0. 문제
MPLS(Multi-Protocol Label Switching)에 관하여 설명하시오.
1. 서론
1.1 정의
**MPLS(Multi-Protocol Label Switching, 다중 프로토콜 라벨 스위칭)**은 **전송 계층과 네트워크 계층 사이(L2.5 계층)**에서 동작하는 라벨 기반의 데이터 전송 기술로, 패킷 전송 경로를 사전에 정의하여 빠르고 유연한 라우팅을 가능하게 하는 기술이다.
1.2 출현 배경
전통적인 IP 라우팅 방식은 목적지 기반 라우팅으로 인해 처리 지연, 경로 유연성 부족 등의 문제가 있었음. 이를 보완하기 위해 스위칭처럼 빠르면서도 라우팅의 유연성을 가진 MPLS가 개발됨.
1.3 출현 목적
- 고속 패킷 전달 (Label Switching)
- 다양한 프로토콜 지원 (IP, ATM, Frame Relay 등)
- 트래픽 엔지니어링 (Traffic Engineering)
- VPN, QoS, 고가용성 네트워크 구현
2. 본론
2.1 MPLS 기본 구조 및 동작 원리
▶ 구성도 예시
Ingress LSR → 중간 LSR → Egress LSR
[Label 100] → [Label 200] → [Remove Label → IP Forwarding]
▶ 주요 용어
| 용어 | 설명 |
|---|
| LSR(Label Switch Router) | MPLS 라벨 처리 가능한 라우터 |
| LER(Label Edge Router) | MPLS 도입/제거 지점 (Ingress/Egress) |
| FEC(Forwarding Equivalence Class) | 같은 방식으로 처리되는 패킷 그룹 |
| LSP(Label Switched Path) | 라벨 기반의 사전 정의된 전송 경로 |
▶ 동작 절차 요약
- Ingress LER에서 패킷에 라벨 부착
- LSR 간 라벨 기반 스위칭으로 전달
- Egress LER에서 라벨 제거 후 IP 전달
| 필드 | 길이 | 설명 |
|---|
| Label | 20bit | 실제 식별자 |
| Exp | 3bit | QoS(MPLS DiffServ) |
| S | 1bit | Bottom of Stack (Stack 끝 여부) |
| TTL | 8bit | 생존 시간 |
2.3 장단점 분석
| 항목 | 장점 | 단점 |
|---|
| 성능 | 빠른 전달 (라우팅 대신 스위칭) | 초기 설정 복잡 |
| 유연성 | 다양한 프로토콜 지원 | 트래픽 경로 수동 설정 필요 |
| 서비스 | QoS, VPN, TE 지원 | 일반 라우터보다 고가 |
2.4 관련 기술 및 비교
▶ MPLS vs 전통 IP 라우팅
| 항목 | MPLS | 전통 IP |
|---|
| 경로 결정 | 사전 정의 (LSP) | 목적지 기반 |
| 처리 속도 | 라벨 기반 고속 | IP 헤더 분석 필요 |
| 기능 | QoS, VPN, TE 지원 | 제한적 |
▶ MPLS 연계 기술
| 기술 | 설명 |
|---|
| MPLS VPN | 기업 전용 가상 사설망 (L3 VPN) |
| MPLS TE (Traffic Engineering) | 대역폭 기반 경로 최적화 |
| Fast Reroute (FRR) | 링크 장애 시 즉시 우회 경로 전환 |
| RSVP-TE / LDP / Segment Routing | LSP 생성 방식 (프로토콜) |
2.5 실무 적용 방안
| 분야 | 적용 방안 |
|---|
| 통신사 백본망 | MPLS VPN + TE 구성으로 SLA 보장 |
| 대기업 전산망 | 지점 간 고속 연결 및 보안망 분리 |
| 재난망 | Fast Reroute 기반 고가용 경로 구성 |
| 클라우드 연계 | MPLS-VPN과 SD-WAN 연동으로 하이브리드 WAN 구성 |
2.6 최신 트렌드
- Segment Routing over MPLS: 라벨 스택 기반 경로 지정으로 LDP/RSVP 없이 경량화
- SRv6: IPv6 기반의 Segment Routing으로 MPLS 대체 흐름
- SDN + MPLS: 중앙 제어형 MPLS 네트워크 자동화
- 5G 백홀: 고속/저지연 요구 대응을 위해 MPLS 활용 증가
3. 결론
3.1 어린이 버전 요약
“MPLS는 택배 상자에 주소 대신 **번호 스티커(라벨)**를 붙여서, 중간 사람들이 빠르게 ‘번호만 보고’ 전달할 수 있게 해주는 기술이에요.”
3.2 요약표
| 항목 | 내용 |
|---|
| 정의 | 라벨 기반 패킷 전달 기술 (L2.5 계층) |
| 핵심 요소 | LSR, LER, FEC, LSP |
| 장점 | 빠른 전달, 다양한 프로토콜, VPN/QoS 지원 |
| 단점 | 복잡한 설정, 라우터 고가 |
| 적용 | 백본망, VPN, TE, 고가용성 구성 |
| 트렌드 | Segment Routing, SRv6, SDN 연계 |
