Multi Protocol Label Switching (MPLS)

 MPLS okrajový smerovač (Ingress Edge-Label Switch Router, I-LSR) analyzuje obsah IP hlavičky a vyberá vhodnú značku, s ktorou je paket enkapsulovaný. I-LSR prichádzajúce pakety priraďuje do jednotlivých smerovacích tried (Forwarding Equivalence Class - FEC). FEC je množina paketov s rovnakým cieľovým uzlom a rovnakým smerovaním, do ktorej môže byť paket priradený na základe parametrov ako vstupný uzol, výstupný port, cieľová adresa, atď.
Paket je následne prepínaný vnútornými smerovačmi (Core-LSR) v sieti len podľa značky. Na druhom okraji siete, kde ju paket opúšťa je rovnako umiestnený okrajový smerovač (Egress-LSR), ktorý príslušnú značku odstráni a paket sa ďalej šíri samostatne.
LSR vykonávajú operácie s značkami podľa obsahu poľa Instruction v ich smerovacích tabuľkách (Label Information Base - LIB). LSR môžu vložiť novú značku (push), vymeniť ju za inú (swap) alebo odstrániť značku (pop).
LIB môžu byť napĺňané dvoma spôsobmi s ohľadom na to, či sa jedná o hop-by-hop smerovanie alebo explicitné smerovanie. Pri hop-by-hop smerovaní sú LIB napĺňané na základe informácii zo smerovacích protokolov (OSPF, IS-IS) rozposielaných ostatnými smerovačmi. Jedná sa v princípe o vytvorenie LSP pre FEC na základe smerovania používaného v IP sieťach. Avšak s tým rozdielom, že pri MPLS sa vytvorí LSP a teda dané smerovače nerozhodujú o ďalšom smerovaní pre každý paket nezávisle, ale pakety sú smerované podľa FEC, ktorá určuje do ktorej LSP daný paket patrí.
Podľa LSP je v konkrétnom LSR uzle hlavička paketu rozšírená o značku, ktorá slúži na identifikáciu LSP pre ďalšie LSR. Pre vytvorenie LSP sa používajú rôzne smerovacie protokoly v závislosti na tom, či sa jedná o smerovanie vo vnútri siete (Local Area Network-LAN) alebo smerovanie medzi jednotlivými sieťami (Wide Area Network-WAN). V prípade smerovania vo WAN sa požíva doplnený BGP (Border Gateway Protocol) smerovací protokol.
Pri explicitnom smerovaní sú LIB vytvárané administrátorom siete, ktorý tak určí explicitnú trasu paketov. Vytvorená cesta môže, ale aj musí byť optimálna, je definovaná na základe pohľadu na topológiu MPLS siete. Ak sa zistí, že v niektorej časti siete sú linky príliš vyťažené a v inej časti menej, administrátor siete môže pre niektoré toky vytvoriť novú LSP a tým rozmiestniť záťaž na celú sieť. Ak je LSP vytvorená podľa požiadaviek na QoS, je to nazývané ako „vynútené smerovanie“. Pre vytvorenie LSP na základe QoS sa používajú signalizačné protokoly. Ich úlohou je vytvoriť LSP, ako aj rozšíriť potrebné informácie o danej LSP medzi uzlami, ktoré sa priamo zúčastňujú na vytvorení danej LSP. Explicitné smerovanie je základom plánovania prevádzky (TE) v sieti MPLS.

Pojmy:
Forwarding Equivalence Class (FEC) skupina IP paketov ktorá má byť forwardovaná na jeden cieľ
Label Edge Routers (LER) vstupný/výstupný router MPLS siete
Label Switch Routers (LSR) routre smerujúce na základe Label switchingu
Label Distribution Protocol (LDP) LDP je protokol umožňujúci vytvárať FEC na základe prefixu IP adresy a zaisťuje distribúciu značiek patriacich jednotlivým FEC medzi uzly MPLS siete. Protokol vznikol štandardizáciou protokolu TDP (Tag Distribution Protocol)

Základné správy:
Discovery massage – vzájomná detekcia smerovačov,
Session messages – vytváranie signalizačných spojení medzi LSR,
Advertisement messages – detekcia mapovania návestí a FEC,
Notification messages – prenos podporných správ a alarmov v sieti.

Popis formátu LDP správy:
U – neznámy bit správy
Typ Správy (Message type) – typ správy
Dĺžka Správy (Message Length) – dĺžka poľa ID Správy v bajtoch (povinný parameter)
ID Správy (Message ID) – 32-bitová hodnota používaná na identifikáciu správy (nepovinný parameter)
Parametre (Parameters) - parametre TLV (Type-Length-Value)

PE (Provider Edge) routre vstupný/výstupný router poskytovateľa (ISP)
Constraint-Based Routing, (CR) Vynútené smerovanie - pri zostavovaní trasy berie do úvahy viacej parametrov (šírka pásma, oneskorenie, cena (finančné náklady na vytvorenie cesty))
Resource Reservation Protocol-TE RSVP-TE RSVP-TE je sada tunelovacích rozšírení pôvodného RSVP (Resource Reservation Protocol) protokolu, ktoré definujú formát a spôsob prenosu objektov.


Príklad konfigurácie MPLS na interface cisco zariadenia

conf t
ip cef
interface e0/0
ip route-cache cef
mpls ip
mpls label protocol ldp
mpls mtu 1512