MPLS - Multiprotocol Label Switching

목차

1. MPLS 등장배경 2

2. 기존의 IP Routing과 MPSL 5

3. Label 패킷 전달 8

4. MPLS의 구성 기능 9

5. 순수 라우터 기반 네트워크에 대한 장점 10

6. 참고문헌 15

본문내용

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MPLS에서는 이 explicit route(명시 경로)를 LSP를 설정할 때 한번 전달하면 되고 명시된 대로 LSP가 설정되면 그 다음부터는 IP 패킷을 그대로 보내면 되므로 실질적으로 의미 있는 explicit routing을 구현할 수 있다.
(그림 9-1) Explicit Routing의 좋은 점
(그림 9-2) Explicit Routing의 좋은 점
(그림 9-3) Explicit Routing의 좋은 점
③ Traffic Engineering
트래픽 엔지니어링이란 트래픽을 네트워크상-많은 링크, 스위치, 라우터들-에 골고루 분산시키도록 트래픽을 경로를 제어해주는 기술을 의미한다. 특히, 네트워크내의 두 지점간에 복수개의 경로(또는 대체 경로)가 존재하는 경우 트래픽 엔지니어링은 큰 의미를 갖는다. 인터넷의 급속한 성장으로, 몇몇 코어 네트워크(ISP 백본망)는 이 급증하는 IP 트래픽에 대처하기 위해 자신들의 망 내에 라우터와 전송 링크를 증설하고 있다. 이로 인해 ISP 백본망은 노드와 링크 측면에서 확장되고 있으며 따라서 망 내에 수많은 대체 경로가 존재하게 되었다. 이런 측면이 트래픽 엔지니어링의 필요성과 중요성을 더욱 부각시키고 있다.
그렇다면, 지금까지는 트래픽 엔지니어링 기술이 상용서비스망에서 적용되지 않았던 새로운 기술인가? 그렇지 않다. 오늘날 많은 ISP망이 IP over ATM 오버레이 모델을 취하고 있다. 즉, 코어에 고속 ATM 교환기를 배치하고 에지에(또는 위에) IP 라우터를 두는 구조이다. 이 라우터 간에 연결성은 ATM PVC로 제공되며, 각 에지 라우터는 ATM PVC full-mesh의 형태로 연결되며 모든 라우터가 다른 라우터와 1-hop(layer 3)으로 연결된다.ISP 네트워크 설계자/관리자는 각 라우터 간에 ATM PVC를 설정할 때 ATM 네트워크에 부하가 골고루 분산되도록 (많이) 신경 써서 설정한다. 그러므로 현재도 트래픽 엔지니어링 기술은 적용되고 있는 것이다.
순수 라우터 기반 네트워크에서는 트래픽 엔지니어링을 구현하기란 여간 어려운 게 아니다. 어느 정도의 부하 균등화 (load balancing)는 네트워크 링크와 관련된 메트릭(라우팅 알고리즘에서 사용됨.)을 조절하여 제공될 수는 있다. 그러나 이런 식으로 트래픽을 다양한 링크로 분산시키기에는 한계가 있고, 특히, 대체 경로가 무지 많은 대규모 네트워크에서, 어느 두 지점 간에 이러한 메트릭 값을 조절하여 부하 균등 분산 효과를 얻는 것을 매우 어렵다. (이게 다 라우팅 알고리즘 때문에 그렇다. OSPF처럼 최단 경로로 무조건 패킷을 포워딩하는 비지능성기능때문) 이 예가 (그림 10-1, 10-2)에 나타나 있다.
(그림 10-1) IGP의 문제점
(그림 10-2) IGP의 문제점
(그림 11) Explicit LSP 설정을 통한 트래픽 엔지니어링 예
근데, MPLS에서는 (그림 9-1, 2)에서처럼 Explicit routing기능을 갖고 있어 홉수는 더 많더라도 다른 대체 경로를 선택할 수 있다. (그림 11)처럼 LSP를 ingress LER이 설정하여 네트워크 자원은 효율적으로 쓰면서 사용자에게는 더 좋은 서비스(delay, loss 등의 측면에서 한마디로 빠르게 해준다.)를 제공해줄 수 있게 된다.
④ IP 패킷과 FEC의 매핑(Mappings from IP Packet to Forwarding Equivalence Class)
MPLS에서는 IP 패킷을 FEC로 딱 한번만, MPLS망의 유입부(ingress LER)에서, 매핑해주면 된다. 이것이 얼마나 편한 건지 한 번 예를 들어 생각해 보자. 어떤 ISP가 차등화 서비스(differentiated services)에 가입한 고객에게 그렇지 않은 'best effort service'를 쓰는 사용자와 어떻게 서비스를 차별화 시켜줄 것인가? ISP 망이 순수 라우터 기반 네트워크인 경우에 차별화 서비스를 제공하려면, 일단 라우터가 도착하는 패킷들이 차등화 서비스에 가입한 고객이 보낸 패킷인지 아닌지를 구분해낼 수 있어야 한다. 알아야 서비스를 해주니까. 이를 위해서 도착 패킷의 source and destination IP address(L3), incoming interface, 또 필요하면 source and destination port number(L4) 등을 살펴봐야 되고 그럴려면 엄청난 량의 패킷 필터(packet filter or classifier)가 필요하다. 근데, 중요한 것은 이 패킷 필터링 기능(도착 패킷이 중요한 패킷인지 아니지를 식별해내는 기능)이 네트워크내의 모든 라우터에서 필요하다는 것이다. 라우터는 hop-by-hop개념으로 패킷을 포워딩하니까, 이전 라우터에서 그 패킷이 특별 대접을 받았다고 해도 다음 라우터에서는 이 패킷이 특별 대접을 해줘야 할 놈인지 아닌지는 모른다. 그러므로 모든 라우터에 패킷 필터링 기능이 포함되어 있어야 종단 간에 서비스 품질이 보장될 수 있다.
(그림 12) 순수 라우터 기반 망과 MPLS망에서 필터링 기능의 차이
6. 참고문헌
[1] 윤호선, 윤현식, 양선희, 강민수, "ACE2000 BGP/MPLS VPN 서비스 개발," Proc. of 한국정보처리학회 추계학술대회, 제8권 2호, 2001.
[2] 양선희, 윤호선, 이유경, "품질보장이 가능한 MPLS 기반의 IP-VPN 기술," 한국통신학회 학회지, 제 18권 9호, 2001. 9.
[3] 고석주, 민재홍, 박기식, "인터넷 멀티캐스트 현황 및 전망," ITFIND 주간기술동향 1090호, 2003.
[4] http://img.lightreading.com/heavyreading/pdf/hr20040128_esum.pdf
[5] http://www.convergedigest.com/PacketSystems/packetsysarticle.asp?ID=9197
[6] http://www.ntt.co.jp/news/news03e/0310/031020.html
[7] http://www.ietf.org/html.charters/mpls-charter.html

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Multiprotocol Label Switching,   MPLS,   ATM