Home » MPLS Fundamentals: Label Switching, LDP, RSVP-TE และ Traffic Engineering
MPLS Fundamentals: Label Switching, LDP, RSVP-TE และ Traffic Engineering
MPLS Fundamentals: Label Switching, LDP, RSVP-TE และ Traffic Engineering
MPLS (Multiprotocol Label Switching) เป็น technology ที่ forward packets โดยใช้ labels แทน IP routing lookup ทำให้ switching เร็วขึ้นและ enable advanced features เช่น Traffic Engineering, VPN services และ QoS LDP (Label Distribution Protocol) แจก labels อัตโนมัติ ส่วน RSVP-TE ใช้สำหรับ explicit path setup และ bandwidth reservation
IP routing ปกติ forward packets โดย lookup destination IP ใน routing table ทุก hop ซึ่งช้าเมื่อ routing table ใหญ่ MPLS แก้ปัญหา: ingress router assign label → intermediate routers swap labels (simple lookup) → egress router remove label ทำให้ forwarding เร็วขึ้นและสามารถ engineer traffic paths ได้
MPLS Concepts
| Concept |
รายละเอียด |
| Label |
20-bit identifier ใน MPLS header (between L2 and L3 headers) |
| LSR (Label Switch Router) |
Router ที่ support MPLS (swap labels) |
| LER (Label Edge Router) |
Edge router ที่ push/pop labels (ingress/egress) |
| LSP (Label Switched Path) |
Path ที่ packet ใช้ผ่าน MPLS network (unidirectional) |
| FEC (Forwarding Equivalence Class) |
Group ของ packets ที่ forward เหมือนกัน (same label, same path) |
| LFIB (Label Forwarding Info Base) |
Table ที่ map incoming label → outgoing label + interface |
MPLS Label Operations
| Operation |
Where |
Action |
| Push (Impose) |
Ingress LER |
เพิ่ม MPLS label ให้ IP packet (enter MPLS domain) |
| Swap |
Transit LSR |
เปลี่ยน incoming label เป็น outgoing label (forward ใน MPLS) |
| Pop (Dispose) |
Egress LER |
ลบ MPLS label → forward เป็น IP packet ปกติ |
| PHP (Penultimate Hop Popping) |
Second-to-last LSR |
Pop label ก่อน egress LER → ลด processing ที่ egress |
MPLS Header
| Field |
Bits |
Purpose |
| Label |
20 bits |
Label value (0-1,048,575) |
| TC (Traffic Class) |
3 bits |
QoS (formerly EXP bits) |
| S (Bottom of Stack) |
1 bit |
1 = bottom label (last in stack) |
| TTL |
8 bits |
Time to Live (prevent loops) |
LDP (Label Distribution Protocol)
| Feature |
รายละเอียด |
| Purpose |
Automatically distribute labels ระหว่าง LSRs |
| Port |
TCP 646 (session), UDP 646 (discovery) |
| Discovery |
Multicast hello (224.0.0.2) → discover LDP neighbors |
| Session |
TCP session ระหว่าง LDP peers สำหรับ label exchange |
| Label Binding |
Map FEC (IP prefix) → label → distribute to peers |
| Downstream Unsolicited |
LSR distribute labels โดยไม่ต้องรอ request (default mode) |
| Liberal Retention |
Keep all received labels (แม้ไม่ใช่ best path) → faster convergence |
RSVP-TE (Resource Reservation Protocol – Traffic Engineering)
| Feature |
รายละเอียด |
| Purpose |
Signal explicit LSP paths + reserve bandwidth |
| Explicit Path |
กำหนดว่า LSP ต้องผ่าน routers ไหนบ้าง (strict/loose hops) |
| Bandwidth Reservation |
Reserve bandwidth บน interfaces ตลอด path |
| PATH Message |
Head-end → tail-end: request LSP setup along path |
| RESV Message |
Tail-end → head-end: confirm + distribute labels (reverse) |
| Fast Reroute (FRR) |
Pre-computed backup path → sub-50ms failover |
| CSPF |
Constrained SPF: compute path ที่ meet constraints (bandwidth, affinity) |
LDP vs RSVP-TE
| Feature |
LDP |
RSVP-TE |
| Path Selection |
Follows IGP best path |
Explicit path (can differ from IGP) |
| Bandwidth Reservation |
ไม่มี |
มี (reserve on each hop) |
| Traffic Engineering |
ไม่มี |
Full TE capabilities |
| Fast Reroute |
ไม่มี (relies on IGP convergence) |
มี (FRR sub-50ms) |
| Complexity |
Simple (auto label distribution) |
Complex (path computation, signaling) |
| Scalability |
Better (less state) |
More state per tunnel (PATH/RESV refresh) |
| Use Case |
Basic MPLS, L3VPN transport |
TE, guaranteed bandwidth, critical services |
MPLS Applications
| Application |
Technology |
Use Case |
| L3VPN (MPLS VPN) |
VRF + MP-BGP + MPLS |
Enterprise WAN connectivity (multi-tenant) |
| L2VPN (VPLS/VPWS) |
L2 frames over MPLS |
L2 extension across WAN |
| EVPN |
BGP EVPN + MPLS/VXLAN |
Modern L2/L3 VPN (replacing VPLS) |
| Traffic Engineering |
RSVP-TE |
Bandwidth management, path optimization |
| Fast Reroute |
RSVP-TE FRR |
Sub-50ms failover สำหรับ critical traffic |
| Segment Routing |
SR-MPLS |
Modern TE ที่ไม่ต้อง RSVP-TE (source routing) |
Segment Routing (SR-MPLS)
| Feature |
รายละเอียด |
| คืออะไร |
Modern MPLS ที่ encode path ใน label stack ที่ source (source routing) |
| No LDP/RSVP |
ไม่ต้อง LDP หรือ RSVP-TE → ลด protocol complexity |
| Segments |
Node SID (identify node) + Adjacency SID (identify link) |
| IGP Extension |
Distribute segments ผ่าน IS-IS หรือ OSPF extensions |
| Controller |
SDN controller compute paths → program label stacks |
| Advantage |
Simpler (fewer protocols), scalable, SDN-ready |
ทิ้งท้าย: MPLS = Label-Based Forwarding + Advanced Services
MPLS Push (ingress) → Swap (transit) → Pop (egress) — label-based forwarding LDP: auto label distribution (follows IGP path, simple) RSVP-TE: explicit paths + bandwidth reservation + FRR (complex but powerful) Applications: L3VPN, L2VPN, EVPN, Traffic Engineering, Fast Reroute Segment Routing: modern replacement (source routing, no LDP/RSVP needed) MPLS ยังคงเป็น backbone ของ ISP/carrier networks ทั่วโลก
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ BGP Communities และ EVPN-VXLAN Fabric ที่ siamlancard.com หรือจาก icafeforex.com และ siam2r.com
