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FS S5800-48F4S MPLS Switch: Die beste Mischung aus Layer 2 und Layer 3

Sheldon

Übersetzer*in Felix
26. Oktober 2021

Um den Herausforderungen der explosionsartig wachsenden Netzwerkauslastung zu begegnen und gleichzeitig die Möglichkeit zur Differenzierung von Diensten zu bieten, hat die MPLS-Technologie (Multiprotocol Label Switching) den Markt für private Unternehmensnetzwerke fast ein Jahrzehnt lang dominiert. MPLS-Switches werden in großem Umfang eingesetzt, da sie die Data Switching-Fähigkeit von Layer 2 mit der bewährten Skalierbarkeit von Layer 3-Routing verbinden, ohne die bestehende Netzwerkinfrastruktur zu beeinträchtigen. Dieser Beitrag befasst sich mit den MPLS-Funktionen des FS S5800-48F4S SFP Switches und seinen auf der MPLS-Plattform basierenden Anwendungen.

MPLS Switch

Abbildung 1: FS S5800-48F4S MPLS-Switch

MPLS-Grundlagen: Multilayer Switching – Integration von Layer 2 und Layer 3

MPLS ist ein Protokoll, das Labels anstelle von IP-Adressen für die schnelle Weiterleitung und das Routing von Paketen innerhalb eines Netzes verwendet. MPLS bietet eine Methode zur Zuordnung von IP-Adressen zu Etiketten mit fester Länge und klassifiziert dann Pakete mit demselben Weiterleitungsprozess als so genannte Forwarding Equivalence Class (FEC). Jede FEC wird durch ein bestimmtes Label repräsentiert. Im MPLS-Netz überträgt der MPLS-Switch die Daten, indem er sein Label ablöst und das Paket an das nächste Switch-Label in der Reihenfolge weiterleitet. MPLS vereint auf perfekte Weise die Leistungs- und Verkehrsverwaltungsfunktionen von Layer 2 Switches mit der Skalierbarkeit und Flexibilität von Layer 3 Routing.

MPLS im Vergleich zur konventionellen Paketweiterleitung

In einem herkömmlichen Netzwerk führt jeder Switch einen IP-Routing-Lookup durch, bestimmt anhand seiner Routing-Tabelle einen Next-Hop und leitet dann ein Paket an diesen Next-Hop weiter. Bei MPLS führt nur das erste Gerät einen Routing-Lookup durch und findet direkt das endgültige Ziel zusammen mit einem Pfad zu diesem Ziel. Der Prozess der Suche nach dem Next-Hop entfällt, wodurch die Weiterleitung vereinfacht wird. MPLS hat gegenüber der herkömmlichen Paketweiterleitung folgende Vorteile:

Pakete, die an verschiedenen Ports ankommen, können mit unterschiedlichen Labels versehen werden.
Einem Paket, das an einem bestimmten Provider-Edge-Switch (PE) ankommt, kann ein anderes Label zugewiesen werden als dem gleichen Paket, das an einem anderen PE-Switch in das Netz gelangt. Dadurch können Weiterleitungsentscheidungen, die vom eintretenden PE Switch abhängen, leicht getroffen werden.
Es ist wünschenswert, ein Paket zu zwingen, einer bestimmten Route zu folgen, die explizit zu oder vor dem Zeitpunkt gewählt wird, zu dem das Paket in das Netz eintritt, anstatt es der Route folgen zu lassen, die vom normalen dynamischen Routing-Algorithmus gewählt wird, während das Paket durch das Netz reist.
In MPLS kann ein Label verwendet werden, um die Route zu repräsentieren, so dass das Paket nicht die Identität der expliziten Route tragen muss.
MPLS verfügt über eine Fast-Reroute-Funktion, die alternative Backups für Pfade bereitstellt und so eine Beeinträchtigung des Netzwerks im Falle eines Switch-Ausfalls verhindert.

FS S5800-48F4S MPLS-Switch: Vorstellung der Funktionen

Um der MPLS-Architektur in Cloud-Computing- und Rechenzentrumsnetzwerken gerecht zu werden, haben viele Anbieter verschiedene Ethernet Switches entwickelt, die für die MPLS-Plattform geeignet sind. Der FS S5800-48F4S MPLS Switch zum Beispiel ist ein 10gbe Switch mit Layer 2- und Layer 3-Funktionen. Er ermöglicht es Peer-Label-Switching-Routern (LSR) in einem MPLS-Netzwerk, Label-Binding-Informationen auszutauschen, um Hop-by-Hop-Weiterleitung zu unterstützen. Jeder LSR im Netzwerk trifft eine unabhängige, lokale Entscheidung darüber, welcher Label-Wert verwendet werden soll, um eine Weiterleitungsäquivalenzklasse zu repräsentieren. Mit Unterstützung für erweiterte Funktionen wie MLAG, IPv4/IPv6, SFLOW, SNMP usw. eignet sich der FS S5800-48F4S 10GbE MPLS Switch ideal für traditionelle oder vollständig virtualisierte Data Switches.

