Вы когда-нибудь заказывали что-то онлайн у удаленного продавца, а затем отслеживали посылку, пока она делает странные и, казалось бы, нелогичные остановки по всей стране?
Это похоже на то, как работает IP-маршрутизация в Интернете. Когда интернет-маршрутизатор получает IP-пакет, этот пакет не несет никакой информации, кроме IP-адреса назначения. Не существует инструкций о том, как этот пакет должен дойти до места назначения или как с ним следует обращаться по пути.
Каждый маршрутизатор должен принять независимое решение о пересылке каждого пакета исключительно на основе заголовка сетевого уровня пакета. Таким образом, каждый раз, когда пакет поступает на маршрутизатор, маршрутизатору приходится «продумывать», куда отправить пакет в следующий раз. Маршрутизатор делает это, обращаясь к сложным таблицам маршрутизации.
Этот процесс повторяется на каждом прыжке по маршруту, пока пакет в конечном итоге не достигнет пункта назначения. Все эти переходы и все эти индивидуальные решения по маршрутизации приводят к снижению производительности чувствительных ко времени приложений, таких как видеоконференции или передача голоса по IP (VoIP).
Что такое MPLS
Многопротокольная коммутация по меткам (MPLS) — это проверенная и надежная сетевая технология, которая используется в корпоративных сетях уже более двух десятилетий. В отличие от других сетевых протоколов, которые маршрутизируют трафик на основе адреса источника и назначения, MPLS маршрутизирует трафик на основе заранее определенных «меток».
Предприятия используют MPLS для подключения удаленных филиалов, которым требуется доступ к данным или приложениям, расположенным в центре обработки данных организации или штаб-квартире компании.
Как работает MPLS
При использовании MPLS, когда пакет впервые попадает в сеть, ему присваивается определенный класс обслуживания пересылки (CoS), также известный как класс эквивалентности пересылки (FEC), который указывается путем добавления короткой последовательности битов (метки) к пакет. Эти классы часто указывают на тип трафика, который они несут. Например, компания может обозначить классы в режиме реального времени (голос и видео), критически важные (CRM, вертикальное приложение) и наилучшие усилия (Интернет, электронная почта). Каждое приложение будет помещено в один из этих классов.
Самый быстрый путь с малой задержкой будет зарезервирован для приложений реального времени, таких как голосовая связь и видео, что обеспечит высокое качество. Разделение трафика по производительности невозможно при использовании других протоколов маршрутизации.
Ключевым архитектурным моментом является то, что метки предоставляют возможность прикрепить к каждому пакету дополнительную информацию помимо той, с которой ранее приходилось работать маршрутизаторам.
MPLS – это уровень 2 или уровень 3?
Возникла некоторая путаница относительно того, является ли MPLS услугой уровня 2 или уровня 3. Но MPLS не совсем вписывается в семиуровневую иерархию OSI и иногда классифицируется как уровень 2.5. Фактически, одним из ключевых преимуществ MPLS является то, что он отделяет механизмы пересылки от базовой службы канала передачи данных. Другими словами, MPLS можно использовать для создания таблиц пересылки для любого базового протокола.
В частности, маршрутизаторы MPLS устанавливают путь с коммутацией по меткам (LSP), заранее определенный путь для маршрутизации трафика в сети MPLS на основе критериев FEC. Пересылка MPLS может осуществляться только после того, как установлен LSP. LSP являются однонаправленными, что означает, что обратный трафик отправляется через другой LSP.
Когда конечный пользователь отправляет трафик в сеть MPLS, метка MPLS добавляется входным маршрутизатором MPLS, который находится на границе сети. Метка MPLS состоит из четырех подразделов:
- Наклейка
Метка содержит всю информацию для маршрутизаторов MPLS, позволяющую определить, куда следует перенаправить пакет.
- Экспериментальный
Экспериментальные биты используются для качества обслуживания (QoS) для установки приоритета, который должен иметь помеченный пакет.
- Нижняя часть стека
Нижняя часть стека сообщает маршрутизаторам MPLS, являются ли они последним этапом пути и больше нет меток, о которых следует беспокоиться. Обычно это означает, что маршрутизатор является выходным маршрутизатором.
- Время жить
Это определяет, сколько переходов может сделать пакет, прежде чем он будет отброшен.
Плюсы и минусы MPLS
Преимуществами MPLS являются масштабируемость, производительность, лучшее использование полосы пропускания, снижение перегрузки сети и улучшение качества обслуживания конечных пользователей.
Сама MPLS не обеспечивает шифрование, но представляет собой виртуальную частную сеть и, как таковая, отделена от общедоступного Интернета. Таким образом, MPLS считается безопасным транспортным режимом. И он не уязвим для атак типа «отказ в обслуживании», которые могут повлиять на сети, основанные только на IP.
