08 | 03 | 2020

Was sollten Sie über Multi-Protocol Label Switching (MPLS) wissen?

MPLS: Das Geheimnis hinter der nahtlosen Datenübertragung | Artikel

Barrieren überwinden: Die Leistungsfähigkeit von MPLS verstehen

Multiprotocol Label Switching (MPLS) ist eine Datenweiterleitungstechnologie, die die Geschwindigkeit erhöht und den Netzwerkverkehrsfluss steuert. Mit MPLS werden Daten über Labels über einen Pfad geleitet, anstatt an jedem Stopp eine aufwändige Suche in einer Routing-Tabelle zu erfordern.
Diese Technik ist skalierbar, protokollunabhängig und funktioniert mit Internet Protocol (IP) und Asynchronous Transport Mode (ATM).
Daten, die in ein herkömmliches IP-Netzwerk gelangen, werden auf der Grundlage langer Netzwerkadressen zwischen Netzwerkknoten übertragen. Bei dieser Methode muss jeder Router, auf dem ein Datenpaket landet, anhand von Routing-Tabellen entscheiden, wo das Paket als nächstes im Netzwerk ankommt. Umgekehrt weist MPLS jedem Paket eine Bezeichnung zu, um es über einen vorgegebenen Pfad zu senden.

„Netzwerke optimieren: Die Leistungsfähigkeit des MPLS-Routings“


Wie funktioniert MPLS?

Label Switched Paths (LSPs) sind vorgegebene unidirektionale Pfade zwischen Routerpaaren über ein MPLS-Netzwerk.

  1. Wenn ein Paket über einen Label Edge Router (auch als „Ingress Node“ bezeichnet) in das Netzwerk gelangt, wird es abhängig vom Datentyp und dem beabsichtigten Ziel einer Forwarding Equivalence Class (FEC) zugewiesen. FECs werden verwendet, um Pakete mit ähnlichen oder identischen Eigenschaften zu identifizieren.
  2. Basierend auf der FEC wendet der Eingangsknoten eine Beschriftung auf das Paket an und kapselt es in einen LSP.
  3. Während sich das Paket durch die „Transitknoten“ des Netzwerks (auch als Label Switch Router bezeichnet) bewegt, leiten diese Router die Daten weiterhin gemäß den Anweisungen auf dem Paketetikett. Diese Zwischenstopps basieren auf dem Paketetikett und nicht auf zusätzlichen IP-Lookups.
  4. Am "Ausgangsknoten" oder am letzten Router am Ende des LSP wird das Etikett entfernt und das Paket über normales IP-Routing zugestellt.

Ein Etikettenstapel besteht aus mindestens vier Teilen:

Beschriftungswert: enthält die Informationen für Router, um zu bestimmen, wohin das Paket als nächstes gehen soll

Verkehrsklassenfeld: Legt die Dienstgütepriorität und die explizite Überlastungsbenachrichtigung fest

Unterseite der Stapelflagge: Gibt das letzte Etikett im Stapel an

Lebenszeit (TTL) Feld: begrenzt die Lebensdauer der Daten oder die Anzahl der Hops, die sie ausführen können, bevor sie verworfen werden

Etiketten können auch gestapelt werden. Das obere Etikett steuert die Paketzustellung. Wenn es sein Ziel erreicht, wird dieses Etikett "geknallt" und das Etikett darunter übernimmt die Richtung.

Grundlegender Leitfaden zu MPLS: Grundlagen und Vorteile

Im Kern handelt es sich bei MPLS (Multi-Protocol Label Switching) um eine Netzwerktechnologie, die darauf ausgelegt ist, Datenpakete effizient über ein Netzwerk zu leiten. Hier sind einige MPLS-Grundlagen:

