از MPLS چه می دانید؟

ترافیک در شبکه های اینترنتی باعث شده است تا محققین به دنبال راهی برای بهبود ارتباطات شبکه ای کنند لذا در این مقاله به معرفی یکی از این راهکار ها می پردازیم و انرا برای ترکیب با اترنت شهری توصیه میکنیم. با گسترش تعداد کاربران اینترنت و نیاز به پهنای باند بیشتر از سوی آنها ، تقاضا برای استفاده از سرویسهای اینترنت با سرعت رو به افزایش است و تهیه کننده های سرویس اینترنت برای برآورده سازی این تقاضا ها احتیاج به سوئیچ های با ظرفیت بیشتر دارند. در این میان تلاش های زیادی نیز برای دستیابی به کیفیت سرویس بهتر در حال انجام است . فناوری ATM نیز که به امید حل این مشکل عرضه شد ، بعلت گسترش و محبوبیت IP نتوانست جای آنرا بگیرد و هم اکنون مسئله مجتمع سازی IP و ATM نیز به یکی از موضوعات مطرح در زمینه شبکه است .
در ژاپن، ترافيك اينترنت در نتيجه‌ ورود شبكه‌هاي باند پهن به سرعت در حال افزايش است. ترافيك پي بستر اصلي اينترنت نيز با نرخ سالانه‌ بيش از ۱۵۰ درصد، رو به افزايش است. اين نرخ توسعه، در مدت ۵ سال، افزايشي صد برابر و در مدت ۱۰ سال، افزايشي ده هزار برابر خواهد داشت كه نرخ رشدي رعب‌آور است. البته اين روند، تنها محدود به كشور ژاپن نيست. نرخ رشد ترافيك پي‌بستر اصلي اينترنت در آمريكاي شمالي كه كمتر از ۱۰۰ درصد است، به اين اندازه نگران كننده نيست، اما با اين وجود، نرخ قابل توجه و چشمگيري است. وهمین طور این افزایش ترافیک شبکه تمامی کشور ها از جمله کشور ما را نیز تحت شعاع قرار داده است .

سير تكامل شبكه‌هاي نوري
شكل ۱، روند توسعه‌ شبكه‌هاي انتقال نوري را نشان مي‌دهد. سيستم‌هاي نقطه به نقطه‌ انتقال داده‌ فيبر نوري در سال ۱۹۸۱، هنگامي كه ظرفيت انتقال برابر ۳۲ مگابيت بر ثانيه بود، در شبكه‌ NTT معرفي شدند. اخيراً سيستم‌هاي انتقال داده WDM، در ژاپن به ميزان وسيعي به كار گرفته شده‌اند. در سال ۲۰۰۳، حداكثر ظرفيت انتقال WDM به دست آمده در هر فيبر، برابر ۸۰۰ مگابيت بر ثانيه بود. سرعت كانال‌هايWDM امروزي، ۵/۲ گيگابيت و ۱۰‌گيگا‌‌بايت بر ثانيه است، اما محققيني كه آزمايش شبكه‌ انتقال نوري (OTN) را رهبري كردند، ميزان انتقال ۴۳ گيگابيت بر ثانيه را گزارش نمودند. در حال حاضر، سيستم‌هاي ۴۳ گيگابيت بر ثانيه‌اي، در هر كانال، در برخي شبكه‌هاي تحقيقي در حال پياده‌سازي است. تكنولوژي‌هاي مسير نوري (optical path) براي شبكه‌هاي نوري در حال به‌كارگيري هستند. سيستم‌هاي ايستاي OADM در سال ۲۰۰۰ در برخي شهرهاي صنعتي ژاپن معرفي شدند. همچنين استفاده از سيستم‌هاي OADM قابل پيكربندي مجدد در سطح جهاني به زودي آغاز خواهد شد. بحث مسيرياب فوتونيك، دستگاهي كه بيشتر مبتني بر پروتكل IP است نيز به نوبه‌ خود جذاب است. دو نوع مسيرياب نوري وجود دارد: دسته‌ اول مسيرياب‌هاي نوري MPLS هستند كه طول موج نور را به عنوان علامت در جريان‌هاي بيتي لايه‌ ۱ به كار مي‌برند و به عنوان مسيرياب‌هاي نسل بعدي در نظر گرفته مي‌شوند. دسته‌ دوم سوييچ‌هاي نوري متصل به هم هستند كه آن‌ها نيز به نظر مي‌رسد پتانسيل چشمگيري داشته باشند، اگرچه هنوز مورد تأييد قرار نگرفته‌اند.
Multi-Protocol Lable Swiching (MPLS) به وجو آمد تا مقیاس پذیری و کارایی شبکه های موجود IP را بهبود بخشیده و همراه با آن ارائه سرویس های جدید که شبکه های سنتی IP قابل دسترسی نبوده را میسر سازد.

