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MPLS(다중프로토콜 레이블 스위칭)란
패킷마다 짧은 "레이블"을 붙여 매번 IP 주소를 분석하지 않고도 정해진 경로로 빠르게 전달하는 통신사·기업망의 핵심 기술입니다.
MPLS(Multiprotocol Label Switching)는 패킷이 네트워크에 처음 들어올 때 짧은 숫자 레이블을 붙이고, 이후 구간에서는 이 레이블만 보고 다음 목적지를 정해 전달하는 방식입니다. 매 홉마다 IP 헤더 전체를 분석해 최적 경로를 다시 계산하는 일반 라우팅보다 처리 속도가 빠르고, IP 외에 다양한 프로토콜(다중프로토콜)에도 적용할 수 있어 이런 이름이 붙었습니다.
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레이블 스위칭의 기본 원리
IP 헤더와 데이터링크 헤더 사이에 레이블을 끼워 넣고, 네트워크 내부에서는 이 레이블 값만으로 전달 경로를 결정합니다.
패킷이 MPLS 네트워크에 들어오면 짧은 레이블이 헤더에 추가되고, 네트워크 내부의 장비들은 목적지 IP 주소 전체를 다시 분석하는 대신 레이블 값을 참고해 미리 정해둔 다음 구간으로 패킷을 그대로 넘깁니다. 목적지에 가까워지면 레이블이 제거되고 일반 IP 패킷 형태로 되돌아갑니다.
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LER과 LSR의 역할 차이
네트워크 가장자리에서 레이블을 붙이고 떼는 LER(레이블 엣지 라우터)과, 내부에서 레이블만 보고 전달하는 LSR(레이블 스위치 라우터)로 역할이 나뉩니다.
LER(Label Edge Router)은 MPLS 네트워크의 입구와 출구에 위치해 일반 IP 패킷에 레이블을 붙이거나(입구) 떼어내는(출구) 역할을 하고, LSR(Label Switch Router)은 네트워크 내부에서 레이블 값만 보고 다음 장비로 패킷을 전달하는 역할을 합니다. 내부 구간은 IP 주소를 다시 들여다볼 필요가 없어 처리 부담이 줄어듭니다.
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FEC(전달 동등 클래스) 개념
목적지나 서비스 품질 요구가 같은 패킷들을 하나의 그룹으로 묶어 같은 레이블과 경로를 적용하는 분류 기준입니다.
FEC(Forwarding Equivalence Class)는 "같은 방식으로 처리해도 되는 패킷들의 묶음"을 뜻합니다. 예를 들어 같은 목적지 대역으로 가는 패킷이나, 같은 수준의 서비스 품질(QoS)이 필요한 트래픽을 하나의 FEC로 묶어 동일한 레이블을 부여하면, 이후 경로 결정을 패킷 단위가 아니라 그룹 단위로 간단하게 처리할 수 있습니다.
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MPLS VPN과 레이블 스택
레이블을 여러 겹으로 쌓는 레이블 스택 구조 덕분에 하나의 물리망 위에서 여러 고객사의 트래픽을 안전하게 분리할 수 있습니다.
MPLS는 레이블을 한 개가 아니라 여러 개 겹쳐 쌓을 수 있는 레이블 스택 구조를 지원합니다. 이를 활용한 MPLS VPN은 통신사가 하나의 물리적인 백본망 위에서 여러 기업 고객의 트래픽을 레이블로 구분해 서로 섞이지 않도록 분리해주는 서비스로, 기업 지사 간 사설망을 저렴하게 구축하는 데 널리 쓰입니다.
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MPLS 트래픽 엔지니어링(MPLS-TE)
최단 경로가 아니더라도 혼잡을 피해 특정 경로로 트래픽을 강제로 유도해 대역폭을 효율적으로 활용할 수 있습니다.
일반 IP 라우팅은 보통 최단 경로 하나로만 트래픽이 몰리기 쉽지만, MPLS 트래픽 엔지니어링(TE)을 이용하면 관리자가 특정 트래픽을 의도적으로 여유 있는 다른 경로로 분산시킬 수 있습니다. 덕분에 통신사 백본망처럼 여러 경로가 존재하는 대규모 네트워크에서 회선 대역폭을 더 고르게 활용할 수 있습니다.
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일반 IP 라우팅·SD-WAN과의 관계
일반 IP 라우팅보다 예측 가능한 경로와 품질 보장이 강점이지만, 회선 비용이 비싸 최근에는 SD-WAN으로 대체되거나 함께 쓰이는 추세입니다.
MPLS는 경로가 안정적이고 품질(QoS)을 보장하기 좋아 오랫동안 기업 전용회선의 표준으로 쓰여 왔지만, 통신사 회선 기반이라 구축·확장 비용이 비싸다는 단점이 있습니다. 이 때문에 최근에는 일반 인터넷 회선 위에서 소프트웨어로 여러 경로를 지능적으로 조합하는 SD-WAN을 MPLS와 함께 쓰거나, 일부 구간을 SD-WAN으로 대체하는 하이브리드 구성이 늘어나고 있습니다.