MPLSとは
MPLS(Multiprotocol Label Switching、マルチプロトコルラベルスイッチング)は、パケットがネットワークに最初に入る際に短い数字のラベルを付与し、以降の区間ではIPヘッダー全体を再解析する代わりにそのラベルだけを見て次の転送先を決める方式です。ホップごとにIPヘッダー全体を分析して最適経路を再計算する通常のルーティングより処理が速く、IP以外のさまざまなプロトコル(マルチプロトコル)にも適用できることからこの名前が付きました。
ラベルスイッチングの基本原理
パケットがMPLSネットワークに入ると、IPヘッダーとデータリンクヘッダーの間に短いラベルが挿入されます。ネットワーク内部の機器は、宛先IPアドレス全体を再分析する代わりに、このラベルの値だけを見てあらかじめ決められた次の転送先へパケットをそのまま渡します。宛先に近づくとラベルは取り除かれ、通常のIPパケットの形に戻ります。
LERとLSRの役割の違い
LER(Label Edge Router)はMPLSネットワークの入口と出口に位置し、通常のIPパケットにラベルを付与(入口)したり取り除いたり(出口)する役割を担います。LSR(Label Switch Router)はネットワーク内部でラベルの値だけを見て次の機器へパケットを転送する役割です。内部区間ではIPアドレスを再確認する必要がないため、処理の負担が軽減されます。
FEC(転送等価クラス)の概念
FEC(Forwarding Equivalence Class)とは「同じ方法で処理してよいパケットの集まり」を意味します。たとえば同じ宛先帯域へ向かうパケットや、同じレベルのサービス品質(QoS)を必要とするトラフィックを1つのFECにまとめて同じラベルを割り当てれば、経路決定をパケット単位ではなくグループ単位で簡単に処理できるようになります。
MPLS VPNとラベルスタック
MPLSはラベルを1つだけでなく複数重ねて積む「ラベルスタック」構造に対応しています。これを活用したMPLS VPNは、通信事業者が1つの物理的なバックボーン網の上で複数の企業顧客のトラフィックをラベルによって区別し、互いに混ざらないよう分離するサービスで、企業の拠点間に安価に専用網を構築する手段として広く使われています。
MPLSトラフィックエンジニアリング(MPLS-TE)
通常のIPルーティングでは最短経路1本にトラフィックが集中しがちですが、MPLSトラフィックエンジニアリング(TE)を使えば、管理者が特定のトラフィックを意図的に空いている別経路へ誘導できます。これにより、通信事業者のバックボーン網のように複数の経路が存在する大規模ネットワークで、回線帯域をより均等に活用できます。
通常のIPルーティング・SD-WANとの関係
MPLSは経路が安定しており品質(QoS)を保証しやすいため、長年にわたり企業向け専用回線の標準として使われてきましたが、通信事業者の回線を基盤とするため構築・拡張のコストが高いという弱点があります。そのため近年は、一般のインターネット回線上でソフトウェア的に複数経路を組み合わせるSD-WANをMPLSと併用したり、一部区間をSD-WANに置き換えたりするハイブリッド構成が増えています。