تجهیزات شبکه | MPLS چیست و کاربردهای آن کدام است : رشد سریع شبکه‌های اینترنتی جهانی و استفاده از تجهیزات شبکه باعث گسترش اینترنت در سراسر جهان شده است. این افزایش در تقاضا برای استفاده از پروتکل اینترنت، مشکلاتی را در زمینه سرعت انتقال ترافیک IP و ایجاد کیفیت خدمات در شبکه اینترنت به وجود آورده است.
در سال‌های گذشته، پیام‌های IP از طریق سوئیچ‌های ATM ارسال می‌شدند. اما به دلیل مشکلات موجود در این روش انتقال، سیستم MPLS وارد عرصه شد. این پروتکل در ابتدا برای بهبود سرعت مسیریابی معرفی شد، اما امروزه به عنوان یک فناوری استاندارد، که فرصت‌های جدیدی را برای شبکه‌های IP بزرگ ارائه می‌دهد، شناخته می‌شود. در این مقاله، قصد داریم با سیستم MPLS و کاربردهای آن آشنا شوید.
پروتکل MPLS یا Multi-Protocol Label Switching
یک فناوری انتقال است که برای مدیریت ترافیک شبکه و افزایش سرعت و عملکرد شبکه استفاده می‌شود. در MPLS، بسته‌های داده به عنوان بخش ترافیک شناخته می‌شوند. MPLS Mikrotik یک پروتکل فعال شبکه است که به بسته‌های داده سیگنال داده شده اجازه می‌دهد بین دستگاه‌های شبکه منتقل شود.
با استفاده از MPLS، شبکه‌های بزرگ و پیچیده می‌توانند حجم کاری بالایی را تحمل کنند و در عین حال ترافیک شبکه را بهینه کنند. در واقع، MPLS مقیاس‌پذیری و عملکرد شبکه‌های IP موجود را بهبود می‌بخشد و به ارائه خدمات جدیدی که در شبکه‌های IP سنتی موجود نیستند کمک می‌کند. MPLS ترکیبی از استانداردهای مسیریابی مبتنی بر لینک و ترافیک اینترنت است.
MPLS اجازه می‌دهد تا هر نوع ترافیکی در یک شبکه IP بزرگ بدون تکیه بر محدودیت‌های پروتکل‌های مختلف در لایه انتقال و طرح‌گزاری هدایت شود. دو جنبه MPLS توانایی تغییر ترافیک از حامل‌های IP و اتصال مهندسی نام و سیگنال به طور همزمان است.
مزایای استفاده از MPLS:
MPLS یا Multi-Protocol Label Switching یک فناوری انتقال است که برای مدیریت ترافیک شبکه و افزایش سرعت و عملکرد شبکه به کار می‌رود.
مهمترین ویژگی‌ها و کاربردهای MPLS عبارتند از:
- سهولت استقرار: MPLS امکان استقرار و مدیریت آسان شبکه‌ها را فراهم می‌کند.
- تقسیم بندی هجرت و هجرت: MPLS امکان تقسیم بندی مسیریابی و مدیریت هجرت ترافیک را فراهم می‌سازد.
- سهولت کارکرد ATM و IP: MPLS به عنوان یک پروتکل فعال، عملکرد بهینه بین ATM و IP را فراهم می‌کند.
- سازگار با تمام سیستم‌های 2 و 3 لایه: MPLS با تمام سیستم‌های لایه 2 و 3 سازگار است.
- تبدیل آدرس‌ها به تگ‌های با طول ثابت: MPLS از تگ‌های با طول ثابت برای تبدیل آدرس‌ها استفاده می‌کند.
- استفاده از مهندسی ترافیک: MPLS امکان مهندسی ترافیک را فراهم می‌کند و ترافیک را با کیفیت بهتری جابه‌جا می‌کند.
- ارسال صدا و تصویر از طریق IP: MPLS امکان ارسال صدا و تصویر از طریق IP را فراهم می‌کند و تاخیر را کاهش می‌دهد.
- شبکه خصوصی مجازی یا VPN: MPLS از VPN برای ایجاد شبکه خصوصی مجازی استفاده می‌کند.
- کیفیت خدمات یا QoS: MPLS از کیفیت خدمات برای بهبود ارائه خدمات به کاربران شبکه استفاده می‌کند.
- استفاده از تگ‌ها: استفاده از تگ‌ها در MPLS به عنوان شناسه‌ها، تغییرات IP را بهتر و سریعتر انجام می‌دهد.
به طور کلی، MPLS با بهبود عملکرد، افزایش امنیت، کاهش هزینه‌ها و پشتیبانی از خدمات مختلف، یک ابزار قدرتمند برای مدیریت و بهینه‌سازی شبکه‌های ارتباطی می‌باشد.
