MPLS چیست؟ چه کاربردی دارد؟

راهگزینی برچسب چند-قراردادی MPLS مخفف (Multi-Protocol Label Switching) از فناوری‌های قدرتمندی است که به منظور مسیریابی سریع و شکل‌دهی دقیق‌تر به جریان ترافیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. مزیت بزرگی که MPLS ارائه می‌کند این است که به شبکه‌ها امکان می‌دهد تا بسته‌های داده را بر اساس برچسب‌هایی که به آنها اختصاص پیدا می‌کند، مسیریابی کنند. این برچسب‌ها معمولا در سرآیند (Header) بسته‌های داده قرار می‌گیرند.

به طور کلی، در شبکه‌های مبتنی بر تکنولوژی MPLS، بسته‌های داده با ورود به شبکه مقصد، بر اساس برچسب‌ها مسیریابی می‌شوند. این برچسب‌ها توسط دستگاه‌هایی به نام مسیریاب‌های برچسب‌گذاری‌کننده (Label Edge Routers) اختصاص داده می‌شوند. هر بسته داده با برچسب خاص خود مشخص می‌شود و سپس در شبکه به سمت مقصد مسیریابی می‌شود. در هر مرحله از مسیریابی، مسیریاب‌های برچسب‌گذاری کننده بر اساس برچسب‌ها، تصمیم می‌گیرند که بسته را به کدام مسیریاب بعدی هدایت کنند. استفاده از پروتکل MPLS مزایایی از جمله افزایش سرعت از طریق انتخاب بهترین مسیر، تسهیل توسعه و مدیریت شبکه را به همراه دارد. این فناوری عموما توسط ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی، ارائه‌دهندگان خدمات رایانش ابری و غیره استفاده می‌شود.

پیشنهاد مطالعه: رایانش ابری چیست؟ چه کاربردی دارد؟

MPLS چه کاربردی دارد؟

MPLS در شبکه مزایای گسترده‌ای دارد و به همین دلیل است که مورد توجه شرکت‌های بزرگ فناوری اطلاعات در کشورهای مختلف و به ویژه ایران قرار دارد. برخی از کاربردهای اصلی MPLS به شرح زیر هستند:

1. ایجاد شبکه‌های ارتباطی پیچیده و ایمن: MPLS و شبکه‌های خصوصی مجازی دو فناوری هستند که معمولا هنگام ساخت شبکه‌های گسترده سازمانی (corporate-wide area network) مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر دو فناوری ملزومات موردنیاز برای هدایت ترافیک و حفظ حریم خصوصی را در اختیار سازمان‌ها قرار می‌دهند. به بیان دقیق‌تر، این دو فناوری به ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی (ISP) اجازه می‌دهند اتصال امن و خصوصی به شبکه‌های سازمانی در اختیار مشتریان خود قرار دهند.
2. بهبود کارایی و سرعت شبکه: MPLS می‌تواند بهبود کارایی و سرعت شبکه را به همراه داشته باشد. با استفاده از برچسب‌گذاری، مسیریابی بسته‌های داده در شبکه MPLS بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. همچنین، با بهبود کارایی مسیریابی و کنترل ترافیک، امکان ارائه خدمات با کیفیت بالا و اولویت‌بندی ترافیک در شبکه فراهم می‌شود.
3. مدیریت ترافیک: MPLS امکان مدیریت بهتر ترافیک در شبکه را فراهم می‌کند. با استفاده از برچسب‌ها، می‌توان مسیریابی دقیق‌تر و کنترل بهتری بر روی جریان ترافیک اعمال کرد. این قابلیت به شدت برای ارائه‌دهندگان خدمات مفید است، زیرا به آن‌ها اجازه می‌دهد تا ترافیک را به صورت بهینه توزیع کنند، اولویت‌های مختلفی را به ترافیک اختصاص دهند و مشکلات مربوط به افت کیفیت سرویس را کاهش دهند.
4. اتصال شعب و شبکه‌های محلی: MPLS اجازه می‌دهد تا فرآیند اتصال شعب و شبکه‌های محلی در یک سازمان به شکل بهتری انجام شود. علاوه بر این، مزیت مهمی که دارد این است که امکان برقراری یک ارتباط رمزنگاری شده را فراهم می‌کند که همه شعب از طریق یک کانال ارتباطی یکپارچه به یکدیگر متصل هستند و به منابع مورنیاز خود دسترسی دارند. از نمونه‌های بارز این فناوری باید به نحوه اتصال مراکزی مثل پلیس+10 یا پیشخوان‌های دولتی اشاره کرد که از طریق یک کانال ارتباطی رمزنگاری شده و بر پایه شبکه داخلی به یکدیگر و شعبه اصلی متصل هستند و فرآیند اتصال از همان ابتدا، میان مبدا و مقصد رمزنگاری شده است. در نتیجه، امکان شنود اطلاعات حتا در زمان انتقال میان گره‌های مبدا و مقصد وجود ندارند. لازم به توضیح است که اطلاعات در فرآیند ارسال نیز رمزنگاری می‌شوند تا هکرها بر مبنای حمله مرد میانی قادر به شنود اطلاعات یا شکستن الگوهای رمزنگاری نباشند.

