伯利兹飞往德克萨斯州的休斯顿,另一次飞往新泽西州的纽瓦克,然后再乘坐另一个航班飞往波士顿。由于所有接送服务,整个行程很容易超过24小时。
MPLS工作流程
借助MPLS和SD-WAN,就像您乘坐私人飞机一样,遵循自己的、更高效的路径。很可能,这架喷气式飞机可以直接从伯利兹飞往波士顿。如果飞机必须在美国停留,它会选择沿途的一个地点,例如北卡罗来纳州,而不是偏离航线数百英里的休斯顿。
当数以百万计的数据包在全国各地传输时,有些数据包必然会遭受延迟,从而导致延迟和质量差。当数据带有特定的方向,沿着更有效的路径发送数据时,最终用户可以获得更高质量的视频和音频,以及更快的整体传输。

MPLS和OSI层次结构

很难将MPLS整齐地放入开放系统互连(OSI)七层层次结构中。它介于第2层和第3层之间。这是因为第2层包括涉及交换机等设备的数据链路,而第3层是指包括路由器的网络。因此,它有时被称为“2.5级”存在,因为它不是促进数据链路的设备(第2层),但它也不是像路由器(第3层)那样的设备。

但是,就像封装在每一层中的设备一样,MPLS确实促进了数据传输,因此有些人选择为其提供自己的层“2.5”。它有效地位于每个节点的“顶部”,将数据包从一个节点发送到下一个节点,其作用与层次结构中的独特层非常相似,将数据从第2层移动到第3层。

MPLS含义:MPLS是一种有效的网络方法吗?

什么是网络中的MPLS?与所有网络工具一样,MPLS具有明显的优缺点。使用SD-WAN也可以体验到它的一些更引人注目的好处。

MPLS优点

更好的性能:MPLS比旨在执行类似功能的旧技术ATM产生更好的性能。异步传输模式首先在两个端点之间形成虚拟电路,在电路就位后,可以传输数据。这在公共交换电话网(PSTN)和综合业务数字网络(ISDN)上效果很好,但MPLS在当前的IP技术下效果更好。
更好的流量管理:MPLS可确保将网络上的流量有效地发送到其目的地。虽然它的目标类似于帧中继的目标,但在流量管理方面更加一致,从而减少延迟或数据包丢失。
提高安全性:尽管MPLS不会自动附带自己的安全协议,但它是一个虚拟专用网络(VPN),将其与公共互联网分开。因此,公共互联网固有的威胁不会影响系统。
MPLS缺点
对载波的依赖:使用MPLS,您需要特定的载波来促进系统。如果您的运营商服务令人失望并且您决定切换,您的MPLS系统可能会受到损害,需要重新设计、额外的工作和浪费时间。
费用:MPLS的成本远远高于宽带等其他技术。如果组织决定使用这种方法,他们将不得不进行详细的成本分析,以确保收益证明额外的费用是合理的。
缺乏全面覆盖:MPLS系统设置为服务于最终用户数量有限的特定区域。扩大系统以包括更广泛的用户或更广泛的服务领域将需要额外费用。

当前技术环境中的MPLS

MPLS虽然曾经是最有效的解决方案之一,但已被其他技术所取代。它的主要好处是,当用户连接时,他们享受强大的连接性和一致的性能。当数据需要快速且不间断地交付时,MPLS可以做得很好,但它并不是游戏中唯一的参与者。

对于许多企业来说,通过常规公共网络的高速光纤连接通常可以为他们提供所需的性能。在MPLS发明的1990年代,高速、一致的连接并不像今天这样普遍。然而,即使是现代公共互联网解决方案也有其局限性。由于流量增加或其他带宽需求,它们可能会遇到延迟。这就是SD-WAN发挥作用的地方。

由于SD-WAN提供了加密路由路径的网络,因此在绝大多数情况下,它能够很好地替换MPLS。SD-WAN已经优化了数据传输,以更有效的方式将数据包定向到目的地。因此,SD-WAN通常是一个绰绰有余的解决方案。

许多公司已经从MPLS切换到SD-WAN,因为后者提供了所有相同的好处,而无需额外费用。SD-WAN:

保护您的网络免受MPLS无法承受的威胁:SD-WAN系统可以配备威胁检测和抑制措施来保护您的网络。
更好的可见性:SD-WAN系统提供网络上所有用户和设备的完全可见性。增强的可视性使网络更易于管理和保持安全。
成本更低:具有MPLS连接的中心辐射型广域网(WAN)模型需要将数据发送到数据中心,在那里进行处理和重新分发。这是一个昂贵的解决方案。SD-WAN的多点连接使用云和互联网资源的组合更好地管理流量,从而在此过程中为组织节省资金。
具有更好的整体性能:尽管MPLS提供了一致的性能,但它通常无法处理现代网络流量导致的一些较重的提升,虽然组织可以租用额外的带宽来处理增加的负载,但租赁费用本质上是在浪费负载正常时的钱。另一方面,SD-WAN可以根据不断变化的条件调整带宽。

SD-WAN可以取代MPLS吗?

SD-WAN在许多情况下可以取代MPLS,主要是因为SD-WAN提供了相同的通用功能,并且具有多种优势。例如:
  1. SD-WAN实施的成本低于安装MPLS。
  2. 虽然MPLS是安全的,因为它为您提供了VPN,但如果您选择安全的SD-WAN解决方案,您将获得更好的保护。
  3. MPLS为您提供稳定的、设定的带宽量。尽管这种稳定性可以提高可靠性,但使用SD-WAN,您可以根据需要调整带宽,使其成为更灵活的解决方案。
安全SD-WAN是比MPLS更好的整体选择,因为它具有灵活性、安全性和成本节约。但是,对于需要MPLS可靠性优势的环境,您不必选择它而不是SD-WAN,因为两者可以相互配合。换句话说,SD-WAN系统可以轻松整合MPLS,使其成为理想的替代解决方案,而无需强迫您牺牲一种技术来换取另一种技术。
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