Multiprotocol Label Switching (MPLS)

Multiprotocol Label Switching (MPLS)?

Multiprotocol Label Switching, oft mit MPLS abgekürzt, ist ein Verfahren in der Netztechnik, das in erster Linie dazu dient, die Geschwindigkeit und Leistung der Kommunikation zu optimieren. Es verwendet kurze Pfadkennzeichnungen anstelle langer Netzwerkadressen, um Datenpakete von einem Knoten zum nächsten zu leiten. Diese Technik unterscheidet sich von herkömmlichen Routing-Methoden, bei denen jeder Router unabhängige Weiterleitungsentscheidungen treffen muss, die ausschließlich auf den Kopfdaten eines Pakets basieren.

Was zeichnet MPLS wirklich aus? Die Effizienz der Datenübertragung. 

Es ist wichtig, die Flexibilität von MPLS zu erwähnen, das mehrere Netzwerkprotokolle unterstützt. Von Ethernet bis hin zu seriellen Verbindungen funktioniert es nahtlos über verschiedene Netzwerktechnologien und ist somit vielseitig einsetzbar, um verschiedene Arten von Internetverkehr effektiv zu bewältigen.

MPLS hilft IT-Teams, intelligenter und nicht härter zu arbeiten, indem es potenzielle Engpässe in Telekommunikationsnetzen beseitigt, bevor sie die Servicequalität oder die Gesamtleistung beeinträchtigen. Nachdem wir uns nun mit der Definition des MPLS-Protokolls befasst haben, wollen wir uns genauer ansehen, wie es funktioniert und welche Arten von Multiprotocol Label Switching es gibt.

How does MPLS work?

To fully understand Multiprotocol Label Switching (MPLS), it is important to familiarize yourself with its core component: the label switching protocol. This approach allows MPLS to optimize data routing in a unique and highly efficient way.

The role of labels

With MPLS, labels are assigned to data packets as they enter the network. These labels contain important information about the route the packet should take through the network. You can think of it as a detailed set of instructions that are assigned to each data packet before delivery to ensure that it reaches its destination via the best possible route.

Der MPLS-Prozess: ein genauerer Blick

Im Folgenden werden die einzelnen Schritte des MPLS-Prozesses kurz erläutert:

1. Label-Zuweisung: Wenn Daten in ein MPLS-Netz eintreten, ist das erste Gerät, auf das sie treffen, ein sogenannter Label Edge Router (LER). Der LER weist ein geeignetes Etikett auf der Grundlage vorher festgelegter Kriterien zu, die mit bestimmten Forwarding Equivalence Classes (FECs) korrelieren. FECs fassen Pakete zusammen, die für denselben Ausgangspunkt des Netzes bestimmt sind.
2. Label-Switching: Nach der Kennzeichnung durchlaufen die Pakete verschiedene Router, die sogenannten Label Switch Routers (LSRs). Diese Router analysieren nicht wie herkömmliche Router die IP-Header, sondern sehen sich die MPLS-Etiketten an, um zu bestimmen, wie die Pakete an ihr Ziel weitergeleitet werden sollen.
3. Anpassung und Entfernung von Labels: Während die Pakete verschiedene Teile des Netzes durchlaufen, können ihre Labels von den passierenden LSRs geändert werden, wenn dies aufgrund veränderter Bedingungen oder besserer verfügbarer Pfade erforderlich ist. Wenn die Pakete einen anderen LER am Rand der MPLS-Domäne erreichen, der ihrem Ziel am nächsten liegt, entfernt dieser Router die Kennzeichnungen und leitet sie hauptsächlich auf der Grundlage der IP-Header weiter – oder nach anderen vordefinierten Kriterien für die endgültige Zustellung.

Effizienz durch Vereinfachung

Durch die Verwendung von Kennzeichnungen, die die Routing-Pfade vorgeben – wobei die typische komplexe Analyse der IP-Header weitgehend vermieden wird – vereinfacht MPLS die Datenweiterleitung erheblich. Dieser gestraffte Prozess beschleunigt nicht nur den Verkehrsfluss in den Netzwerken, sondern verbessert auch die Gesamteffizienz und -leistung.

Wofür wird MPLS verwendet?