Spezifikationen des FS S5800-48F4S MPLS-Switch

Switch-Klasse Layer2/3
Switching-Kapazität 176Gbps
CPU Cavium CN5010-500BG564-CP-G/500MHz
Non-blocking Bandwidth 88Gbps
Latenz 2,3us
Throughput 130,95Mpps
Jumbo-Rahmen 9600 Bytes
Typische/maximale Leistungsaufnahme 75W
MPLS Unterstützt
MLAG Unterstützt

Typische Anwendungen des FS S5800-48F4S MPLS Switch

Wie bereits erwähnt, kombiniert MPLS die leistungsstarke Routing-Funktion der Schicht 3 mit dem effizienten Weiterleitungsmechanismus der traditionellen Schicht 2 in IP-Netzwerken. In der Weiterleitungsebene wird ein verbindungsorientierter Ansatz verfolgt, der den Weiterleitungsmethoden eines bestehenden Layer-2-Netzwerks sehr ähnlich ist. All diese Merkmale ermöglichen die nahtlose Integration von MPLS in Layer-2-Netze und bieten somit optimale Lösungen für Virtual Private Network (VPN) und Quality of Service (QoS).

MPLS-basiertes VPN

MPLS VPN bezieht sich auf eine Methode, die MPLS nutzt, um ein privates Unternehmens-IP-Netzwerk über ein Backbone-Breitband-IP-Netzwerk aufzubauen, um eine überregionale, sichere und schnelle Multi-Service-Kommunikation zu implementieren. MPLS-basiertes VPN besteht aus einer Reihe von Standorten, die über ein MPLS-Provider-Kernnetz miteinander verbunden sind. An jedem Kundenstandort sind ein oder mehrere Customer Edge Switches mit einem oder mehreren Provider Edge Routern verbunden. Abbildung 2 zeigt ein MPLS-Backbone-Netz, das drei Kundenstandorte umfasst. Hier werden drei FS S5800-48F4S MPLS-Switches verwendet, von denen jeder als Customer Edge Switch fungiert und mit VPN1, VPN2 bzw. VPN3 verbunden ist. Drei Provider-Edge-Router sind hier implementiert, um das VPN im MPLS-Backbone-Netz zu managen.

MPLS-Based VPN

Abbildung 2: MPLS-basiertes VPN mit FS S5800-48F4S Switch

MPLS-basierte QoS

MPLS umfasst auch eine inhärente QoS-Unterstützung (Quality of Service), die es den Benutzern ermöglicht, Grenzwerte für den Paketverlust und die Latenz für jeden Verkehrstyp festzulegen. Wie in Abbildung 3 dargestellt, werden zwei Router an den Provider-Ecken eingesetzt, um den Verkehrsfluss im MPLS-Kernnetz zu ermöglichen. FS S5800-48F4S MPLS-Switches fungieren an den Kundenstandorten, damit die Teilnehmer eine einzige Netzwerkverbindung für mehrere Anwendungen (hier z. B. Sprache und Video) nutzen können, ohne die gewünschte Leistung zu beeinträchtigen. In einer MPLS-basierten QoS-Umgebung wird jeder Anwendung eine Priorität zugewiesen, um sicherzustellen, dass die Bandbreite entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Anwendung optimiert wird. Dies wiederum ermöglicht es IT-Managern, eine einzige Verbindung für mehrere Anwendungen zu nutzen und die mit mehreren Zugangsgebühren verbundenen Kosten zu vermeiden.

MPLS-Based QoS

Abbildung 3: MPLS-basierte QoS mit dem FS S5800-48F4S Switch

Fazit

Die MPLS-Technologie erweist sich als die beste Mischung aus Layer-2- und Layer-3-Netzwerken. Durch die Unterstützung von MPLS-Diensten bietet der FS S5800-48F4S MPLS Switch im Vergleich zu anderen Lösungen für die Paketweiterleitung mehr Skalierbarkeit, bessere Verwaltungsmöglichkeiten und eine höhere Effizienz durch ASIC-Weiterleitung. FS bietet auch andere Arten von MPLS-Switches an, z. B. den FS S5900-24S mit erweiterten L2/L3/MPLS-Funktionen, um die Anforderungen von Carrier-Ethernet- und Unternehmensnetzwerkanwendungen zu erfüllen. Wir können Ihre Switching-Anforderungen jederzeit erfüllen, indem wir verschiedene Arten von Hochleistungs-Netzwerk-Switches anbieten, z. B. Gigabit PoE-Switch, 10gb-Switch, 100gb-Switch, usw. Sie verfügen alle über fortschrittliche Funktionen und sind bereit für umfassende Netzwerklösungen.

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