### 2.9 Протокол MPLS

Технология мультипротокольной коммутации меток (MPLS), разработанная организацией IETF, представляет собой комбинацию различных фирменных механизмов, таких, как IP Switching (Ipsilon), Tag Switching (Cisco Systems), Aris (IBM) и Cell Switch Router (Toshiba). В ее основе лежит принцип отображения сетевых адресов на специальные метки, которые могут использоваться для пересылки пакетов.
В обычных IP-сетях каждый маршрутизатор, находящийся на пути следования трафика, анализирует все пакеты для выявления потоков, к которым они относятся. При использовании технологии MPLS соответствие между конкретным пакетом и потоком устанавливается один раз, на входе в сеть MPLS. При этом поток маркируется коротким идентификатором фиксированной длины — меткой, в качестве которой может использоваться, например, идентификатор виртуального соединения ATM. Далее пакет путешествует вместе с меткой, которая используется для его пересылки. Это значительно упрощает процедуру обработки пакетов (по сравнению с традиционной маршрутизацией). Хотя метки идентифицируют только исходящее соединение, то есть имеют локальную сферу действия, они могут применяться для сквозной идентификации всего маршрута.
Первоначально основным достоинством технологии MPLS считалось то, что она позволяет значительно ускорить процессы пересылки трафика за счет применения высокоскоростных средств коммутации, в том числе коммутаторов ATM. Однако сегодня технология аппаратной коммутации с успехом используется и для высокоскоростной классической маршрутизации. Изменилось и позиционирование технологии MPLS — в настоящее время ее рассматривают в первую очередь как эффективное средство для управления качеством обслуживания и инженерии трафика.
Сеть, основанная на коммутации меток, состоит из маршрутизаторов двух типов: коммутации меток (Label Switch Router — LSR) и пограничных (Label Edge Router — LER). Основная функция маршрутизаторов LSR — это коммутация пакетов или ячеек на основании их меток. Помимо выполнения этой функции, устройства LSR должны в полном объеме поддерживать алгоритмы традиционной маршрутизации (на третьем уровне) или коммутации (на втором уровне). Маршрутизаторы LER находятся на границе домена MPLS и обеспечивают добавление и удаление меток. Их часто называют входными или выходными маршрутизаторами LSR.
Один из ключевых процессов для работы сети MPLS — это так называемое распределение меток (label distribution) — набор процедур, с помощью которых один маршрутизатор LSR информирует другой маршрутизатор (находящийся ближе к источнику трафика) об установленном им соответствии «метка—поток». Для распределения меток было предложено несколько различных вариантов, например базирующихся на вложении меток в сообщения протоколов RSVP или OSPF. Для этого можно использовать и новый специализированный протокол распределения меток LDP (Label Distribution Protocol).
Архитектура MPLS предусматривает два способа выбора маршрута для конкретного потока: последовательная (hop-by-hop) маршрутизация и явное (explicit) указание маршрута. Первый из них подразумевает, что каждый узел независимо выбирает следующий участок маршрута для потока. Это похоже на традиционные алгоритмы маршрутизации, используемые в IP-сетях.
Явно указанный маршрут — это цепочка маршрутизаторов LSR, которая определяется одним объектом. В случае MPLS явный маршрут определяется при присвоении меток, однако он не должен указываться в каждом IP-пакете, и поэтому явная маршрутизация MPLS более эффективна по сравнению с явным указанием маршрута (source routing) при обычной IP-маршрутизации.
Явная маршрутизация MPLS может оказаться полезной во многих случаях, например, для определения пути передачи трафика на основе различных правил, управления трафиком и качеством обслуживания, а также для организации туннельных соединений или виртуальных частных сетей (ВЧС). Те или иные маршруты могут выбираться в соответствии с типом трафика и в зависимости от требований к качеству обслуживания. При этом правила пересылки трафика по всей сети сразу устанавливаются на ее границе. Основное отличие технологии MPLS от протокола RSVP заключается в том, что она обеспечивает установление сквозного пути передачи потока, своего рода виртуального соединения. При этом отдельные потоки могут агрегироваться в классы, что позволяет достичь высокой масштабируемости и обеспечить согласованное управление трафиком, в том числе и телефонным.