Nedir bu MPLS?
IETF tarafından tavsiye edilen MPLS protokolü, etiketleme yoluyla paketleri hızlı bir şekilde noktadan noktaya iletilmesini sağlamaktadır. MPLS çalışma mantığı ise etiket takas yöntemidir. Cihazlar arası mevcut pakati iletirken, paket içeriği değişmezken, paket içinde bulunan etiket değişerek paketin hedef noktaya hızlı bir şekilde iletilmesini sağlamaktadır.
“IETF(Internet Engineering Task Force) : İnternet mühendisliği görev gücü anlamına gelen IETF internet protokollerini geliştiren ve standartlaştıran bir gruptur.”
MPLS avantajlarından birisi ise ağ katmanı ve bağlantı katmanı protokolleriyle uyumlu olmasıdır. Bu sayede L3VPN ve L3VPN gibi hizmetleri için ağ tünelleri sağlayabilmektedir.
- L2VPN ve L3VPN konusuyla ilgil makalemize buraya tıklayarak erişebilirsiniz.
Neden ihtiyacımız var?
IP yönlendirmelerinde bir route tablomuz olmakta ve yönlendirilen paketler buradaki IP adreslerine göre iletilmekteydi. Fakat zamanla büyüyen ağ yapıları yavaşlamaya ve iletimlerde düşük hızlara inmeye başladı. Kısacası performans düşmeye başladı ve ağların gelişimi de bu sebepten dolayı sınırlandı. Burada istenilen yönlendirme performansını arttırmak ve ağ yapılarını ölçeklendirebilmekti.
İlk olarak, yapılmak istenen, IP yönlendirme tablosundaki aramaların kaldırılmasıydı. Mevcut bir paketin her defasında yönlendirme tablosuna bakarak araması ve sonrasında yönlendirilmesi performansı düşüren bir etkendi. MPLS tarafında bu ise sadece etiket ile basit bir hale indirgendi.
İkinci olarak, başlık ayrıştırma, kapsülleme gibi işlemlerin azaltırması gerektiğiydi. Bir paket her adım sonrasında ayrıştırılması ve tekrar kapsüllenme işlemi zaman alan bir etken olduğundan MPLS tarafında giren bu paketlerin, sadece etiketleri değiştirildiğinden yönlendirme bu yüzden hız kazanmıştır.
MPLS ne için kullanılır?
MPLS ihtiyacı, kurum kuruluşların veya şirketlerin genel merkezli veya uzak şubeler arası bağlantı sağlayabilme ve aynı ağın içerisindeymiş gibi haraket etmesine olanak sağlaması için MPLS kullanılmaktadır. Bu sadece şubeler arası veya şube, merkez arası değil, erişilmesi gereken bir uygulama veya veri merkezi gibi durumlarda lokasyonlar arası da MPLS kullanılabilir.
Dezavantaj
- Maliyet : MPLS altyapı kurulum ve sürdürme maliyeti yüksek olduğundan dolayı, küçük ve orta ölçekli işletmeler için maliyet açısından zorlayıcı olabilir.
- Bant Genişliği : Bant genişliği tüketimi arttıkça maliyet de ciddi oranda artacağından, hizmet işletmelere yük haline gelebilmektedir.
- Yönetim : MPLS ağları ölçeğine göre karmaşıklaşabilir ve bundan kaynaklı yönetimi zor olabilir. Bunun için network tarafında güzel bir ekibiniz olması gerekebilir.
MPLS Terminology
- LDP : Label Distribution Protocol
- LSP : Label Switched Path
- FEC : Forwarding Equivalence Class
- LSR : Label Switch Router
- ELSR : Edge Label Switch Router
” LSP, bir çift yönlendirici arasından, MPLS ağı üzerinden yönlendirilen tek yönlü tüneldir. “
Label switch router için aşağıda çalışma prensibi gözükmektedir.
MPLS IP routing control plane tarafında çalışırken, paketlerin yönlendirilme kısmı ise data plane tarafında çalışmaktadır. Data plane tarafına gelen etiketli paketler MPLS route tablosuna göre çıkış interface kısmına yönlendirilmektedir.
MPLS nasıl çalışır?
Burada dikkat etmemiz gereken konu MPLS tarafında LSP konusudur.
LSP (Label Switched Path) amacı, normal olarak giren IP paketini inceleyerek, paketin başına bir etiket atar. Normalde IP paketi hedefe gitmek üzere hazırlanmış bir paketten, etiketle ilişkilendirilmiş başka bir pakete dönüştürülür. Burada artık paket gönderilirken IP paketi değil, etiketlendirilmiş bir paket olarak bir üst cihaza iletilir. Paketi alan cihaz ise IP kısmına bakmadan etikete göre ilgili paketi tablosuna ekler ve paketi hedefe yönlendirir. İşlem paketin hedefe gidene kadar devam eder ve hedeften bir adım öncesinde paketteki etiket kaldırılır, hedef makinaya paket normal bir IP paketiymiş gibi iletilir. LSP iki şekilde yapılandırılabilir;
- Dynamic – Etiket dağıtım protokolü kullanarak, dinamik olarak etiketlerin dağıtılmasını sağlar. LSR etiketleri bir üst cihaza göndermek için IP rotalarını kullanır.
