この本では、マルチプロトコル ラベル スイッチング (MPLS) テクノロジーの詳細、アーキテクチャ、および応用分野を紹介します。その内容には、アルゴリズムと IP 制御プロトコル、Ipsilon IP スイッチング、Cisco のラベル スイッチング、MPLS コア プロトコル (LDP) の使用方法が含まれます。 QOS の主な方法や、MPLS を使用して VPN を確立する方法などを図解で解説した豊富な内容で、ネットワーク設計者や開発者の参考になります。
はじめに インターネットにおける技術革新の急速な発展を象徴するものとして、「インターネット時代」という概念が広く知られるようになりました。マルチプロトコル ラベル スイッチング テクノロジ - MPLS は、ネットワーク時代で最も急速に成長しているテクノロジです。ラベル スイッチング テクノロジに関する最初の本を書いたとき、当時 MPLS はまだ定義と標準化の初期段階にあったため、MPLS の考えられる将来の方向性についてのみ説明しました。 MPLS が何なのかを知っている人がほとんどいないことを恐れて、あえて MPLS という用語を表紙に載せることさえしませんでした。 MPLS は現在、インターネットにおいて基本的に重要なテクノロジとなっており、この主題に関する書籍の出版は明らかにタイムリーです (遅くはないにしても)。最大手のインターネット サービス プロバイダーの一部は、トラフィック エンジニアリングなどの問題を解決し、ATM バックボーン ネットワーク上で IP サービスを提供するために、自社のネットワークに MPLS を採用しています。 MPLS に基づく仮想プライベート ネットワーク (VPN) が登場し、これらのサービスの最初のユーザーはこの新しいテクノロジーを熱心に採用しました。現在、ほとんどのハイエンド ルーターは MPLS をシームレスにサポートしており、相互運用性が実証されています。 。 MPLS のこうした成功にもかかわらず、MPLS についてよく知らない人もまだいます。ラベル スイッチングの主な魅力は、ラベル スイッチングを効率的に実装できるため、転送パフォーマンスが向上することであると誤って信じている人もいます。また、転送パフォーマンスの向上は高速 IP ルックアップ アルゴリズムとハードウェアの成功によるものだと考え、MPLS はそうではないと主張する人もいます。まったく価値を提供できません。この本では、MPLS とは何か、MPLS がどのように機能するかを正しく説明し、MPLS の利点のいくつかについても詳しく紹介しています。これらの利点は、MPLS が世界中のすべてのネットワークで使用されるべきであることを意味するものではありませんが、その重要性は大多数の大規模ネットワーク オペレータやサービス プロバイダーからネットワーク サービスを購入する必要があるネットワーク オペレータにとって懸念の原因となっています。私たちはこの本を一般の人々が理解しやすく、アクセスしやすいものにするよう努めました。ほとんどの読者はすでに IP ルーティングについてある程度の知識を持っていると想定していますが、必要に応じてこの分野の背景知識を提供します。より上級の読者は、ルーティング標準について説明するセクションをスキップできます。最後の 2 つの章では、かなり高度なルーティング機能について説明しますが、ルーティングに関する十分な知識のない読者はこれを読む必要はありません。同様に、この本のサービス品質 (QoS) に関する説明は、このトピックの包括的なガイドを探している読者にとっては簡潔すぎるかもしれませんが、経験豊富な読者の中には、このトピックの概要を読み飛ばす人もいるかもしれません。この本が、ネットワークで MPLS が利用可能かどうかを判断するために MPLS を十分に理解する必要がある、サービス プロバイダーとエンタープライズ環境の両方のネットワーク設計者とエンジニアにとって有益であることを願っています。この本では、他のテクノロジー (従来のルーティングやレイヤ 2 スイッチングなど) と比較したラベル スイッチングに関する豊富な知識を提供し、1 つのテクノロジーに対するさまざまなオプションを比較検討します。これにより、(可能であれば) MPLS がネットワーク内でどのような役割を果たすかについて情報に基づいた判断を下すことができます。また、この本は、MPLS 製品を開発するエンジニアに、この分野で役立つ知識を提供します。