MPLS ( Multi Protocol Label Switching)

MPLS 란 

** MPLS(Multi Protocol Label Swtiching)은 다양한 계층 2 기술 ex) 다양한  계층 2 기술( 예: Ethernet, Frame Relay, ATM) 위에서 동작하며, 전통적인 IP 라우팅보다 더 빠르고 효율적인 데이터 전달을 가능하게 하는 레이블 기반 전송 기술

• OSI 계층: 2.5계층 (레이터 2와 3 사이)
• 기본 아이디어: 패킷에 짧은 라벨을 부착하여, 복잡한 라우팅 테이블 대신 이 레이블만 보고 빠르게 전달 

주요 구성 요소 

구성요소	설명
LER(Label Edge Router)	MPLS 경계에 위치, 패킷에 레이블을 붙이거나 제거함
LSR(Label Switch Router)	MPLS 내부 라우터, 레이블만 보고 패킷을 전달(스위치)
Label	MPLS 헤더에 붙는 고정 길이 실별자(20bit)
FEC(Forwarding Equivalence Class)	동일한 방식으로 전달될 수 있는 패킷들의 집합
LSP (Label Switched Path)	레이블 기반으로 정의된 패킷 전송 경로

MPLS 동작 방식 

1. Ingress (LER)
   - 수신된 IP 패킷을 분석 
   - 목적지 기반으로 FEC를 결정
   - 해당 FEC에 맞는 Label을 부여 
   - MPLS 헤더를 붙여 내부로 전달 
2. Core(LSR)
   - IP 헤더는 무시하고 Label만 참조 
   - 레이블 기반으로 다음 홉 결정 
   - Label 스와핑(교체) 후 패킷 전달 
3. Egress(LER)
   - 목적지에 도달시 MPLS Label 제거
   - 기존 IP 패킷으로 라우팅 재개 

MPLS 패킷 구조 

[ Layer 2 Header ] + [MPLS Label (20bit) ] + [ IP Header ] + [ Payload ]

• MPLS Label 
  - 20-bit Label
  - 3-bit Exp (QoS)
  - 1-bit S (Bottom of Stack)
  - 8-bit TTL

MPLS 의 장점 

장점	설명
고속 전송	레이블 기반으로 빠르게 포워딩
QoS 지원	Exp 필드를 통해 서비스 우선순위 지정
VPN 구현 용이	MPLS VPN은 IPSec보다 효율적
트래픽 엔지니어링	특정 경로강제 지정 가능 (TE)
다중 프로토콜 지원	IP, IPv6, ATM, Frame Relay 등 가능

활용 사례

• MPLS VPN: ISP들이 기업 고객의 트래픽을 논리적으로 분리하는 데 사용
• 트래픽 엔지니어링(TE) : 링크 용량 분산 
• 음성/영사 서비스 QoS 보장 
• L3 VPN, L2 VPN: 고객사 전용 가상망 제공 

MPLS vs 일반 IP 라우팅 

항목	MPLS	일반 IP 라우팅
포워딩 기준	레이블	목적지 IP 주소
처리 속도	빠름	상대적으로 느림
트래픽 제어	용이	어려움
QoS 지원	높음	제한적
VPN 구현	효율적	IPSec 기반, 복잡

확장 기술

기술	설명
MPLS TE(Traffic Enfineering)	링크 혼잡도 반영 경로 지정
MPLS VPN (L2/L3)	기업 전용 가상망 제공
Segment Routing (SR-MPLS)	MPLS 에 SDN 개념 접목
RSVP, LDP, BGP	MPLS 경로 설정 프로토콜