- Static – Etiketlerin FEC’lere manuel olarak atanmasıyla gerçekleştirilir.
LSR(Label Switch Router) LSP tarafından etiketlenmiş paketleri yönlendirme işlemini yapmaktadır. Gelen paketleri inceleyerek kaynak etiketi değiştirir ve hedef etiketi ekleyerek çıkış interface iletir.
FEC(Forwarding Equivalence Class) IP ağındaki bir ağ segmentine benzemektedir. Kaynak adres, hedef adres, kaynak bağlantı noktası, hedef bağlantı noktası gibi parametlerle FEC tanımlanabilir. MPLS ağında aynı rotayla eşlenen paketler FEC ‘e aittir. Kısaca aynı özelliklere veya aynı hedefe iletilebilen bir paket kümesi oluşturulma biçimidir.
LDP(Label Distribution Protocol) Yukarıda bahsetmiş olduğumuz tüm süreçlerden sorumludur. FEC sınıflandırılmasını, MPLS etiket tahsisini ve LSP dinamik veya static durumunu denetleyen, kurulumunu ve bakımını sağlayan birimdir. Ayrıca LSR ‘lar LDP aracılığıyla ağ katmanındaki yönlendirme bilgilerini doğrudan veri bağlantı katmanından LSP ‘ler ile eşleyebilmektedir. Bu yüzden aslında LDP basit bir ağ yapılandırma özelliğine de sahiptir.
Önemli olan bir diğer nokta ise, LDP keşif mesajlarını UDP üzerinden, oturum, reklam ve bildirim kısmını ise TCP üzerinden iletmektedir. LDP oturumu iki cihaz arasında aşağıdaki şekilde ilerlemektedir.
- Adım : LSR ‘lar birbirlerine “Hello” mesajı gönderir. Hello paketinin içerisinde bir taşıma adresi yer almaktadır. Bu aslında bir TCP bağlantı isteğidir.
- Adım : Pasif eş yani LSR-B hello mesajına cevap döndüğünde aradaki TCP bağlantısı kurulur. Burada aktif eş LSR-A pasif eş ise LSR-B’ dir. LSR-A LSR-B’ye LDP oturumu kurmak için yeni bir paket gönderir. Gönderdiği paket “Başlatma” mesajıdır. Başlatma mesajının içinde ise LDP sürümü, maksimum PDU uzunluğu gibi bilgiler bulunur.
- Adım : Başlatma mesajı alındığında pasif eş LSR-B bunu kabul ederse, LSR-A’ ya karşılık olarak başlatma mesajı gönderir.
- Adım : LSR-A’ ya paket döndüğünde ise LSR-A LSR-B’ ye keepelive mesajı gönderir ve oturum kurulmuş olur.
Yukarıdaki oturumda LSR-A veya LSR-B herhangi bir adımda parametrelerden bir tanesi reddeder ise oturum kurulmaz.
MPLS temel kavramlar
- Tunnel ID : VPN gibi üst katman uygulamaarı arayüz sağlamak amacıyla her tünele otomatik 32 bit tunel kimliği gönderir.
- FIB : IP ağında IP paketlerin iletimini yönlendirmek için kullanılır.
- LIB : Etiket ile karşılık gelen FEC arasındaki eşlemeyi sağlar. MPLS etiket bilgilerini yönetmek için önemli etkendir.
- LFIB : MPLS ağındaki MPLS paketlerin iletilmesini yönlendirmek için kullanılır. LIB ‘deki önemli bilgiler kullanılarak LFIB oluşturulur.
- NHLFE :MPLS paketlerinin iletilme işleminin yönlendirme kısmından sorumludur. Tunel kimliğini, giden arayüz, giden etiket gibi bilgiler içermektedir.
- ILM : Gelen etiketleri NHLFE ile eşlemektedir. Burada ILM gelen etiket, giden etiket ve tunel kimliği arasında bir eşleştirme yapar.
MPLS Örnek Topoloji Çalışması
Topoloji kısmına geçmeden bilmemiz gereken birkaç nokta bulunuyor ve bunları hızlıca görelim;
CE (Customer Edge) isminden de anlaşılacağı üzere müşteri tarafında bulunan router cihazdır. Bu cihazın MPLS desteklemesi gerekmez, bu cihaz bir switchte olabilir veya bir bilgisayarda olabilir.
PE (Provider Edge) sağlayıcı tarafında yönlendirme işlemlerini üstlenen router cihazdır. Bu cihazlarında yüksek performansta olması gerekir, çünkü tüm MPLS ve VPN verilerini işlemek ve yönlendirmekle görevli olduğundan iş yükü yüksektir.
P (Provider) sağlayıcı tarafındaki omurga router cihazını temsil etmektedir. Omurganın görevi sadece MPLS hizmetlerini işlemektir. Doğrudan müşteriye yani CE cihazına bağlı değildir.