ここでの情報により、インターネット ドラフト、Requests for Comments (RFC)、およびさまざまな MPLS ベンダーが提供するドキュメントに記載されている詳細な技術情報を理解しやすくなります。標準がまだ完成していない分野では、現在推奨されている方法を採用するか、将来の標準が完成するまで待つべきかについて懸念があるかもしれません。本書の構成について 本書の各章は、「はじめに」と「概要：第 1 章」、「第 2 章」の 3 部に分かれています。 ?前の 2 つのテクニックの詳細: 第 3 章と第 4 章。 ?MPLS プロトコルとアプリケーション: 第 5 章から第 8 章まで。第 1 章では、ラベル スイッチング全般、特に MPLS を発明する必要性について説明しました。ラベルスイッチング技術が解決を目指している多くの問題と、注目を集めているラベルスイッチング技術の簡単な歴史について説明します。第 2 章では、ラベル スイッチングの分野全体の全体的な構造問題について説明します。 MPLS と、それ以前のラベル スイッチング テクノロジーの一部 (転送アルゴリズムや IP 制御プロトコルの使用など) の間には、基本的な類似点があります。さらに、ラベル切り替えアプローチの設計者は、制御主導のラベル割り当てとデータ主導のラベル割り当ての選択など、同様の重要な構造上の選択をいくつか行う必要があります。これらの選択肢の相違について説明します。第 3 章と第 4 章では、MPLS 製品の前身である 2 つの最も重要なテクノロジーについて詳しく説明します。これらのテクノロジーの最初のものは、Ipsilon の IP スイッチングです。これが、ネットワーク業界でラベル スイッチングが有名である最大の理由です。 2 番目のテクノロジーは、Cisco のラベル スイッチングです。MPLS の基本概念の多くは、ラベル スイッチングに由来しています。これら 2 つのテクノロジーを詳細に分析することで、多くの設計上の選択肢があることがわかり、MPLS 設計を形成するいくつかの要素がより明確になります。第 5 章では、MPLS アーキテクチャの基本といくつかのコア プロトコル、特にラベル配布プロトコル (LDP) について説明することから、MPLS の詳細な説明を開始します。第 6 章では、サービス品質のサポートにおける MPLS の役割について説明し、インターネットの 2 つの主要な QOS 方式 (統合サービスと差別化サービス) が MPLS ネットワークでどのようにサポートされるかを説明しました。第 7 章では、制約ベースのルーティングのための MPLS の使用について説明し、このアプリケーションで使用できるプロトコルの範囲について説明します。最後に、第 8 章では、MPLS を使用して VPN を確立する 1 つの方法について説明します。本書では、さまざまなアプローチとさまざまな設計上の判断について説明します。私たちは分析において可能な限り客観的で偏りのないものを保つよう努めています。当社は特定のプロトコルの設計および標準化プロセスに関与しているため、特定の設計の選択が優先されることは避けられません。ただし、さまざまなアプローチを客観的に提示し、MPLS を「誇張」することを避け、ユーザーが独自の結論を導き出せるように努めました。
マルチプロトコルラベルスイッチング
はじめに 第 1 章 はじめに
1.1 MPLS の出現の理由
1.1.1 インターネットの成長と進化
1.1.2 価格と性能
1.1.3 ATM での IP 統合
1.1.4 拡張ルーティング機能
1.2 MPLS の歴史的考察
1.2.1 ATM の IP
1.2.2 東芝のセルスイッチングルータ
1.2.3 IPスイッチング
1.2.4 フラグ交換
1.2.5 IBM の ARIS
1.2.6 マルチプロトコルラベルスイッチングワーキンググループ
1.3 概要
1.4 参考情報 第 2 章 基本概念
2.1 ネットワーク層ルーティング機能デバイス
2.1.1 転送等価クラス
2.1.2 一貫したルーティングを提供する
2.2 ラベルスイッチング転送機能装置
2.2.1 ラベルとは
2.2.2 ラベルスイッチングのフォワーディングテーブル
2.2.3 ラベルをパケットに入れて運ぶ
2.2.4 ラベルスイッチング転送アルゴリズム
2.2.5 単一転送アルゴリズム
2.2.6 転送の粒度
2.2.7 マルチプロトコル: 上位層マルチプロトコルと下位層マルチプロトコル
2.2.8 ラベルスイッチングおよび転送機能デバイス：概要
2.3 ラベル切り替え制御機能デバイス