Multiprotocol Label Switching (MPLS) hat sich zu einem wichtigen Instrument für die Gestaltung der Effizienz und Verwaltung von Netzverkehrsströmen entwickelt. Die Technologie zeichnet sich dadurch aus, dass sie Daten von einem Netzknoten zu einem anderen leitet, indem sie kurze Pfadkennzeichnungen anstelle von langen Netzwerkadressen verwendet und so komplexe Suchvorgänge in einer Routing-Tabelle vermeidet.

MPLS ist vielseitig einsetzbar für verschiedene Anwendungen in Telekommunikations- und IT-Infrastrukturen. Hier sind einige der wichtigsten Anwendungen von MPLS:

• Verkehrstechnik: Mit MPLS können Datenpakete auf der Grundlage der aktuellen Netzbedingungen und der verfügbaren Bandbreite über mehrere Routen geleitet werden, ohne dass die Internetprotokolle strikt eingehalten werden müssen. Dadurch wird die Planung des Netzwerkverkehrs effizienter und rationeller.
• Dienstgüte (Quality of Service, QoS): In Umgebungen, in denen mehrere Dienste gleichzeitig erforderlich sind (z. B. VoIP, Videokonferenzen und umfangreiche Datenübertragungen), ist die Aufrechterhaltung der Dienstqualität von entscheidender Bedeutung. MPLS sorgt dafür, dass der Datenfluss trotz unterschiedlicher Serviceanforderungen stabil und vorhersehbar bleibt.
• VPN-Konfigurationen: Virtuelle private Netzwerke (VPNs) profitieren in hohem Maße von MPLS, da es die einfache Erstellung hoch skalierbarer IP-VPNs ermöglicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die umfangreiche Protokoll-Overlay-Konfigurationen erfordern, hilft ein MPLS-Framework bei der Rationalisierung der sicheren Kommunikation über eine Vielzahl von Endpunkten unter Verwendung gekennzeichneter Pfade.

Eine differenzierte Handhabung von Netzwerkübertragungen ist in unserem vernetzten digitalen Zeitalter unerlässlich. MPLS ist vorteilhaft für Unternehmen, die nach effizienten Möglichkeiten suchen, die steigenden Anforderungen an ihre Netzwerke zu bewältigen und gleichzeitig die allgemeine Kommunikationszuverlässigkeit zu verbessern und Latenzprobleme zu reduzieren.

Arten von MPLS

Multiprotocol Label Switching (MPLS) bietet ein vielseitiges Konzept für die Verwaltung von Netzverkehrsströmen. Es gibt verschiedene Arten von MPLS und Anwendungen, die für unterschiedliche Umgebungen geeignet sind. Im Allgemeinen gibt es drei Haupttypen, die jeweils für bestimmte Netzanforderungen und Szenarien entwickelt wurden:

1. Schicht 2 Punkt-zu-Punkt

Layer 2 Punkt-zu-Punkt ist ein grundlegender Typ von MPLS, der zwei Standorte über eine Pseudoleitung verbindet. Sie bietet erhebliche Effizienzvorteile für Unternehmen, die eine Hochleistungsverbindung zwischen zwei Standorten benötigen. Diese Einrichtung emuliert effektiv ein langes Ethernet-Kabel, das zwischen zwei Punkten verlegt wird, unabhängig von deren physischer Entfernung voneinander.

Dieser MPLS-Typ gewährleistet Leistung sowie besseren Datenschutz und mehr Sicherheit, da ein kontrollierter Pfad durch das Netz des Anbieters aufrechterhalten wird.

Schneller Überblick:

• Ideal für Unternehmen, die dedizierte, sichere Verbindungen benötigen.
• Vereinfacht das Netzwerk durch die Bereitstellung direkter Verbindungen.

2. Virtuelle private LAN-Dienste der Schicht 2 (VPLS)

Layer 2 Virtual Private LAN Services (VPLS) ist eine komplexere Einrichtung für MPLS. VPLS erweitert die Einfachheit von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über mehrere Standorte hinweg und emuliert ein herkömmliches Local Area Network (LAN) über ein Wide Area Network (WAN). Der Vorteil von VPLS liegt in der Fähigkeit, mehrere Standorte so schnell und effizient miteinander zu verbinden, als ob sie an denselben Switch angeschlossen wären.

VPLS unterstützt flexible Einsatzarchitekturen und kann die Netzwerkkomplexität erheblich reduzieren.

Schneller Überblick:

• Verbindet mehrere Standorte nahtlos.
• Ermöglicht es allen Standorten, wie in einem einzigen LAN zu kommunizieren.