С другой стороны, соединение MPLS намного дороже, чем стандартное подключение к Интернету. Кроме того, MPLS был разработан для организаций, имеющих несколько удаленных филиалов, географически разбросанных по стране или миру, где большая часть трафика направляется в корпоративные центры обработки данных. Сегодня предприятия перенаправили большую часть своего трафика так, чтобы вместо этого он направлялся к провайдерам облачных услуг и от них, что делает MPLS неоптимальным.
Сети MPLS и облако
Как только предприятия переходят в облако, звездообразная модель на основе MPLS становится неэффективной, поскольку она направляет трафик через штаб-квартиры корпораций (концентраторы), которые действуют как центральные узкие места. Эффективнее отправлять трафик напрямую в облако. Кроме того, более широкое использование облачных сервисов, видео и мобильных приложений привело к увеличению требований к пропускной способности, а услуги MPLS трудно масштабировать по требованию.
MPLS был великой инновацией для своего времени, но существуют новые технологии, которые лучше подходят для современных сетевых архитектур. Программно-определяемые глобальные сети (SD-WAN) спроектированы с учетом возможности подключения к облаку, поэтому многие компании заменяют или дополняют свои сети MPLS SD-WAN.
MPLS против SD-WAN
SD-WAN — это применение концепций программно-конфигурируемых сетей (SDN) к глобальной сети. Это означает развертывание периферийных устройств SD-WAN, которые применяют правила и политики для передачи трафика по наилучшему пути.
SD-WAN — это независимое от транспорта наложение, которое может маршрутизировать любой тип трафика, включая MPLS. Преимущество SD-WAN заключается в том, что архитектор корпоративного WAN-трафика может находиться в центральной точке и легко применять политики ко всем устройствам WAN.
В отличие от этого, при использовании MPLS заранее определенные маршруты необходимо тщательно обеспечивать, и как только фиксированные каналы заработают, внесение изменений не будет простым «укажи и щелкни».
Но после развертывания сети MPLS она обеспечивает гарантированную производительность для трафика в реальном времени. SD-WAN может маршрутизировать трафик по наиболее эффективному пути, но как только эти IP-пакеты попадут в открытый Интернет, никаких гарантий производительности не будет.
SD-WAN значительно дешевле в развертывании и эксплуатации, чем MPLS. В справочнике Lightyear по ценообразованию на подключение к глобальной сети средняя ежемесячная стоимость MPLS-соединения со скоростью 100 Мбит/с составляет 1277 долларов США, тогда как стоимость SD-WAN на аналогичных скоростях в среднем составляет всего 300 долларов США в месяц.
MPLS умер?
Многие сетевые специалисты рассматривают MPLS и SD-WAN как вариант «или-или». SD-WAN имеет сильный импульс, и он происходит за счет MPLS. Использование MPLS упало на 24% с 2019 по 2020 год ; за тот же период количество предприятий, использующих ту или иную форму SD-WAN, выросло с 18% до 43%, а интерес был дополнительно обусловлен необходимостью подключения центров обработки данных к домашним работникам во время пандемии COVID-19.
Так неужели SD-WAN неизбежно убьет MPLS? Зейуз Керравала из Network World говорит, что эти две технологии могут сосуществовать , при этом роль MPLS изменится. Малые и средние предприятия, скорее всего, смогут отказаться от MPLS и перейти исключительно на широкополосную глобальную сеть, поскольку многие из них перешли на полностью облачную ИТ-модель.
Более крупные предприятия, которые, возможно, вложили средства в сети MPLS, скорее всего, примут гибридный подход, при котором они сохранят MPLS для устаревших приложений, которые работают в сети, а затем перегрузят интернет-трафик, например облако, в SD-WAN. У компаний уже есть гибридные вычисления, хранилища и приложения, поэтому гибридные сети WAN не будут чем-то особенным.
MPLS будет по-прежнему играть роль, соединяющую определенные точки «точка-точка», такие как крупные региональные офисы, предприятия розничной торговли с системами точек продаж, региональные производственные мощности и несколько центров обработки данных. MPLS хорошо подходит для приложений реального времени, таких как телеприсутствие. И, как отмечает Verizon (по общему признанию, провайдер MPLS), SD-WAN действительно может помочь вам получить максимальную отдачу от вашего соединения MPLS . В конце концов, SD-WAN обещает, что он динамически маршрутизирует сетевой трафик наиболее эффективным способом для удовлетворения ваших требований к качеству обслуживания для различных приложений, и он, безусловно, может использовать для этого ваше соединение MPLS.
В конце концов, архитекторам корпоративных глобальных сетей необходимо провести расчет соотношения риска и выгоды между надежной, но дорогой производительностью MPLS и более дешевой, но менее надежной производительностью Интернета. Улучшения в других сетевых технологиях и протоколах сделали интернет-трафик более надежным, но для некоторых всегда будет место для сверхвысокой надежности MPLS. В конце концов, никто не хочет попасть под прицел, когда ежемесячная видеоконференция генерального директора с сотрудниками филиала обрывается на полуслове.