مزایای استفاده از MPLS:
استفاده از سیستم MPLS در شبکه‌های مخابراتی با معایبی همراه است که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
پیچیدگی: MPLS یک فناوری پیچیده است و برای پیاده‌سازی و مدیریت نیاز به تجربه و تخصص دارد. اجرای MPLS نیاز به افزودن چندین پایلوت و سوئیچ به شبکه دارد و تغییراتی باید اعمال شود که نیاز به تخصص و فهم کامل از تکنولوژی دارد.
هزینه: استفاده از MPLS ممکن است هزینه‌بر باشد. برای پیاده‌سازی MPLS، تجهیزات خاصی در شبکه نصب می‌شود و نگهداری و تعمیر آنها نیز هزینه‌زیادی را به دنبال دارد.
مشکلات احتمالی: اگر MPLS به درستی پیاده‌سازی نشود، مشکلاتی مانند تاخیر در انتقال داده‌ها و افزایش زمان پاسخگویی از شبکه و کاربران ممکن است رخ دهد. بنابراین، برای جلوگیری از این مشکلات، MPLS باید به درستی پیاده‌سازی و مدیریت شود.
محدودیت در انتقال داده: استفاده از برچسب‌ها در MPLS به این معنی است که بسته‌های داده باید برای انتقال در شبکه برچسب‌گذاری شوند. این می‌تواند از انتقال اطلاعات از طریق شبکه جلوگیری کند.
به همین دلیل، قبل از استفاده از MPLS در یک شبکه ارتباطی، ارزیابی دقیقی از مزایا و معایب آن لازم است و پیاده‌سازی و مدیریت آن باید با دقت صورت گیرد.
MPLS چه اجزایی دارد:
پروتکل MPLS یک فناوری شبکه است که شامل موارد زیر می‌شود:
برچسب‌های MPLS: این برچسب‌ها برای شناسایی بسته‌های داده در شبکه استفاده می‌شوند. هر بسته داده با یک شناسه منحصر به فرد مشخص می‌شود که می‌تواند در سراسر شبکه ردیابی شود.
روترهای MPLS: این دستگاه‌ها برای سیگنال‌دهی و مسیریابی بسته‌های داده در سراسر شبکه استفاده می‌شوند. روترهای MPLS از حامل‌های مختلف برای انتقال بسته‌های داده برای بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان شبکه استفاده می‌کنند.
پروتکل‌های MPLS: پروتکل‌های مختلفی مانند LDP (پروتکل توزیع برچسب)، RSVP (پروتکل رزرو) و MP-BGP (Multiprotocol BGP) برای پشتیبانی از MPLS در شبکه‌های مختلف استفاده می‌شود.
برنامه‌های MPLS: برنامه‌های مختلفی مانند VPN (شبکه خصوصی مجازی)، QoS (کیفیت خدمات) و مهندسی ترافیک برای استفاده از MPLS در شبکه‌های مختلف طراحی شده‌اند.
به طور کلی، MPLS دارای ویژگی‌های بسیار متفاوتی است که با پشتیبانی و ساختار خود، شبکه‌های ارتباطی را با کارایی و قابلیت اطمینان بالا ارائه می‌کند.
اصطلاحات رایج در MPLS:
شبکه ارائه‌دهنده: یک شبکه تحت کنترل یک ارائه‌دهنده خدمات شبکه مشتری: یک شبکه که توسط مشتری کنترل می‌شود روتر CE: روتر مشتری، یک دستگاه مشتری که به یک ارائه‌دهنده خدمات متصل است. روتر PE: یک مدیر خدمات برای روتر متصل به روتر مشتری CE. روتر P: روترهایی در قلب شبکه‌های ارائه‌دهنده خدمات که به شبکه‌های مشتری متصل نیستند.
سایت‌ها: کل شبکه از تمام سایت‌های مشتری تشکیل شده است. Path Distinguisher: یک شناسه منحصر به فرد 64 بیتی که توسط روتر PE اضافه شده است تا بسته‌های IP دریافت شده از هر VPN را ترکیب کند تا اطلاعات VPN با سایر VPNها متفاوت باشد.
Route-Enable: مسیر ورود به VPN را مشخص کنید. VPN-IPv4-address: یک آدرس 96 بیتی که توسط روتر PE تولید می‌شود و شامل آدرس IP 32 بیتی از مشترک و 64 بیتی Route Disguisher به دست می‌آید.
VRF: جدول VRF، جدول مسیریابی و مسیریابی روی روترهای PE تنظیم شده است، هر VPN حداقل یک VRF دارد و هر روتر PE یک VRF جداگانه برای VPN که هر یک به آن متصل است ایجاد و نگهداری می‌کند.
LSR: روترها در شبکه‌های MPLS اغلب به عنوان LSR شناخته می‌شوند. LSP: یک مسیر مجازی بین منبع و مقصد در شبکه MPLS است. LDP: پروتکلی است که وظیفه آن تخصیص سیگنال به شبکه MPLS است. LDP (Labeled Delivery Protocol) یک پروتکل استاندارد بین روترهای دارای MPLS که آدرس‌های برچسب‌دار مورد استفاده برای ارسال بسته‌ها را حمل می‌کند. نسخه رمزگذاری این پروتکل TDP است.