3. Schicht 3 IP/VPN

Der anspruchsvollste unter den MPLS-Typen ist das Layer-3-IP-VPN. Diese Variante ist auf global oder regional operierende Unternehmen mit mehreren Standorten ausgerichtet und nutzt IP-Routing-Funktionen in Kombination mit VPN-Funktionen. Komplexe Netzwerke werden durch Technologien vereinfacht, die Daten in Etiketten kapseln, was zu höheren Geschwindigkeiten führt. Sicherheitsprotokolle wie Verschlüsselung sind nicht nativ, können aber zusätzlich implementiert werden.

Für Unternehmen, die mit globaler Kommunikation zu tun haben oder einen zuverlässigen, standortunabhängigen Zugang zu Cloud-basierten Systemen benötigen, ist Layer 3 MPLS eine unverzichtbare Lösung.

Schneller Überblick:

• Ermöglicht effizientes Routing für groß angelegte Operationen.
• Bietet robuste Optionen für die Verbindung zahlreicher Standorte bei gleichzeitiger Sicherheit kritischer Daten.

Von einfachen Direktverbindungen der Layer-2-Punkt-zu-Punkt-Einstellungen bis hin zu hochintegrierten Lösungen von vollwertigen L3VPNs bietet MPLS entscheidende Flexibilität in den Netzwerkstrategien moderner Unternehmen. Zu verstehen, welcher Typ für Ihre geschäftlichen Anforderungen geeignet ist, ist entscheidend für den Aufbau optimaler betrieblicher Netzwerke, die gegenüber technologischen Veränderungen und sich ändernden Anforderungen widerstandsfähig sind.

MPLS gegenüber SD-WAN

MPLS wird in Telekommunikationsnetzen verwendet, um Daten von einem Netzknoten zum nächsten zu leiten, und zwar auf der Grundlage kurzer Pfadkennzeichnungen anstelle langer Netzwerkadressen. Es ermöglicht eine effiziente Datenübertragung und Verkehrsplanung, erfordert jedoch spezielle Hardware und ist oft teuer.

SD-WAN (Software-Defined Wide Area Network) hingegen vereinfacht die Verwaltung und den Betrieb eines WAN, indem es den Datenverkehr nicht über Netzwerkhardware, sondern über Software leitet. Dies bietet einen besseren Einblick in den Netzwerkbetrieb und ermöglicht eine zentrale Verwaltung durch Softwarekontrolle. 

Die beiden Technologien im Vergleich

Bei der Untersuchung von Netzwerktechnologien ist es wichtig, die Unterschiede und Anwendungsmöglichkeiten von Multiprotocol Label Switching (MPLS) und Software-Defined Wide Area Networking (SD-WAN) zu beachten. Beide bieten je nach den Anforderungen Ihres Unternehmens, den Budgetbeschränkungen und der gewünschten Netzwerkleistung unterschiedliche Vorteile.

Kosteneffizienz

Im Allgemeinen ist die Einrichtung und Wartung eines SD-WAN im Vergleich zu MPLS kostengünstiger, da es auf Software-Breitbandverbindungen beruht und nicht auf dedizierter, von Anbietern gemieteter Hardware. 

Leistung

Bei Anwendungen, die eine strenge Kontrolle über Latenz und Jitter erfordern, ist MPLS in der Regel leistungsfähiger als SD-WAN, obwohl die jüngsten Fortschritte in der SD-WAN-Technologie diese Lücke verkleinern.

Flexibilität und Skalierbarkeit

SD-WAN bietet überragende Flexibilität. Anpassungen können zentral über Softwarekonfigurationen vorgenommen werden, statt wie bei MPLS physische Änderungen innerhalb der Hardware-Einrichtungen vorzunehmen.

Sicherheitsposition

Beide Technologien bieten robuste Sicherheitsoptionen, erreichen dies jedoch durch unterschiedliche Methoden: MPLS isoliert Daten von Natur aus während der Übertragung mit Hilfe von Etiketten, während SD-WAN Verschlüsselungstechniken über Internetpfade verwendet werden.

