ПРЕИМУЩЕСТВА  И  НЕДОСТАТКИ  ТЕХНОЛОГИИ  MPLS

Якушев  Игорь  Юрьевич

инженер-стажер  NVision  Group,  магистрант  Сибирского  государственного  университета  телекоммуникаций  и  информатики,  РФ,  г.  Новосибирск

E -mail:  yakushevigor@mail.ru

Марамзин  Валерий  Валентинович

научный  руководитель,  ведущий  инженер-конструктор  технического  отдела  NVision  Group,  преподаватель,  Сибирский  государственный  университет  телекоммуникаций  и  информатики,  РФ,  г.  Новосибирск

Технология  Multiprotocol  Label  Switching  (MPLS  —  многопротокольная  коммутация  по  меткам)  —  это  технология  передачи  данных  от  одного  узла  к  другому,  использующая  метки  для  принятия  решения  о  выборе  маршрута.  Технология  MPLS  подразделяется  на  две  технологии:  MPLS  L2  VPN  и  MPLS  L3  VPN.  При  использовании  в  сети  технологии  MPLS  L2  VPN  передача  данных  осуществляется  на  втором  уровне  модели  OSI,  используя  такие  технологии  как  Ethernet,  Frame  Relay  и  ATM.  При  использовании  в  сети  технологии  MPLS  L3  VPN  передача  данных  осуществляется  на  третьем  уровне  модели  OSI,  используя  технологию  IP  [3].  MPLS  сеть  предоставляет  широчайшие  возможности  передачи  данных:  возможность  организовать  множество  соединений  для  одной  организации,  поддержка  приложений  реального  времени  (голос  и  видео).  Маршруты  в  MPLS  сети  вычисляются  посредством  таких  протоколов  как  BGP,  OSPF,  IS-IS  и  RIP  [1].

Технологию  MPLS  L3  VPN  можно  использовать  поверх  магистральной  MPLS  сети,  либо  поверх  магистральной  IP  сети,  используя  протоколы  GRE,  L2TPv3  и  другие  туннельные  протоколы.

На  рисунке  1  отображена  простая  магистральная  MPLS  сеть  с  применением  технологии  MPLS  L3  VPN,  которая  обслуживает  две  организации,  расположенные  в  разных  городах  (“City3”,  “City5”  и  “City6”).  Магистральная  MPLS  сеть  состоит  из  следующих  маршрутизаторов:  «City1»,  “City2”,  “City3_PE”,  “City4”,  “City5_PE”  и  “City6_PE”.  Сети  “Net1_A”  и  “Net1_B”  относятся  к  одной  организации,  а  сети  “Net2_A”  и  “Net2_B”  —  к  другой.

Рисунок  1.  Магистральная  MPLS   сеть

Обозначение  «PE»  в  названии  города  означает,  что  в  этом  городе  находится  граничный  маршрутизатор  провайдера  (Provider  Edge).  Обозначение  «CE»  в  названии  города  означает,  что  в  этом  городе  расположен  граничный  маршрутизатор  клиента  (Customer  Edge)  [2].  В  городах,  названия  которых  не  содержат  подобные  обозначения,  расположены  промежуточные  маршрутизаторы,  повышающие  надежность  и  отказоустойчивость  MPLS  сети.  Такие  маршрутизаторы  провайдера  могут  стать  граничными,  если  в  соответствующем  городе  клиент  захочет  создать  сеть  своей  организации.

В  сетях,  использующих  технологию  MPLS  L3  VPN,  можно  выделить  следующие  преимущества  (для  пояснения  будет  использоваться  сеть,  изображенная  на  рисунке  1):

1.  Независимость  адресного  пространства  организаций  —  сети  разных  организаций  изолированы  друг  от  друга.

2.  Подключение  к  магистральной  MPLS  сети  провайдера  больше  тысячи  организаций  и  виртуальных  частных  сетей,  которые  расположены  на  различном  расстоянии  друг  от  друга,  при  условии  нахождения  необходимого  оборудования  провайдера  и  подключаемой  организации  в  одной  локации.