TDP: دستگاه‌های سیسکو مانند روترهای سیسکو از پروتکل TDP به جای LDP برای حفظ سیگنال در شبکه‌های MPLS استفاده می‌کنند. اگرچه برخی از درایورهای IOS می‌توانند از هر دو روش استفاده کنند. سیستم سیگنالینگ TDP از رانندگی در جاده و رانندگان پشتیبانی می‌کند.
FIB: سیسکو برای بسته‌های بدون امضا استفاده می‌شود، سیسکو IOS بسته‌ای را که با بهترین پیشوند ختم می‌شود مطابقت می‌دهد و آن را به FTP منتقل می‌کند.
LFIB: برای بسته‌هایی که دارای برچسب خشک هستند استفاده می‌شود. Cisco IOS خط بسته دریافتی را در لیست LFTP ارزیابی کرده و آن را فوروارد می‌کند.
پردازش داده در MPLS:
در پروتکل MPLS، بسته‌های داده فراخوانی شده و به عنوان بخش ترافیک استفاده می‌شود. این سیگنال‌ها برای تردد سریع و ایمن استفاده می‌شوند. در MPLS، هر بسته داده با برچسبی که توسط درایورهای MPLS روی شبکه قرار می‌گیرد، شناسایی می‌شود. هر تگ یک شناسه منحصر به فرد برای یک بسته داده است و یک شناسه در نظر گرفته می‌شود.
درایورهای MPLS برچسب را در انتهای هر مسیر تعیین می‌کنند و آن را به بسته داده اختصاص می‌دهند. سپس، همانطور که یک بسته در شبکه حرکت می‌کند، روترهای MPLS از یک برچسب برای تعیین محل قرارگیری بسته در شبکه استفاده می‌کنند.
این سیستم برای ترافیک سریع و کارآمد استفاده می‌شود زیرا سیگنال‌ها را می‌توان به سرعت محاسبه کرد و در زمان کمتری به ناوبرها ارسال کرد. سیگنال‌ها را می‌توان به صورت متوالی مورد استفاده قرار داد، بنابراین اپراتورها می‌توانند تصمیمات سریع و دقیقی در مورد محل قرارگیری بسته‌ها در شبکه بگیرند.
در سیستم MPLS، بسته‌های داده به عنوان لایه 2 (پیوند داده قدیمی) برچسب‌گذاری می‌شوند و با لایه 3 (لایه شبکه) از هم جدا می‌شوند. این بدان معنی است که از بیکن‌ها برای مطابقت با آدرس‌های IP بسته‌های داده و مسیر ترافیک به جای آدرس‌های IP استفاده می‌شود. با استفاده از سیگنالینگ در MPLS، اپراتورهای شبکه می‌توانند به سرعت و کارآمد تعیین کنند که کدام بسته‌های داده باید به روتر دیگری در شبکه ارسال شوند.
این سیگنال‌ها به طور جداگانه در سیستم لایه 3 توزیع می‌شوند. بنابراین در شرایطی که بسته‌های داده در شبکه‌هایی با استانداردهای مختلف ارسال می‌شوند، روترها می‌توانند از آنها برای عبور و مدیریت ترافیک به خوبی استفاده کنند. برچسب‌گذاری در MPLS همچنین به امنیت شبکه کمک می‌کند زیرا هکرها نمی‌توانند بسته‌های داده برچسب‌گذاری شده در شبکه را شناسایی کنند و به راحتی قابل دسترسی یا خراب شدن نیستند.
MPLS چگونه کار می‌کند:
همانطور که در قسمت قبل گفته شد، می‌توانیم از عملیات MPLS برای مقایسه رفتار سوئیچینگ استفاده کنیم، اما با این تفاوت که این فرآیند با استفاده از سیگنال روی پلتفرم انجام می‌شود. یعنی در هنگام ورود به شبکه MPLS بسته‌ای بر اساس آدرس IP مقصد فراخوانی می‌شود، بر اساس این برچسب به لایه دوم ارسال می‌شود تا به مقصد برسد.
MPLS در یک لایه OSI گنجانده نشده است و عملکرد آن بین لایه دوم (Data Link) و لایه سوم (Network) قرار می‌گیرد، بنابراین به عنوان یک پروتکل لایه 2.5 معرفی شده است. سیگنال‌های MPLS بین مسیریابها توزیع می‌شوند و روترها می‌توانند نقشه‌ی سیگنال‌های شبکه را با استفاده از این سیگنال‌ها به دست آورند.
این نمادها با بسته‌های IP مرتبط هستند و به روترها اجازه می‌دهند بدون توجه به آدرس IP، بسته‌ها را با استفاده از این نمادها ارسال کنند. در MPLS، بسته‌ها با استفاده از سوئیچینگ برچسب به جای سوئیچینگ IP ارسال می‌شوند.
