Mpls là gì? Tại sao vẫn chưa bị khai tử?

[networkdude]

Đường truyền sử dụng công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) là đáng tin cậy nhưng đắt tiền, dẫn đến các doanh nghiệp phải bổ sung SD-WAN với chi phí rẻ hơn và linh hoạt hơn. Bạn đã bao giờ mua hàng trực tuyến từ một nhà bán lẻ ở xa và sau đó theo dõi gói hàng vì nó có những điểm dừng lạ và có vẻ phi logic trên khắp đất nước? Điều đó tương tự như cách thức hoạt động của định tuyến IP trên Internet. Khi một bộ định tuyến internet nhận một gói IP, gói đó không mang thông tin nào ngoài địa chỉ IP đích. Không có hướng dẫn nào về cách gói tin đó sẽ đến đích của nó hoặc cách xử lý nó trên đường đi. Mỗi bộ định tuyến phải đưa ra quyết định chuyển tiếp độc lập cho mỗi gói chỉ dựa trên tiêu đề lớp mạng của gói. Vì vậy, mỗi khi một gói tin đến một bộ định tuyến, bộ định tuyến phải “suy nghĩ kỹ” xem sẽ gửi gói tin tiếp theo ở đâu. Bộ định tuyến thực hiện điều này bằng cách tham chiếu đến các bảng định tuyến phức tạp.

Quá trình này được lặp lại ở mỗi bước dọc theo lộ trình cho đến khi gói tin cuối cùng đến đích. Tất cả các bước nhảy và tất cả các quyết định định tuyến riêng lẻ đó dẫn đến hiệu suất kém cho các ứng dụng yêu cầu với thời gian thực như hội nghị truyền hình hoặc thoại qua IP (VoIP).

MPLS là gì?

Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS), là một công nghệ mạng đã được thử ng- hiệm và thực sự đã cung cấp cho các mạng doanh nghiệp trong hơn hai thập kỷ. Không giống như các giao thức mạng khác định tuyến lưu lượng dựa trên địa chỉ nguồn và đích, MPLS định tuyến lưu lượng dựa trên “nhãn” được xác định trước.

Các doanh nghiệp sử dụng MPLS để kết nối với các văn phòng chi nhánh từ xa yêu cầu quyên truy cập vào dữ liệu hoặc ứng dụng năm trong trung tâm dữ liệu của tố chức hoặc trụ sở công ty.

Cách MPLS hoạt động

Với MPLS, lần đầu tiên một gói đi vào mạng, nó được gán cho một lớp dịch vụ chuyển tiếp (CoS) cụ thể — còn được gọi là lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) - được chỉ ra bằng cách thêm một chuỗi bit ngắn (nhãn) vào gói tin. Các lớp này thường biểu thị loại lưu lượng mà chúng mang theo. Ví dụ: một do- anh nghiệp có thể gắn nhãn các lớp dịch vụ theo thời gian thực (thoại và video), theo mission critical (CRM) và best effort (Internet, email).

Mỗi ứng dụng sẽ được đặt trong một trong các lớp này.

Đường dẫn nhanh nhất, có độ trễ thấp sẽ được dành riêng cho các ứng dụng thời gian thực như thoại và video, do đó đảm bảo chất lượng cao. Việc phân tách lưu lượng dựa trên hiệu suất là không thể thực hiện được với các giao thức định tuyến khác.

Điểm kiến trúc quan trọng là các nhãn cung cấp một cách để đính kèm thông tin bổ sung vào mỗi gói ở trên và ngoài những gì mà các bộ định tuyến trước đây phải làm việc.

MPLS là Lớp 2 hay Lớp 3?

Có một số nhầm lẫn về việc liệu MPLS là dịch vụ Lớp 2 hay Lớp 3. Nhưng MPLS không nằm gọn trong hệ thống phân cấp bảy lớp của OSI, và đôi khi được phân loại là Lớp 2.5. Trên thực tế, một trong những lợi ích chính của MPLS là nó tách các cơ chế chuyển mạch khỏi dịch vụ liên kết dữ liệu cơ bản. Nói cách khác, MPLS có thể được sử dụng để tạo bảng chuyển tiếp cho bất kỳ giao thức cơ bản nào.

