초기 레이블 스위칭의 가장 큰 장점은 IP 패킷 포워딩 기술에 레이어 2 스위칭 기술을 접목시킴으로써 얻어지는 성능 향상으로 인식되었다. 그러나 최근 ASIC(Application-specific Integrated Circuit) 기반의 레이어 3 스위칭 기술 도입으로 MPLS로 인한 성능 향상은 더 이상 큰 장점으로 부각되지 않는다. 오늘날 MPLS가 향후 IP 망 진화를 이끌 기술로 각광 받는 보다 큰 이유로는 MPLS 망을 이용한 확장성 있는 VPN, 기존 IP 라우팅에서 어려웠던 트래픽 엔지니어링, 라우팅과 포워딩 분리로 보다 쉽게 IPv6 등의 새로운 라우팅 기술을 적용할 수 있다는 점을 들 수 있다.
1. MPLS의 등장
최초 레이블 스위칭 기술의 개발은 L3 장비에 L2 스위칭 능력을 부여하기 위해 시작되었다. 이는 과거 프로세서 기반 L3 장비의 IP 어드레스 룩업(look-up)으로 인한 성능 저하를 개선하고자 하는 노력으로 나타나 시스코의 태그 스위칭(Tag Switching), IBM의 ARIS(Aggregate Route Based IP Switching), 도시바의 CSR(Cell Switching Router), 입실론(Ipsilon)의 IP 스위칭, 루슨트의 IP 네비게이터 등이 모두 유사한 개념으로 비슷한 시기에 첫 선을 보였다.
1997년 IETF의 MPLS 워킹그룹이 결성되면서, 여러 회사의 기술들을 근간으로 MPLS 기술이 표준화되기 시작해 현재 MPLS 구조, 레이블 스택, MP-BGP(Multi-Protocol extensions for BGP4) VPN, LDP(Label Distribution Protocol) 등에 관한 RFC가 규정되었고, 현재 MPLS-TE, QoS, GMPLS(General MPLS) 등에 관한 표준화 작업이 한창 진행 중이다.
그러나 최초 레이블 스위칭 기술 개발의 목적과는 달리, 현재 MPLS의 가장 큰 장점은 VPN 등 부가 서비스의 적용, 강력한 트래픽 엔지니어링, 라우팅과 포워딩의 분리로 인한 다양한 라우팅 기술 적용이 가능하다는 것이다. 이는 최근의 새로운 L3 장비들이 ASIC 기반으로 이루어져 있고, 해싱(hashing) 기법이 급속히 발전함에 따라 더 이상 IP 어드레스 룩업이 장비 성능에 큰 부담이 되지 않기 때문이다.
2. MPLS 기술 개요
MPLS에서 패킷 전달은 IP 패킷에 포함된 레이블에 의해 이루어진다. 이는 ATM 교환기가 셀(cell) 헤더의 VPI (Virtual path Identifier)/VCI(Virtual Circuit Identifier) 값을 교체(swap)하면서 셀을 전달하는 방식과 같다. 즉, MPLS는 L3 라우팅과 L2 스위칭을 조합한 기술로, IPv4뿐만 아니라 IPv6, IPX, 애플톡(Appletalk) 등 멀티 프로토콜을 지원하되, 패킷 포워딩은 항상 레이블 스위칭에 의해 이루어진다.
다음은 MPLS의 3가지 구성 요소이다.
· LSR(Label Switch Router)
· LSP(Label Switch Path)
· LDP(Label Distribution Protocol)
LSR
MPLS 기능을 수행하는 라우터 혹은 ATM 스위치를 LSR이라 한다. MPLS 망에 도착한 패킷은 인그레스 에지(Ingress Edge) LSR에서 레이블이 부여(push)되고, 각 LSR들은 기존 레이블을 새로운 레이블로 교체하며 에그레스 에지(Egress Edge) LSR까지 패킷을 전달한다.
LSP
LSR간 연결을 LSP라하고, MPLS망 내 특정 목적지에 도달하기 위해 같은 레이블을 부여 받은 패킷들을 FEC (Forwarding Equivalent Class)라고 한다. LSP는 LDP(Label Distribution Protocol), RSVP-TE(Resource Reservation Protocol Traffic Engineering Extension), CR-LDP(Constraint-based Routed Label Distribution Protocol) 등에 의해 설정된다.
LDP
각 LSR에 의해 FEC 별로 부여된 레이블들은 LSP 설정을 위해 피어(peer) LSR들에 분배돼야 하는데, 이 때 LDP가 사용된다. LDP는 OSPF, IGRP 등과 같은 네트워크 계층 라우팅 프로토콜과 연계해 동작한다. 일단 UDP로 피어 LSR이 감지되면, TCP를 이용해 레이블 정보를 교환한다. LDP 동작과 관련된 자세한 내용은 IETF RFC 3035, 3036에 명시되어 있다.
<그림 1>은 전형적인 MPLS 망의 구성도이다.
MPLS는 다음과 같은 과정으로 망에 구동된다.
1) MPLS망 내 모든 LSR에 OSPF, IGRP와 같은 IGP(Interior Gateway Protocol) 라우팅 프로토콜이 구동된다.
2) 모든 LSR에 LDP가 구동된다.
3) 각 LSR은 라우팅 테이블 엔트리별로 레이블을 생성(binding)하고, 이를 피어 LSR과 교환한다.
4) 교환된 레이블 정보에 따라 각 LSR에는 LSP를 형성할 수 있는 레이블 포워딩 테이블이 저장, 관리된다.