MPLS چگونه کار می‌کند؟

MPLS کار خود را با اختصاص برچسب‌ها به بسته‌های داده آغاز می‌کند و سپس بر اساس این برچسب‌ها، مسیریابی بسته‌ها را انجام می‌دهد. اگر در نظر داشته باشیم نحوه کار MPLS را به زبان ساده شرح دهیم، فرآیند فوق به شرح زیر خواهد بود:

1. برچسب‌گذاری: هنگامی که یک بسته داده وارد شبکه MPLS می‌شود، مسیریاب‌های برچسب‌گذاری کننده (Label Edge Routers) در ورودی شبکه برچسبی به آن اختصاص می‌دهند. این برچسب معمولا در سرآیند یا هدر بسته قرار می‌گیرد. بسته‌های داده با برچسب‌های منحصر به فرد شناخته می‌شوند.
2. مسیریابی بر اساس برچسب: پس از برچسب‌گذاری، بسته‌ها در شبکه MPLS مسیریابی می‌شوند. مسیریاب‌های MPLS بر اساس برچسب‌ها تصمیم می‌گیرند که بسته را به کدام مسیریاب بعدی هدایت کنند. این تصمیم‌گیری بر اساس جدول مسیریابی MPLS انجام می‌شود که برچسب‌ها و مسیرهای مربوط به آنها را نگهداری می‌کند.
3. انتقال بسته‌ها: بسته‌ها در شبکه از مسیریاب به مسیریاب بعدی مسیریابی می‌شوند. هر مسیریاب، با مشاهده برچسب بسته، تصمیم می‌گیرد که بسته را به کدام پورت خروجی هدایت کند تا به مسیریاب بعدی برسد. این عملیات تا رسیدن بسته به مقصد ادامه می‌یابد.
4. برچسب‌گذاری مجدد و حذف برچسب: زمانی که بسته به مقصد می‌رسد، برچسب‌ها توسط مسیریاب خروجی حذف می‌شوند و بسته به صورت معمولی به شبکه تحویل داده می‌شود. در مواردی که نیاز به ادامه استفاده از MPLS در مقصد وجود دارد، برچسب‌گذاری مجدد انجام می‌شود و بسته به مقصد نهایی هدایت می‌شود.

با استفاده از این روش، MPLS امکان مسیریابی دقیق‌تر و سریع‌تر را در شبکه فراهم می‌کند. برچسب‌ها به عنوان شناسه‌های نسبی برای بسته‌ها عمل می‌کنند و این امکان را به مسیریاب‌ها می‌دهند که بسته‌های داده را به سرعت و با کمترین نیاز به پردازش مسیریابی به مقصد هدایت کنند. همچنین، با استفاده از برچسب‌ها، قابلیت‌هایی مانند اولویت‌بندی ترافیک، ترکیب بسته‌ها و ایجاد مسیریابی‌های چندمسیره (multipath) نیز در MPLS فراهم می‌شود.

مزایا و معایب MPLS

MPLS همانند هر فناوری دیگری مزایا و معایب خاص خود است. برخی از مزایا و معایب MPLS به شرح زیر است:

مزایا استفاده از MPLS:

عملکرد بهتر در مسیریابی: MPLS امکان مسیریابی سریع‌تر و دقیق‌تر را فراهم می‌کند. با استفاده از برچسب‌ها، بسته‌ها به سرعت و با کمترین نیاز به پردازش مسیریابی به مقصد مورد نظر هدایت می‌شوند.

افزایش پهنای باند: MPLS اجازه می‌دهد ترافیک را در مسیرهای مختلف تقسیم کنید و از طریق مسیرهای موازی بسته‌ها را ارسال کنید. این امر منجر به افزایش پهنای باند و بهبود عملکرد شبکه می‌شود.

اولویت‌بندی ترافیک: با استفاده از MPLS، می‌توانید برچسب‌ها را بر اساس اولویت‌ها تنظیم کنید. به بیان دقیق‌تر، اجازه می‌دهد تا ترافیک مهم را با اولویت بیشتر و با کیفیت بالا هدایت کنید.

امنیت: MPLS امکانات امنیتی را برای شبکه فراهم می‌کند. همان‌گونه که پیش‌تر اشاره کردیم، برچسب‌ها به عنوان شناسه‌های نسبی برای بسته‌ها عمل می‌کنند و جزئیات بسته‌ها در لایه IP مخفی می‌شوند که نقش مهمی در افزایش امنیت دارند.

معایب استفاده از MPLS:

در شرایطی که فناوری فوق مزایای درخشانی در اختیار ما قرار می‌دهد، اما معایبی نیز دارد. برخی از این معایب به شرح زیر هستند:

پیچیدگی و هزینه: MPLS یک فناوری پیچیده است و نیازمند مهارت‌های تخصصی در مدیریت و پیکربندی است. نصب، پیکربندی و نگهداری MPLS نیازمند تخصص است. پیاده‌سازی MPLS ممکن است هزینه‌بر باشد (آبونمان ماهانه برای هر یک مگ)، زیرا نیاز به تجهیزات و نرم‌افزارهای خاصی دارد.

