MPLS 是什麼？多協定標籤交換說明

May 10, 2024

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多協定標籤交換（MPLS）是一種資料傳輸協定，可提高網路路由的速度和效率。電信公司使用 MPLS 來連線遠端站點，而網際網路服務供應商則使用其來進行第 2 層和第 3 層的流量區隔。在本篇文章中，我們將說明 MPLS 是什麼、MPLS 的運作原理，以及其與 VPN 的區別。

內容

MPLS 是什麼？

MPLS 的定義

多協定標籤交換（MPLS）是企業用於連線遠端站點的一種資料轉發技術。MPLS 基於「標籤」而非網路位址，透過最短路徑引導資料。其為每個封包分配標籤，並控制封包的路徑。

多協定標籤交換（MPLS）通訊協定將網路流量引導至預定的網路路徑（亦稱為標籤交換路徑或 LSP）。透過在 IP（網際網路通訊協定）封包中新增 MPLS 標籤，可以指示接受封包的路由器沿著特定的預定路徑發送封包。

乍一看，您可能會認為 MPLS 標籤的功能與 IP 位址相同，但事實並非如此。IP 位址決定了接收封包的網路和網路使用者，而 MPLS 則決定了封包在網路中的路徑。

MPLS 的運作原理是為封包新增數字標籤，然後使用這些標籤來確定封包的路徑。在瀏覽器上造訪某個網站時，您的網路請球會被分成多個封包，每個封包都夾帶了關於目的地和來源的資訊。

由於封包在從第 2 層（第 2 層協定負責結點間的資料傳輸）到第 3 層（第 3 層協定，如 IPsec 協定，負責封包轉發和路由）的轉換過程中被標記，因此 MPLS 通常被稱為「第 2.5 層協定」。當然，沒有第 2.5 層這回事，此術語只是用來描述 MPLS 在兩層之間運行的事實。

讓我們來分析一下使用 MPLS 時資料封包所經歷的步驟。

標籤分配：資料封包透過入口路由器（亦稱為標籤邊緣路由器）進入 MPLS 網路。入口路由器為封包分配一個 MPLS 標籤。該標籤指定了封包在網路中的路徑。
標籤分發：入口路由器與網路中的其他路由器通訊，共享有關已分配標籤和相應路徑的資訊。此一過程稱為標籤分發，通常仰賴於標籤分發協定（LDP）或資源預留協定（RSVP）。
標籤交換：標籤封包在 MPLS 網路中移動。封包通過的每個網路交換器或路由器，都會使用封包的 MPLS 標籤來決定封包的下一個目的地。從一個交換器到下一個交換器的轉換稱之為「跳轉」，而整個傳輸過程稱為「標籤交換」。
標籤彈出：在網路中的每一次跳轉，路由器都可以執行一個稱為標籤彈出的過程。彈出表示使用新標籤替換原來的 MPLS 標籤。當發生意外網路問題時，即無法使用原有路徑時，路由器就會執行此步驟。
標籤移除：封包到達最後一個路由器，即出口路由器。出口路由器會移除封包的 MPLS 標籤，並根據其 IP 位址進行轉發。至此，封包離開了 MPLS 網路，並完成其旅程。

MPLS 用於簡化網路中的封包轉發過程。MPLS 可讓路由器節省破譯目的地 IP 位址的時間，在封包到達路由器時就準確告訴路由器封包的目的地。其結果為提高速度和效率，降低延遲，並減少網路壅塞的風險。

使用 MPLS 還可讓管理員在網路中建立預先規劃的路徑，策略性管理流量。如果沒有 MPLS，IP 封包可能會經過不必要的漫長而低效的路徑到達最終目的地。實施 MPLS 可以再次提高網路的整體效能。

MPLS 的另一個常見用途是建立私人網路。組織使用 MPLS 在共用網路的特定節點之間建立專用通訊頻道。例如，在企業廣域網路中，員工分布在多個位置和區域網路中，可以使用 MPLS 將分散的團隊成員連結到單一的私人網路中。

MPLS 網路指的是由預設 MPLS 路徑或 LSP 組成的網路，即網中的網路。建立 MPLS 網路的目的是在更大網路中連結有限的節點群組。

廣域網路或區域網路上可能有 50 名使用者，其中 10 名使用者使用 MPLS 標籤相互路由流量。這 10 名使用者和他們的機器之間的網路就是 MPLS 網路。

雖然技術上來說，MPLS 網路確實可以算作虛擬私人網路，但需要注意的是，當大多數人討論 VPN 時，他們指的是商用客戶端/伺服器 VPN，如 NordVPN。進階 VPN 有提供加密、IP 位址防護等功能，而 MPLS 網路則不具備這些功能。

這並不是說 MPLS 網路沒有用，但重要的是要瞭解其優點和局限性。

在決定是否使用 MPLS 前，請先考量以下優缺點。

MPLS 具備以下明顯優勢。

速度。由於 MPLS 網路中的封包是按預訂方式進行傳輸，因此路由器不需要在每一步都執行 IP 查詢。這表示與「普通」路由相比，整個路由過程消耗的運算資源更少，因此 MPLS 連線比起普通 IP 流量更快。當速度是一個重要因素時，尤其是在運行即時應用程式時，MPLS 就非常有所助益。
品質。MPLS 具有 QoS（服務品質）選項，可協助封包在網路中傳輸時取得更好的效能和效率。
遠端連線。由於 MPLS 可以進行雲端託管，因此您可以新增新的遠端連線，而無需投資購買額外的硬體。
減少網路壅塞。MPLS 在不同的路徑之間分配網頁請求，進而避免了網路雍塞。
提升上線時間。如果發生宕機，MPLS 可將流量切換到可用的替代路徑上。
支援 SaaS 的 MLPS。MPLS 網路在支援軟體即服務（SaaS）應用程式方面表現出色。

當然，MPLS 也有一些缺點。

使用者體驗。MPLS 需要在路由器上進行大量設定。只有您確定知道自己有能力設定時，才建議自行定 MPLS 網路。否則，請將任務交給 IT 管理員。
成本。MPLS 解決方案的成本較為高昂，因為您必須每月支付行動數據費用。網際網路服務供應商可為您建立整個 MPLS 基礎設施並進行維護，但這顯然會提高價格。您還需要專門的路由器（即標籤交換路由器）來讀取 MPLS 標籤。
較少掌控權。由於是 ISP 為您設定網路，因此您無法完全控制網路。
可存取性。MPLS 不適用於 SaaS 或雲端應用程式，但適用於點對點連線。
部署。如果貴司的辦公室位於不同的國家甚至是洲際，部署 MPLS 會需要幾個月的時間。