2.3.1 ローカルバインディングとリモートバインディング
2.3.2 上流バインディングと下流バインディング
2.3.3 「無料」ラベル
2.3.4 ラベル バインディングの確立とキャンセル: コントロール駆動型およびデータ駆動型のラベル バインディング
2.3.5 配布タグのバインディング情報: オプションとは何ですか
2.3.6 マルチキャストに関する考慮事項
2.3.7 配線過渡現象の処理
2.4 エッジデバイス
2.5 ラベルスイッチングとネットワーク層のアドレス指定およびルーティングの関係
2.6 概要
2.7 参考情報 第 3 章 IP スイッチング
3.1 IPスイッチングの概要
3.2 Ipsilon フロー管理プロトコル
3.2.1 IFMP 隣接プロトコル
3.2.2 IFMP リダイレクションプロトコル
3.2.3 リダイレクトされたストリームのカプセル化
3.2.4 IFMP とセキュリティ
3.2.5 IFMP と TTL
3.3 ユニバーサルスイッチ管理プロトコル
3.3.1 GSMP 隣接プロトコル
3.3.2 GSMP 接続管理プロトコル
3.4 実装
3.5 概要
3.6 参考情報 第4章 フラグ交換
4.1 概要
4.1.1 宛先ベースのルーティングのサポート
4.1.2 ルーティング ナレッジ アーキテクチャによるルーティングのスケーラビリティの向上
4.1.3 マルチキャスト
4.1.4 フラグ交換を使用した RSVP
4.1.5 明示的なルーティング
4.2 ATMでのフラグ交換
4.2.1 フラグ情報の保持
4.2.2 宛先ベースの転送
4.3 非 ATM リンクでのフラグのカプセル化
4.4 フラグ障害の処理
4.5 ルーティング過渡時の転送ループの処理
4.6 ロゴ配布契約
4.7 概要
4.8 参考情報 第 5 章 MPLS コアプロトコル
5.1 ワーキンググループの起源と憲章
5.2 MPLS アーキテクチャ
5.2.1 秩序ある制御と独立した制御
5.2.2 ループの検出と防止
5.3 梱包
5.4 ラベルの配布
5.4.1 ラベル配布プロトコル
5.4.2 BGPラベル配布の使用
5.5 ATMの問題
5.6 マルチキャスト
5.7 概要
5.8 参考情報 第6章 サービス品質
6.1 統合サービスと RSVP
6.1.1 統合サービスの概要
6.1.2 MPLS は RSVP をサポートします
6.1.3 RSVP とスケーラビリティ
6.2 差別化されたサービス
6.2.1 差別化サービスの概要
6.2.2 MPLS は差別化されたサービスをサポートします
6.3 明示的な輻輳通知
6.3.1 ECNの概要
6.3.2 MPLS は ECN をサポートします
6.4 概要
6.5 参考情報については、第 7 章「制約ベースのルーティング」を参照してください。
7.1 概要
7.2 制約配線に基づく機能デバイス
7.2.1 制約付き最短パスファースト
7.2.2 転送メカニズムとしての MPLS
7.2.3 RSVP 拡張機能
7.2.4 CR-LDP
7.2.5 OSPF および IS-IS 拡張機能
7.2.6 CR-LDP と RSVP の比較
7.3 交通工学への応用
7.3.1 問題の説明
7.3.2 ATM またはフレーム リレーを使用したトラフィック エンジニアリングの解決
7.3.3 通常の IP ルーティングでは不十分な理由
7.3.4 MPLS 制約ベースのルーティングを使用したトラフィック エンジニアリングの解決
7.4 高速再ルーティングへの応用
7.4.1 通常のIPルーティングの経路収束
7.4.2 制約付きルーティングに基づく高速再ルーティングの使用
7.5 QoSへの適用
7.5.1 QoSとルーティングの関係
7.5.2 帯域幅が保証された LSP
7.6 概要
7.7 参考情報 第 8 章 仮想プライベートネットワーク
8.1 VPNとは何ですか
8.2 重ね合わせモデル
8.3 ピアツーピアモデル
8.4 経路情報の制約付き配布
8.5 複数の転送テーブル
8.6 VPN-IP アドレス
8.7 転送メカニズムとしての MPLS
8.8 スケーラビリティ
8.9 セキュリティ
8.10 QoS サポート
8.11 高度なトピック
8.11.1 ユーザーとしてのインターネット サービス プロバイダー
8.11.2 ユーザーとしての BGP/MPLS VPN サービスプロバイダー
8.11.3 複数プロバイダーでの運用
8.12 概要
8.13 参考情報の結論用語集