3.  В  магистральной  MPLS  сети  имеется  множество  маршрутов,  за  счет  этого  повышается  надежность  сети  —  при  выходе  из  строя  маршрутизатора  автоматически  перестроится  MPLS  сеть,  произойдет  выбор  оптимальных  маршрутов,  в  результате  этого  отказ  передачи  данных  в  сети  потребителя  отсутствует.

4.  В  большинстве  случаев  при  построении  сети  устанавливаются  дополнительные  (резервные)  маршрутизаторы,  благодаря  которым  повышается  отказоустойчивость  сети.  Рассмотрим  пример  сети,  имеющей  два  граничных  маршрутизатора,  соединяющих  две  больших  сети.  В  функционировании  сети  задействованы  оба  маршрутизатора;  при  выходе  одного  маршрутизатора  из  строя  другой  будет  работать,  вероятность  выхода  из  строя  обоих  маршрутизаторов  крайне  мала.  Если  бы  в  сети  был  бы  всего  лишь  один  граничный  маршрутизатор,  то  при  его  выходе  из  строя  сеть  перестала  бы  функционировать.

5.  Протокол  MPLS  используется  совместно  с  другими  протоколами:  IP,  IS-IS,  OSPF,  RIP  и  BGP  [1].

6.  В  магистральных  MPLS  сетях  можно  гарантировать  пропускную  способность.

7.  Балансировка  нагрузки  в  MPLS  сети.  Возможность  равномерно  распределить  трафик  между  маршрутизаторами  сети,  в  результате  этого  не  возникает  перегрузок  оборудования,  не  выходят  из  строя  маршрутизаторы  —  эффективность  сети  не  снижается.

8.  В  магистральной  MPLS  сети  можно  организовать  технологию  VPLS  (Virtual  Private  LAN  Service  —  технология  организации  виртуальной  частной  сети)  —  создать  виртуальный  коммутатор,  работающий  на  уровне  L2  модели  OSI,  а  в  качестве  граничного  оборудования  клиента  использовать  обычные  коммутаторы.  На  рисунке  2  приведен  пример  реализации  технологии  VPLS  для  одной  организации  с  офисами,  расположенными  в  разных  городах.

Рисунок  2.  Технология  VPLS

9.  Технология  MPLS  L3  VPN  позволяет  создать  много  виртуальных  маршрутизаторов  и  интерфейсов  в  магистральной  MPLS  сети,  которые  сконфигурированы  отдельно  для  каждой  организации.  В  качестве  примера  на  рисунке  3  отображена  одна  организация,  имеющая  соединение  между  своими  офисами,  расположенными  в  разных  городах,  через  виртуальный  маршрутизатор.

Рисунок  3.  Виртуальный  маршрутизатор  в  MPLS   сети

Недостатки:

1.  Сложность  реализации  MPLS  сети  —  существует  необходимость  в  инженерах,  имеющих  профессиональные  навыки  для  построения  таких  сетей.

2.  Дороговизна  как  оборудования  и  построения  сети,  так  и  обслуживания  этой  сети.

3.  Сложность  в  защите  информации  —  если  не  работает  один  протокол,  то  вся  сеть  не  функционирует.

Основной  недостаток  MPLS  сети  —  это  дорогое  оборудование,  дорогое  проектирование  и  дорогое  обслуживание  сети.  Однако  преимуществ  MPLS  сети  значительно  больше,  главными  из  которых  являются  высокая  производительность,  высокая  надежность,  гарантированная  пропускная  способность  канала  потребителя  и  совместное  использование  с  протоколами  канального  и  сетевого  уровней.

Список  литературы:

1.BGP/MPLS  IP  Virtual  Private  Networks.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://tools.ietf.org/html/rfc4364  (Дата  обращения:  28.03.2014).

2.Lewis  Mark.  “Comparing,  Designing,  And  Deploying  VPNs”.  Cisco  Press,  2006.  –  1080  p.

3.Multiprotocol  Label  Switching  Architecture.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.ietf.org/rfc/rfc3031.txt  (Дата  обращения:  28.03.2014).