MPLS طراحی گردیده تا قابلیت های راه گزینی ( سوئچینگ ) لایه دو را برای شبکه لایه سه IP به مانند راه گزینی سریع سخت افزار به همراه کیفیت سرویس (Quality Ofservice) را فراهم نماید. در بیشتر شبکه های WAN دنیا از تکنولوژی انتقال لایه دو مانند ATM و Frame relay استفاده می گردد و برای اتصال دو روتر مطابق شکل زیر با استفاده از شبکه WAN لایه دو این اتصال میسر می گردد . در این حالت طراح شبکه WAN می بایست به صورت دستی مسیری ایجاد نماید تا بسته های لایه سه از میان لایه دو عبور کنند لذا نیاز به بستن virtual circuit بصورت point to poin است که مشکلات فراوانی را در شبکه ایجاد می کند.

MPLS این امکان را به سوئیچ های لایه دو می دهد تا همانند یک روتر در انتخاب مسیر هوشمند باشد.
اساس معماری MPLS
ساختار شبکه MPLS به دو جز جداگانه تقسیم می شود.
۱- جز کنترلی که به آن control plane گفته می شود .
۲- forwarding که معمولا به آن data plane گفته می شود.
در شبکه های Traditional برای رسیدن بسته های داده از مبدا به مقصد در حالت کلی (اگر cost های مساوی وجود نداشته باشد) تنها یک مسیر که best route آن رو تینگ پروتکل است انتخاب می شود واز مسیر های دیگر اگر چه دارای cost بالاتری هستند ولی ترافیکی از آنها نمی گذرد و استفاده بهینه نخواهد شد. لذا نیاز به تکنولوژی وجود دارد تا بتواند از کلیه ظرفیت های موجود شبکه بهترین استفاده را کند.
شبکه مبتنی بر تکنولوژی MPLS تمهیداتی را جهت این امر در نظر گرفته است تا بتوان از پهنای باد های موجود شبکه نهایت استفاده را نمود ( traffic engineering).
از خواص ذاتی MPLS تفکیک ترافیک یک سازمان از دیگر سازمانها توسط سرویس دهنده می باشد به طوریکه چندین مشترک می توانند از آدرس دهی خصوصی مشترک بدون نیاز به ترجمه ای ن آدرس ها استفاده نمایند. ایم جداسازی ترافیک منتهی به استفاده از عبارت MPLS ***s گردید تا مشترکینی را که قصد اجرای یک شبکه خصوصی IP را با دیگر نقاط زیر مجموعه شان را دارند متمایز سازد.در حقیقت MPLS ***s مشابه مدارات مجازی ATM ویا Frame Relay می باشد.
در بیشتر شبکه های WAN دنیا از تکنولوژی انتقال لایه دو مانند ATM و Frame relay استفاده می گردد و برای اتصال دو روتر مطابق شکل زیر با استفاده از شبکه WAN لایه دو این اتصال میسر می گردد . در این حالت طراح شبکه WAN می بایست به صورت دستی مسیری ایجاد نماید تا بسته های لایه سه از میان لایه دو عبور کنند لذا نیاز به بستن virtual circuit بصورت point to poin است که مشکلات فراوانی را در شبکه ایجاد می کند.
MPLS این امکان را به سوئیچ های لایه دو می دهد تا همانند یک روتر در انتخاب مسیر هوشمند باشد.
امروزه ارائه سرويس‌هاي اترنت شهري با محدوديت‌هايي روبه‌رو است. بسياري از فراهم‌كنندگان سرويس، تنها اتصالات نقطه به نقطه مانند دسترسي به اترنت و يا اتصال سايت‌ها در داخل شبكه شهري را پشتيباني مي‌كنند. برخي فراهم‌كنندگان ديگر تنها تعداد محدودي از مشترياني را كه اتصال LAN اترنت چندنقطه به چندنقطه را در داخل شبكه شهري پياده‌سازي نموده‌اند، حمايت مي‌كنند. از آن جايي‌كه بيشتر فراهم‌كنندگاني كه سرويس‌هاي اترنت شهري را ارائه مي‌دهند، امروزه شبكه‌هاي خود را بدون استفاده از سوييچ‌هاي اترنت ساخته‌اند، فراهم كردن اين سرويس در شبكه شهري بزرگ برخي مشكلات اساسي را در بردارد.
گروه‌هاي مختلف در زمينه شبكه‌هاي شهري مبتني بر اترنت انجام داده‌اند، سرويس‌هاي مبتني بر اترنت را به دو گروه نقطه به نقطه و چندنقطه تقسيم نموده‌اند. معماري لازم براي پياده‌سازي سرويس‌هاي نقطه به نقطه Virtual Private Wire Services) VPWS) و براي پياده‌سازي سرويس‌هاي چندنقطه‌اي VPLS است.
امروزه روي فناوري IP سرمايه‌گذاري مي‌شود، زيرا IP جهاني شده و حرف اول را مي‌زند. البته پروتكل IP ضعف‌هايي داشت و آن عدم توانايي تضمين كيفيت در شبكه‌هاي خصوصي بود. براي رفع اين نقص‌ها، يك پروتكل الحاقي به‌نام پروتكل MPLS به آن افزودند. الان مدرن‌ترين تكنولوژي كه در جهان وجود دارد IPMPLS يا در حقيقت IP+MPLS است.