Bei der Entscheidung zwischen MPLS und SD-WAN sollten Faktoren wie Sicherheitsanforderungen, Unternehmensgröße, geografische Verteilung der angeschlossenen Standorte, Anforderungen der Endbenutzer und verfügbares Fachwissen zur Verwaltung der Netzwerkinfrastruktur berücksichtigt werden. Viele Unternehmen gehen zu einem hybriden Modell über, das beide Technologien umfasst, da es ein optimales Gleichgewicht zwischen Leistungsanforderungen und Betriebskosten bietet.

Vorteile der Verwendung von MPLS-Netzwerken

Wenn man sich die Vorteile von Multiprotocol Label Switching (MPLS)-Netzen ansieht, wird klar, warum sich viele Unternehmen für diese Technologie entscheiden. MPLS-Netzwerke bieten eine verbesserte Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz bei der Abwicklung des Datenverkehrs über Weitverkehrsnetze (WANs). Im Folgenden werden die einzelnen Vorteile von MPLS-Netzwerken näher erläutert:

Optimierung der Leistung

Eines der wichtigsten Merkmale eines MPLS-Netzes ist die Fähigkeit, Paketverluste zu reduzieren und eine hohe Dienstqualität (QoS) zu gewährleisten. Durch die Priorisierung von Datenpaketen auf der Grundlage ihrer Art – Sprache, Video oder wichtige Anwendungsdaten – trägt MPLS zur Aufrechterhaltung eines hohen Leistungsniveaus bei:

• Priorisierung des Datenverkehrs: Die Bandbreite wird dynamisch zugewiesen, um unterschiedlichen Verkehrsanforderungen gerecht zu werden.
• Geringere Latenz: Optimiert den Datenfluss, was zu schnelleren Reaktionszeiten führt.

Diese Funktionen sind besonders vorteilhaft für Anwendungen, die eine Interaktion in Echtzeit erfordern, wie VoIP oder Konferenzsysteme.

Erhöhte Zuverlässigkeit und Flexibilität

Die Zuverlässigkeit ist ein Eckpfeiler von MPLS-Netzwerken, da sie von Haus aus so konzipiert sind, dass sie mehrere Pfade für die Datenübertragung unterstützen. Dieses Multipath-Routing erhöht nicht nur die Ausfallsicherheit, sondern sorgt auch für eine gleichmäßige Auslastung des Netzes, wodurch potenzielle Fehlerquellen verringert werden:

• Automatische Umleitung: Im Falle eines Verbindungsausfalls leitet MPLS den Datenverkehr automatisch um, ohne die Benutzer zu beeinträchtigen.
• Skalierbarkeit: Passt sich problemlos an Änderungen der Netzwerkgröße und -komplexität an.

Diese Flexibilität stellt sicher, dass sich Ihr Netzwerk problemlos anpassen lässt, wenn Ihr Unternehmen wächst oder sich die Prioritäten verschieben.

Vereinfachte Netzwerkverwaltung

Die Verwaltung von Netzwerken über verteilte geografische Standorte hinweg kann komplex sein. MPLS vereinfacht jedoch die Verwaltung durch seine zentralisierte Kontrollstruktur. Dies erleichtert die Implementierung und Verwaltung einheitlicher Richtlinien für das gesamte Netzwerk. Außerdem kann die Hardware die Verarbeitungsgeschwindigkeit beschleunigen, da die Etiketten die Ziele des Pfades identifizieren und nicht an jeder Haltestelle eine komplexe Adresssuche erforderlich ist, was die Verwaltungsaufgaben weiter vereinfacht.

Die Implementierung einer MPLS-Strategie ist ein großer Schritt in Richtung betrieblicher Exzellenz und robuster technischer Infrastruktur. Mit MPLS erhalten Unternehmen einen deutlichen Wettbewerbsvorteil in Bezug auf Netzwerkleistung und -effizienz in den heutigen schnelllebigen Marktumgebungen.

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Durch die Beantwortung von Fragen wie „Wofür wird MPLS verwendet?“ und „Welche Arten von MPLS gibt es?“ können IT-Experten wichtige Erkenntnisse darüber gewinnen, wie der Einsatz von MPLS die Leistung und Zuverlässigkeit des Netzwerks optimiert. Mit dem All-in-One-IT-Management-Tool von Atera können IT-Teams die MPLS-Verwaltung zusammen mit einer breiten Palette von IT-Funktionen rationalisieren, die durch KI unterstützt werden, um den Betrieb, die Sicherheit und die Skalierbarkeit von Netzwerken zu verbessern. Starten Sie noch heute Ihren kostenlosen Test mit Atera.