Multi-protocol Label Switching : MPLS

Multi-protocol Label Switching : MPLS

• Motivation

เนื่องจาก IP ยังมีข้อเสียคือเป็น connectionless, การส่งขึ้นกับ IP,การส่งยังช้าอยู่เพราะต้องไปหาข้อมูลใน routing table ส่วน ATM ซึ่งเป็น Connection oriented ที่ช่วยในการส่ง packet ให้เร็วขึ้น แต่ก็ยังมีข้อจำกัดคือ มีความซับซ้อนและยุ่งยากรวมไปถึงมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างแพงทำให้ไม่เป็นที่นิยม ดังนั้น MPLS จึงมีการรวมระหว่าง ATM และ IP เข้าด้วยกัน

• MPLS Basics

– เมื่อมี packet เข้ามาจะมี LER (Label Edge Router) อยู่ที่ขอบซึ่งจะเป็นตัวทำการ mapping IP ให้เป็น label และทำการแปะ label แล้วส่งต่อ ซึ่งระหว่าง LER จะมี LSR (Label Switching Router) ซึ่งเป็นตัวเลือกเส้นทาง(LSP : Label Switched Path) ซึ่ง LSP ที่เลือกมาได้แล้วจะได้จากการคุยกันของ LDP (Label Distribution Path) จนกระทั่งได้เส้นทางมา โดยเส้นทางที่เลือกมานั้นจะเลือกตาม class ของ FEC เมื่อ packet ส่งมาถึงปลายทางก็จะมีการถอด label ออก

• MPLS Terminology

– LDP: Label Distribution Protocol ->กระบวณการกระจายจะถูกสร้างระหว่าง LDP ใน MPLS

LDP message type

1. Discovery message : คอยประกาศว่า LSR ตัวไหนที่อยู่ใกล้

2. Session message : บอกว่าตัวไหนที่กำลังเชื่อมต่อ หรือว่า terminate ระหว่าง LPD

3. Advertisement message : บอกการเปลี่ยนแปลงของ label เช่น การสร้าง,การเปลี่ยนแปลง,ลบlabel

4. Notification message : เป็นตัวบอกข้อมูลเกี่ยวกับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้น

– LSP: Label Switched Path -> เป็นเส้นทางที่สร้างขึ้นมาก่อนที่จะส่งข้อมูล ซึ่งเป็นเส้นทางที่จะใช้ในการ switching

– FEC: Forwarding Equivalence Class -> ใช้แทนกลุ่มของ packet ที่มีลักษณะคล้ายกัน และจะไปเส้นทางเดียวกัน เช่น packet แบบนี้เป็น class ไหน โดยจะมีการกำหนด class ตั้งแต่ตอนที่ packet เข้ามา

– LER: Label Edge Router -> เป็น router ที่ขอบที่ทำการใส่และถอด label

– LSR: Label Switching Router -> เป็น router ที่ทำการอ่าน label แล้วทำการ switch packet ไปตามเส้นทางที่อยู่ใน LIB (Label Information Base)

• Operation

1. label creation and distribution : สร้าง label และกระจายออกไป

2. table creation at each router : สร้าง switching table

– เมื่อได้รับ label binding มา LSP แต่ละตัวจะเริ่มสร้างตารางเล็กๆ เรียกว่า label information (LIB) โดยสร้างตาม class ที่ทำการแยกแล้ว ซึ่งตารางจะมีการระบุว่าจะ mapping ยังไง ระหว่าง label กับ FEC

– ในตารางจะแสดงการจับคู่ input port และ input label tableไปยัง output port and output label table

3. label-switched path creation : สร้างเส้นทาง

– ทำ path creation โดย LSP จะสร้าง reverse direction จากตาราง LIB ซึ่งเป็นการขอสถาปนาการเชื่อมต่อแต่ยังไม่มีการส่ง packet จริงเข้ามา

4. label insertion/table lookup : ใส่ label และ lookup table

– เริ่มต้น router ตัวแรก (LER1) จะใช้ LIB เพื่อหา next hop และทำการใส่ label จากนั้น router ตัวต่อไป (LSR1) ก็เอา label ไปหาใน LIB  ในการหา next hop ต่อไป

5. packet forwarding : ส่ง packet

• Advantages

1. ทำให้ packet-forwarding มีความสามารถมากขึ้นและเร็วขึ้น

2. มีการการันตี QoS (Quality of Service) และ CoS (Class of Service)

3. สนับสนุนการขยายตัวของ network

4. รวมความสามารถของ IP และ ATM

• Disadvantages

1. มี overhead เยอะเนื่องจากมีการแปะ Label ( shim layer)

2. router จะต้องรองรับการใช้งานของ MPLS