Cụ thể, các bộ định tuyến MPLS thiết lập một đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSP), một đường dẫn được xác định trước để định tuyến lưu lượng trong mạng MPLS, dựa trên các tiêu chí trong FEC. Chỉ sau khi một LSP đã được thiết lập thì việc chuyển tiếp MPLS mới có thể xảy ra. LSP là một chiều, có nghĩa là lưu lượng trả về được gửi qua một LSP khác.

Khi người dùng cuối gửi lưu lượng truy cập vào mạng MPLS, một nhãn MPLS được thêm vào bởi một bộ định tuyến MPLS thâm nhập nằm trên biên mạng. Nhãn MPLS bao gồm bốn phần phụ:
1. Nhãn


Nhãn lưu giữ tất cả thông tin cho các bộ định tuyến MPLS để xác định nơi gói tin sẽ được chuyển tiếp.
2. Thực nghiệm


Các bit thử nghiệm được sử dụng cho Chất lượng Dịch vụ (QoS) để đặt mức độ ưu tiên mà gói có nhãn phải có.
3. Bottom-of-Stack


Bottom-of-Stack cho các bộ định tuyến MPLS biết liệu chúng có phải là chặng cuối cùng của hành trình và không còn nhãn nào cần quan tâm hay không. Điều này thường có nghĩa là bộ định tuyến là bộ định tuyến đầu ra.

4. Thời gian để sống

Điều này xác định gói có thể thực hiện bao nhiêu bước trước khi nó bị loại bỏ.

Ưu và nhược điểm của MPLS

Lợi ích của MPLS là khả năng mở rộng, hiệu suất, sử dụng băng thông tốt hơn, giảm tắc nghẽn mạng và trải nghiệm người dùng cuối tốt hơn.

Bản thân MPLS không cung cấp mã hóa, nhưng nó là một mạng riêng ảo và như vậy, được phân vùng khỏi Internet công cộng. Do đó, MPLS được coi là một phương thức vận chuyển an toàn. Và nó không dễ bị tấn công từ chối dịch vụ, có thể ảnh hưởng đến các mạng dựa trên IP thuần túy.

Tuy nhiên, kết nối MPLS đắt hơn nhiều so với kết nối internet tiêu chuẩn. Ngoài ra, MPLS được thiết kế cho các tổ chức có nhiều văn phòng chi nhánh ở xa, phân tán về mặt địa lý trên toàn quốc hoặc thế giới, nơi phần lớn lưu lượng truy cập được chuyển đến các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp. Ngày nay, các doanh nghiệp đã định hướng lại phần lớn lưu lượng truy cập của họ nên thay vào đó, nó sẽ đến và đi từ các nhà cung cấp đám mây, khiến MPLS trở nên không tối ưu.

[networkdude]

Mạng MPLS và đám mây


Khi các doanh nghiệp chuyển đổi sang đám mây, mô hình hub-and-speak dựa trên MPLS sẽ trở nên kém hiệu quả vì nó định tuyến lưu lượng truy cập qua các trụ sở chính của công ty (hub), hoạt động như các điểm ngắt trung tâm. Sẽ hiệu quả hơn nếu gửi lưu lượng truy cập trực tiếp lên đám mây. Ngoài ra, việc sử dụng các dịch vụ đám mây, video và ứng dụng dành cho thiết bị di động ngày càng tăng đã làm tăng yêu cầu băng thông và các dịch vụ MPLS khó mở rộng theo yêu cầu. MPLS là một sự đổi mới tuyệt vời vào thời đó, nhưng có những công nghệ mới hơn giải quyết tốt hơn các kiến trúc mạng ngày nay.

Các mạng WAN do phần mềm định nghĩa (SD-WAN) được cấu trúc với kết nối đám mây, đó là lý do tại sao rất nhiều doanh nghiệp đã thay thế hoặc tăng cường mạng MPLS của họ bằng SD-WAN.

MPLS so với SD-WAN

SD-WAN là ứng dụng của khái niệm Mạng do phần mềm xác định (SDN) vào mạng WAN. Điều này có ng- hĩa là việc triển khai các thiết bị cạnh SD-WAN áp dụng các quy tắc và chính sách để gửi lưu lượng truy cập theo con đường tốt nhất.

SD-WAN có thể định tuyến bất kỳ loại lưu lượng nào, bao gồm cả MPLS. Ưu điểm của SD-WAN là kiến trúc sư lưu lượng mạng WAN doanh ng- hiệp có thể ngồi tại một điểm trung tâm và dễ dàng áp dụng các chính sách trên tất cả các thiết bị WAN.

