Was ist Multiprotocol Label Switching (MPLS)?

Multiprotocol Label Switching (MPLS) ist eine Technologie zur Verbesserung der Geschwindigkeit und Effizienz der Datenweiterleitung in großen Netzwerken und/oder am Netzwerkrand. MPLS funktioniert in einem virtuellen privaten Netzwerk (Virtual Private Network, VPN) und lässt sich in jede zugrunde liegende Infrastruktur integrieren – darunter Internet Protocol (IP), Ethernet, Frame Relay und Asynchronous Transfer Mode (ATM) – und ist damit eine skalierbare Netzwerkoption mit niedriger Latenz. 

MPLS beschleunigt und vereinfacht die Verbindungen vom Rechenzentrum über den Netzwerk-Backbone bis hin zum Netzwerkrand und fast überall dazwischen. Diese Art der Konnektivität ist ein wichtiger Bestandteil der Vision einer Open Hybrid Cloud, die Ihnen eine konsistente Anwendungs- und Betriebserfahrung bietet – und zwar in der gesamten Architektur.

MPLS baut ein System von Knoten (oder Routern) auf, die eine verpackte Dateneinheit (auch als Datenpaket bezeichnet) über den effizientesten Pfad von einem IP zu einem anderen übertragen. Die Übertragung eines Pakets beginnt am Edge des MPLS-Netzwerks an einem Eingangs-Label Edge Router (LER), wo das Paket geprüft und einer Forward Equivalence Class (FEC) zugeordnet wird. Basierend auf der FEC wird das Paket mit einem Label versehen, anhand dessen bestimmt wird, wohin es im MPLS-Netzwerk entlang eines in eine Richtung verlaufenden Label Switched Path (LSP) als Nächstes übertragen werden soll.

Von dort aus wird das Paket an mehrere Label Switch Router (LSR) weitergeleitet. Jedes Mal erhält das Paket ein neues Label (Label-Swapping), das auf der Lookup- oder Routing-Tabelle des Netzwerks, der Label Information Base (LIB), basiert. Der Prozess wird fortgesetzt, bis das Paket an einem Ausgangs-LER ankommt. Der LER entfernt das Label und leitet das Paket an das neue IP-Netzwerk weiter.

Sie können sich das wie Gepäck vorstellen, das bei einem Anschlussflug von einem Flugzeug in ein anderes umgeladen wird. Bei der Gepäckabfertigung wird ein Label mit dem Zielort aufgeklebt, und bei jeder Etappe der Reise wird das Label aktualisiert, um mitzuteilen, wohin es als Nächstes gehen soll, bis es schließlich sein endgültiges Ziel erreicht und zur Gepäckausgabe geleitet wird.

Im Gegensatz zum klassischen Daten-Routing, bei dem ein Router das Paket untersuchen und mehrere Netzwerke nach einer Übereinstimmung durchsuchen muss, kombiniert MPLS die effektivsten Aspekte von Routing und Switching, um einen schnellen, effizienten und zuverlässigen Pfad zu ermitteln. Und da MPLS zwischen den Schichten 2 und 3 des OSI-Referenzmodells angesiedelt ist, kann es auf jeder IP-Infrastruktur ausgeführt werden. 

MPLS arbeitet in einem VPN und ist damit im Vergleich zu IP-basierten Netzwerken eine sicherere Transportoption. MPLS ist jedoch nicht verschlüsselt, und Nutzer sollten in Erwägung ziehen, ein MPLS-Netzwerk um diese Schutzschicht zu erweitern. Da FECs und LIBs einem Paket jeweils eine Nummer zuweisen und es dann entsprechend dieser Nummer auf einem vorgegebenen Pfad weiterleiten, ist der gesamte Weg des Pakets vorgezeichnet, bevor es sich in Bewegung setzt, was zur Zuverlässigkeit von MPLS beiträgt. Da die Paketlabels schnell ausgetauscht werden, können Verzögerungen im Netzwerk oft vermieden werden. MPLS ist besonders hilfreich für die Verbindung von Remote-Geräten und Echtzeitanwendungen, die IoT (Internet of Things) ausmachen. 

MPLS-Transport Profile (TP), das 2008 veröffentlicht wurde, enthält zusätzliche Verbesserungen des ursprünglichen MPLS-Systems, darunter umkehrbare Pfade, integrierte Wartungstools, Kontinuitätsprüfungen und Schutzpfade bei Ausfällen. Während das ursprüngliche IP/MPLS im zentralen Netzwerk (das mehrere Netzwerke in einem so genannten Netzwerk-Backbone miteinander verbindet) gut funktioniert, eignet sich MPLS-TP am besten für Edge-, Aggregations- und Zugangsnetzwerke.

SD-WAN ist ein Akronym für Software-Defined Wide Area Network. Es ersetzt in der Regel die Konnektivität herkömmlicher Zweigstellen-Router durch virtualisierte oder gerätebasierte Software, die den Datenverkehr zu/von entfernten Orten leitet und dabei eine zentralisierte Richtlinienkontrolle und -verwaltung nutzt.

Ähnlich wie bei MPLS werden SD-WAN-Routing-Richtlinien verwendet, um den Datenverkehr über die schnellste Verbindung zu senden, die den Sicherheitsanforderungen des Datenverkehrs, den Anforderungen der Anwendung und den Service Level Agreements (SLAs) entspricht. Bei den heutigen bandbreitenintensiven, verteilten, cloudbasierten Anwendungen benötigen Sie manchmal eine Kombination aus hochzuverlässigen MPLS- und kostengünstigeren, aber bestmöglichen Internetverbindungen, um Servicelevel und Flexibilität aufrechtzuerhalten. Mit SD-WAN können Sie die Vorteile von MPLS nutzen und gleichzeitig mit dem Wachstum des Datenverkehrs Schritt halten und die Anforderungen einer digitalisierten Welt erfüllen, in der Beschäftigte, Kunden und andere Interessengruppen bessere Erlebnisse erwarten.

Egal, ob Sie im Rechenzentrum oder am Netzwerkrand arbeiten, Sie brauchen ein schnelles und zuverlässiges Transportnetzwerk. Red Hat® Enterprise Linux® kombiniert die Vorteile von Routing-Technologien wie MPLS und SD-WAN mit integrierten Edge-Funktionen, kontinuierlicher IT-Sicherheit und einer konsistenten Betriebsbasis, die für moderne IT- und Hybrid Cloud-Deployments in Unternehmen erforderlich ist.

Mit Red Hat Enterprise Linux erhalten Sie Support und Zugang zu Open Source-Innovationen, indem den Upstream-Communities Ihre Erfordernisse präsentiert werden und Sie im Gegenzug stabile Updates erhalten. Red Hat arbeitet seit langem daran, Ideen mit den Upstream-Communities abzustimmen und gemeinsam neue Funktionen, Releases, Inhalte und mehr zu entwickeln.