اتکا به سرویس‌دهنده: استفاده از MPLS به معنای وابستگی به یک سرویس‌دهنده MPLS و قراردادهای منعقد شده است که ممکن است محدودیت‌هایی را در مورد انتخاب سرویس‌دهنده و قابلیت انتقال شبکه داشته باشد.

تطابق با فناوری‌های دیگر: گاهی اوقات پیاده‌سازی MPLS با فناوری‌های دیگر وجود ندارد که استفاده از برخی فناوری‌ها را محدود می‌کند.

در نهایت، تصمیم به استفاده از MPLS باید با توجه به نیازها و محدودیت‌های شبکه گرفته شود. ممکن است در برخی موارد MPLS به عنوان یک راه حل مناسب و کارآمد محسوب شود، در حالی که در موارد دیگر ممکن است راهکارهای دیگری مناسب‌تر باشند.

مقایسه MPLS و SDWAN

MPLS و شبکه گسترده نرم‌افزار محور SD-WAN مخفف (Software-Defined Wide Area Networking) دو فناوری مختلف برای برقراری ارتباطات هستند که هر کدام ویژگی‌ها و مزایا خود هستند. اگر در نظر داشته باشیم مقایسه‌ای میان MPLS و SD-WAN داشته باشیم به موارد زیر باید اشاره کنیم:

پیشنهاد مطالعه : SD-WAN چیست و چه مزایایی دارد؟

معماری:

MPLS: یک فناوری مسیریابی است که بر اساس برچسب‌گذاری بسته‌ها عمل می‌کند. طراحی MPLS به صورت مرکزی است و نیاز به تجهیزات سخت‌افزاری خاص و پیکربندی پیچیده دارد.

SD-WAN: بر اساس معماری نرم‌افزاری است که قابلیت مدیریت و کنترل مرکزی بر روی شبکه‌های گسترده را فراهم می‌کند. با استفاده از SD-WAN، می‌توان شبکه را از طریق نرم‌افزار مدیریت کرده و مشکلات مربوط به مسیریابی و تنظیمات را برطرف کرد.

هزینه:

MPLS: پیاده‌سازی و نگهداری MPLS می‌تواند هزینه‌بر باشد و نیاز به تجهیزات خاص و قراردادهای مرتبط با سرویس‌دهنده MPLS دارد.

SD-WAN: امکان استفاده از شبکه‌های ارتباطی رایج مثل اینترنت را فراهم می‌کند که می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد. همچنین، SD-WAN اجازه می‌دهد ترافیک را بین مسیرهای مختلف تقسیم کرده و بهبود عملکرد شبکه را به دست آورد.

کارایی و عملکرد:

MPLS: عملکرد قابل اعتماد و پایداری را ارائه می‌دهد. با استفاده از برچسب‌ها، مسیریابی سریع‌تر و دقیق‌تر انجام می‌شود.

SD-WAN: امکاناتی مانند شناسایی ترافیک، بهینه‌سازی ترافیک و ترکیب چند لینک شبکه را فراهم می‌کند که بهبود کارایی و عملکرد شبکه را به همراه دارد.

قابلیت انعطاف‌پذیری:

MPLS: اغلب نیازمند اعمال تغییرات در پیکربندی، زمانی است که نیاز به افزودن یا تغییر مسیرها داشته باشید. این اعمال تغییرات زمان‌بر و پیچیده است.

SD-WAN: در مقابل انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌کند. با استفاده از راه‌حل‌های نرم‌افزارمحور می‌توان به سرعت تغییرات را در شبکه اعمال کرد و مسیریابی را بهبود داد.

مدیریت مرکزی:

MPLS: نیازمند مدیریت مرکزی توسط سرویس‌دهنده MPLS است که می‌تواند به معنای وابستگی به سرویس‌دهنده و قراردادهای مرتبط با آن باشد.

SD-WAN: امکان مدیریت و کنترل مرکزی بر روی شبکه را فراهم می‌کند که امکاناتی مثل کنترل ترافیک، مانیتورینگ شبکه و پیکربندی مرکزی را همراه دارد.

با توجه به توضیحاتی که ارائه کردیم باید بگوییم که هر فناوری مزایا و معایب خود را دارد و انتخاب بین MPLS و SD-WAN به نیازها و شرایط شبکه و سازمان بستگی دارد. MPLS مناسب برای شبکه‌هایی است که عملکرد قابل اعتماد و کیفیت بالا را نیاز دارند، در حالی که SD-WAN مناسب برای شبکه‌هایی است که به دنبال انعطاف‌پذیری بالا و کاهش هزینه هستند. همچنین، ممکن است در برخی موارد استفاده از هر دو فناوری به صورت ترکیبی مورد استفاده قرار گیرد.