Ngược lại, với MPLS, các tuyến đường xác định trước cần phải được cung cấp cẩn thận và một khi các mạch cố định hoạt động, việc thực hiện thay đổi không phải là trỏ và nhấp.

Nhưng một khi mạng MPLS được triển khai, nó mang lại hiệu suất được đảm bảo cho lưu lượng truy cập thời gian thực. SD-WAN có thể định tuyến lưu lượng theo đường dẫn hiệu quả nhất, nhưng một khi các gói IP đó truy cập Internet mở, sẽ không có đảm bảo về hiệu suất.

SD-WAN ít tốn kém hơn đáng kể để triển khai và vận hành so với MPLS. Hướng dẫn định giá kết nối WAN của Lightyear chốt chi phí định kỳ hàng tháng trung bình của kết nối MPLS 100 Mbps ở mức 1.277 đô la, trong khi SD-WAN ở tốc độ tương tự chỉ có giá trung bình 300 đô la mỗi tháng.

MPLS đã chết?

Nhiều chuyên gia mạng xem MPLS và SD-WAN như một đề xuất hoặc một trong hai. Có động lực mạnh mẽ đằng sau SD-WAN và nó đến với chi phí của MPLS. Việc sử dụng MPLS giảm 24% từ năm 2019 đến năm 2020; trong cùng khoảng thời gian đó, số lượng doanh nghiệp sử dụng một số hình thức SD-WAN tăng đột biến từ 18% lên 43% và sự quan tâm còn được thúc đẩy bởi nhu cầu kết nối trung tâm dữ liệu với nhân viên tại nhà trong đại dịch COVID-19.

Vậy SD-WAN có chắc chắn sẽ giết chết MPLS không? Theo Zeuz Kerravala của Network World cho biết hai công nghệ này có thể cùng tồn tại, với việc vai trò của MPLS sẽ thay đổi. Các doanh nghiệp vừa và nhỏ có khả năng ngừng sử dụng MPLS và chỉ chuyển sang mạng WAN băng thông rộng vì nhiều doanh nghiệp trong số họ đã chuyển sang mô hình CNTT đám mây.

Các doanh nghiệp lớn hơn, có thể đã giảm chi phí vào mạng MPLS, có khả năng sẽ áp dụng phương pháp kết hợp, trong đó họ sẽ giữ MPLS cho các ứng dụng cũ chạy trên mạng và sau đó giảm tải lưu lượng truy cập Internet, như đám mây, sang SD-WAN. Các doanh nghiệp đã có máy tính, lưu trữ và ứng dụng kết hợp, vì vậy mạng WAN kết hợp sẽ không còn là điều gì quá xa lạ.

MPLS sẽ tiếp tục có vai trò kết nối các vị trí điểm - điểm cụ thể, như văn phòng khu vực lớn, cơ sở bán lẻ với hệ thống điểm bán hàng, cơ sở sản xuất khu vực và nhiều trung tâm dữ liệu. MPLS rất phù hợp cho các ứng dụng thời gian thực như điện thoại di động. Và như Verizon (một nhà cung cấp MPLS, phải thừa nhận) đã chỉ ra, SD-WAN thực sự có thể giúp bạn tận dụng tối đa kết nối MPLS của mình . Rốt cuộc, lời hứa của SD-WAN là nó tự động định tuyến lưu lượng mạng theo cách hiệu quả nhất có thể để đáp ứng các yêu cầu về chất lượng dịch vụ của bạn cho các ứng dụng khác nhau và chắc chắn nó có thể sử dụng kết nối MPLS của bạn để làm như vậy.

Cuối cùng, các kiến trúc sư mạng WAN của doanh nghiệp cần phải tính toán rủi ro giữa hiệu suất đáng tin cậy nhưng đắt tiền của MPLS so với hiệu suất rẻ hơn nhưng kém tin cậy hơn của Internet. Những cải tiến trong các công nghệ và giao thức mạng khác đã làm cho lưu lượng truy cập internet đáng tin cậy hơn, nhưng đối với một số người, sẽ luôn có chỗ cho độ tin cậy cực cao của MPLS. Không ai muốn vướng phải lùm xùm khi hội nghị truyền hình hàng tháng của CEO với các nhân viên văn phòng chi nhánh bị bỏ dở giữa chừng.