  1. Etikettenwechsel: Im Gegensatz zum herkömmlichen IP-Routing, das auf der Suche nach Ziel-IP-Adressen in Routing-Tabellen für jedes Paket beruht, verwendet MPLS Labels. Diese Etiketten werden an Pakete angehängt und geben den Weg an, den sie durch das Netzwerk nehmen sollen.
  2. Etikettenweiterleitung: Router in einem MPLS-Netzwerk treffen Weiterleitungsentscheidungen basierend auf den Labels und nicht auf der Grundlage der Ziel-IP-Adressen. Diese Etikettenumschaltung ermöglicht eine schnellere und effizientere Paketweiterleitung.
  3. Etikettenverteilungsprotokoll: MPLS-Router tauschen Label-Informationen über ein Protokoll wie LDP (Label Distribution Protocol) oder RSVP-TE (Resource Reservation Protocol – Traffic Engineering) aus. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Router im Netzwerk über die notwendigen Label-Zuordnungen verfügen, um Pakete korrekt weiterzuleiten.
  4. Verkehrstechnik: MPLS unterstützt Traffic-Engineering-Funktionen und ermöglicht Netzwerkadministratoren die Steuerung des Datenverkehrsflusses durch das Netzwerk. Dazu gehört die Priorisierung bestimmter Verkehrsarten, die Festlegung von Quality of Service (QoS)-Richtlinien und die Optimierung der Netzwerkauslastung.
  5. Virtuelle private Netzwerke (VPNs): Mit MPLS können virtuelle private Netzwerke erstellt werden, die es Unternehmen ermöglichen, mehrere Standorte oder Remote-Benutzer sicher über eine gemeinsame Infrastruktur zu verbinden. MPLS-VPNs bieten hohe Sicherheit und Privatsphäre, indem sie den Datenverkehr verschiedener Kunden oder Abteilungen mithilfe von Labels trennen.
  6. Service-Provider-Netzwerke: MPLS wird häufig in Netzwerken von Dienstanbietern verwendet, um Dienste wie Layer-3-VPNs, Layer-2-VPNs und Verkehrstechnik anzubieten. Es ermöglicht Dienstanbietern, ihren Kunden skalierbare und zuverlässige Konnektivitätsdienste bereitzustellen.
  7. Stapeln von Etiketten: MPLS unterstützt Label-Stacking, wobei einem Paket mehrere Labels hinzugefügt werden können. Dies ermöglicht die Erstellung hierarchischer Labelstrukturen und ermöglicht die Implementierung komplexer Netzwerkdienste und -protokolle.

Insgesamt bietet MPLS ein flexibles und effizientes Framework für den Aufbau und die Verwaltung von Netzwerken und bietet Vorteile wie verbesserte Leistung, Skalierbarkeit und Unterstützung für erweiterte Netzwerkfunktionen. Das Verständnis dieser MPLS-Grundlagen ist für jeden, der mit Netzwerkdesign, -bereitstellung oder -verwaltung befasst ist, von entscheidender Bedeutung.

„Effizientes Routing: Der MPLS-Vorteil“


Was ist bei der MPLS-Netzwerkoptimierung zu beachten?

Die MPLS-Netzwerkoptimierung (Multi-Protocol Label Switching) steht an der Spitze moderner Netzwerkstrategien und bietet Unternehmen beispiellose Effizienz, Zuverlässigkeit und Flexibilität bei der Verwaltung ihres Datenverkehrs. Im Kern handelt es sich bei MPLS um eine Technik zur Beschleunigung und Gestaltung des Netzwerkverkehrsflusses, die dadurch erreicht wird, dass Datenpakete entlang vorab festgelegter Pfade durch das Netzwerk geleitet werden, anstatt sich ausschließlich auf IP-Routing-Tabellen zu verlassen. Im Bereich der Netzwerkoptimierung entwickelt sich MPLS zu einer Eckpfeilerlösung, die eine Leistungssteigerung, eine Minimierung der Latenz und die Sicherstellung der Priorisierung kritischer Datenströme verspricht.

Der Schlüssel zur MPLS-Netzwerkoptimierung ist das Konzept des Traffic Engineering, bei dem Netzwerkadministratoren eine detaillierte Kontrolle über den Fluss von Datenpaketen erhalten. Durch die Zuweisung von Labels zu Paketen und die Einrichtung vorgegebener Pfade ermöglicht MPLS die Erstellung von Verkehrsmustern, die auf spezifische Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind. Dieser fein abgestimmte Ansatz ermöglicht die Priorisierung geschäftskritischer Anwendungen wie Sprach- und Videokommunikation und gewährleistet so eine optimale Leistung auch in Zeiten hoher Netzwerküberlastung. Darüber hinaus erleichtert MPLS Quality of Service (QoS)-Mechanismen und ermöglicht die Zuweisung von Bandbreite gemäß vordefinierten Service Level Agreements (SLAs) und die nahtlose Integration verschiedener Verkehrstypen innerhalb einer einheitlichen Netzwerkinfrastruktur.

Bei der Optimierung des MPLS-Netzwerks spielen mehrere Überlegungen eine Rolle. Erstens ist eine sorgfältige Planung unerlässlich, um Umfang und Ziele der Optimierungsbemühungen abzugrenzen. Dazu gehört die Durchführung gründlicher Bewertungen der bestehenden Netzwerkarchitektur, die Identifizierung von Leistungsengpässen und die Festlegung von Optimierungszielen im Einklang mit den Geschäftszielen. Darüber hinaus erweist sich die Skalierbarkeit als entscheidender Faktor, wobei Optimierungsstrategien darauf ausgelegt sind, sich ändernden Netzwerkanforderungen und zukünftigem Wachstum gerecht zu werden. Skalierbarkeit umfasst nicht nur die Erweiterung der Netzwerkkapazität, sondern auch die Fähigkeit, neue Technologien zu integrieren und sich an sich ändernde Verkehrsmuster anzupassen.

Darüber hinaus sind umfassende Überwachungs- und Analysemechanismen unabdingbar, um die Wirksamkeit von MPLS-Netzwerkoptimierungsinitiativen sicherzustellen. Echtzeit-Überwachungstools bieten Einblick in Netzwerkleistungsmetriken und ermöglichen es Administratoren, Anomalien zu erkennen, Probleme zu beheben und Optimierungsparameter nach Bedarf zu optimieren. Darüber hinaus ermöglicht die laufende Analyse von Netzwerkverkehrsmustern und Nutzungstrends Unternehmen, Optimierungsstrategien proaktiv anzupassen, die Ressourcenzuteilung zu optimieren und potenziellen Überlastungspunkten vorzubeugen.

Vom Umfang her umfasst die MPLS-Netzwerkoptimierung einen vielschichtigen Ansatz, der Netzwerkdesign, Konfiguration, Überwachung und kontinuierliche Verfeinerung umfasst. Von der Optimierung von Routing-Protokollen und der Priorisierung des Datenverkehrs bis hin zur Implementierung von QoS-Richtlinien und der Nutzung fortschrittlicher Techniken zur Verkehrsverwaltung spielt jeder Aspekt des Netzwerkökosystems eine entscheidende Rolle bei der Ausschöpfung des vollen Potenzials von MPLS. Durch die Umsetzung einer ganzheitlichen Optimierungsstrategie können Unternehmen alle Vorteile der MPLS-Technologie nutzen, die von verbesserter Leistung und Zuverlässigkeit bis hin zu Kosteneinsparungen und Wettbewerbsvorteilen in der heutigen digitalen Landschaft reichen.

Maximierung der Netzwerkeffizienz mit MPLS-Routing

Die MPLS-Routing-Effizienz revolutioniert die Netzwerkleistung durch die Einführung optimierter Paketweiterleitungsmechanismen. Im Gegensatz zum herkömmlichen IP-Routing, das sich bei Entscheidungen zur Paketweiterleitung ausschließlich auf Ziel-IP-Adressen verlässt, weist MPLS den Paketen Etiketten zu. Diese Labels werden von MPLS-fähigen Routern verwendet, um Weiterleitungsentscheidungen zu treffen und komplexe IP-Suchprozesse zu umgehen. Dieser Label-Switching-Mechanismus reduziert den Paketverarbeitungsaufwand erheblich und verbessert die Routing-Effizienz. Darüber hinaus unterstützt MPLS Traffic Engineering (TE)-Funktionen, die es Netzwerkadministratoren ermöglichen, Verkehrsströme zu optimieren, kritische Anwendungen zu priorisieren und Netzwerkpfade basierend auf Echtzeitbedingungen dynamisch anzupassen. Durch die Nutzung der MPLS-Routing-Effizienz können Unternehmen die Reaktionsfähigkeit des Netzwerks verbessern, Latenzzeiten minimieren und die Bandbreitennutzung maximieren, was letztendlich zu einem hervorragenden Benutzererlebnis und einer Optimierung der Ressourcenzuweisung in der gesamten Netzwerkinfrastruktur führt.

„Navigation MPLS: Schlüsselprinzipien und Anwendungen“


MPLS Vor- und Nachteile

MPLS bietet Vorteile wie Skalierbarkeit, Leistung, bessere Bandbreitennutzung, geringere Netzwerküberlastung und ein besseres Endbenutzererlebnis.

MPLS bietet keine Verschlüsselung, sondern ist ein virtuelles privates Netzwerk, das vom öffentlichen Internet abgeschottet ist. Daher gilt MPLS als sicherer Transportmodus. Und es ist nicht anfällig für Denial-of-Service-Angriffe, die sich auf reine IP-basierte Netzwerke auswirken könnten.

Umgekehrt ist MPLS ein Dienst, der von einem Netzbetreiber erworben werden muss und weitaus teurer ist als die Übertragung von Datenverkehr über das öffentliche Internet.

Wenn Unternehmen in neue Märkte expandieren, kann es für sie schwierig werden, einen MPLS-Dienstanbieter zu finden, der eine globale Abdeckung bietet. In der Regel stellen Dienstleister einen umfassenden Versicherungsschutz durch Partnerschaften mit anderen Anbietern zusammen, was kostspielig sein kann.

Und MPLS wurde in einer Zeit entwickelt, in der Zweigstellen den Datenverkehr an einen Hauptsitz oder ein Rechenzentrum zurückschickten, nicht für die heutige Welt, in der Zweigstellenmitarbeiter direkten Zugriff auf die Cloud wünschen.

MPLS vs. SD-WAN

SD-WAN: Wide-Area-Networking neu definiert

Im Bereich der Netzwerkarchitektur erweist sich SD-WAN als transformative Alternative, die beispiellose Agilität und Anpassungsfähigkeit bietet. Im Gegensatz zu herkömmlichen MPLS-Netzwerken, die auf vorgegebenen Routen und dedizierten Leitungen basieren, nutzt SD-WAN softwaredefinierte Intelligenz, um den Verkehrsfluss über verschiedene Konnektivitätsoptionen, einschließlich Standard-Breitbandverbindungen und das Internet, zu optimieren.

Im Kern stellt SD-WAN einen Paradigmenwechsel im Netzwerkmanagement dar und ermöglicht es Unternehmen, Abläufe zu rationalisieren, die Leistung zu steigern und Kosten zu senken. Durch die Zentralisierung von Richtliniendurchsetzungs- und Verwaltungsfunktionen macht SD-WAN die manuelle Konfiguration einzelner WAN-Geräte überflüssig, was die Netzwerkverwaltung vereinfacht und eine schnelle Umsetzung von Änderungen ermöglicht.

SD-WAN stellt ein überzeugendes Angebot für Unternehmen dar, die Wert auf Kosteneffizienz und Skalierbarkeit legen. Durch die Nutzung handelsüblicher Breitbandverbindungen und Cloud-basierter Dienste ermöglicht SD-WAN Kosteneinsparungen im Vergleich zu herkömmlichen MPLS-Netzwerken. Darüber hinaus bietet SD-WAN eine erhöhte Bandbreitenkapazität, sodass Unternehmen den wachsenden Anforderungen bandbreitenintensiver Anwendungen und Multimediainhalte gerecht werden können.

Darüber hinaus bietet SD-WAN optimale Leistung und Zuverlässigkeit, insbesondere für Nicht-Echtzeitanwendungen und in der Cloud gehostete Dienste. Durch die dynamische Steuerung des Datenverkehrs basierend auf Anwendungsprioritäten und Netzwerkbedingungen gewährleistet SD-WAN eine effiziente Nutzung der verfügbaren Ressourcen und minimiert die Latenz, was zu einem hervorragenden Benutzererlebnis führt.

Darüber hinaus erweist sich SD-WAN als vorteilhaft für Organisationen mit verteilten oder internationalen Betrieben, da es an kleinen, entfernten oder geografisch verteilten Standorten konsistente Leistung und Betriebszeit bietet. Mit SD-WAN werden Bereitstellung und Rollout beschleunigt, sodass Unternehmen sich schnell an sich ändernde Geschäftsanforderungen und Marktdynamiken anpassen können.

Im Wesentlichen stellt SD-WAN eine strategische Weiterentwicklung im Bereich Weitverkehrsnetzwerke dar und bietet eine flexible und kostengünstige Lösung für Unternehmen, die ihre Netzwerkinfrastruktur optimieren, die Agilität verbessern und neue Möglichkeiten für Innovation und Wachstum erschließen möchten.

Zusammenfassung

MPLS (Multi-Protocol Label Switching) gilt als Eckpfeiler der modernen Netzwerktechnik und bietet ein vielseitiges und effizientes Framework für die Datenweiterleitung und -verwaltung. Mit seinem innovativen Ansatz zur Paketweiterleitung rationalisiert MPLS den Netzwerkbetrieb, steigert die Leistung und ermöglicht die Bereitstellung fortschrittlicher Netzwerkdienste. Von der Optimierung des Verkehrsflusses und der Priorisierung kritischer Anwendungen bis hin zur Unterstützung virtueller privater Netzwerke und Verkehrstechnik ermöglicht MPLS Unternehmen, den sich verändernden Anforderungen der heutigen digitalen Landschaft mit Zuversicht und Effizienz gerecht zu werden. Während Unternehmen die digitale Transformation annehmen und ihre Netzwerkinfrastruktur erweitern, bleibt MPLS eine vertrauenswürdige Lösung, die die Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Flexibilität bietet, die erforderlich sind, um Innovationen voranzutreiben, die Zusammenarbeit zu fördern und außergewöhnliche Benutzererlebnisse zu bieten. Im Wesentlichen stellt MPLS nicht nur eine Technologie, sondern einen Katalysator für Konnektivität dar, der es Unternehmen ermöglicht, die Komplexität moderner Netzwerke mit Agilität, Belastbarkeit und beispielloser Effizienz zu bewältigen.

 

MPLS - Die Grundlagen des Label Switching

Schlüssel


 

„In der Welt der Netzwerke ist das MPLS-Datenrouting der stille Held, der den Datenverkehr nahtlos mit Präzision und Agilität leitet und sicherstellt, dass jedes Paket sein Ziel mit beispielloser Zuverlässigkeit erreicht.“

– Erkenntnisse verbunden

 

 


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Daniel Magdziarz

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