MPLS: Grundlagen und Anwendungsbereiche von Multiprotocol-Label-Switching
19.10.2023
Individuell, direkt und schnell: MPLS ist eine Netzwerktechnologie für die höchsten Ansprüche. Wie auch Ihr Unternehmen davon profitieren kann, erfahren Sie hier.
Was ist MPLS?
MPLS steht für Multiprotocol-Label-Switching. Dabei handelt es sich um eine Technologie, die bei der Datenübertragung zwischen verschiedenen Protokollen „umschalten“ kann. Sie wird in Computernetzwerken verwendet, um Daten möglichst effizient und sicher weiterzuleiten. MPLS nutzt sogenannte Labels (Etiketten), um den Weg der Datenpakete durch das Netzwerk vorab festzulegen und ihnen Prioritäten zuzuweisen.
Das bedeutet, dass Router bei der Verwendung von MPLS keine Routen planen müssen, sondern das Datenpaket einfach an vorab festgelegte Stellen weiterleiten. Das erhöht die Geschwindigkeit der Verarbeitung und funktioniert unabhängig von den herkömmlichen IP-Adressen.
MPLS können Sie in Verbindung mit SD-WAN (Software-defined Wide-Area-Network) verwenden – einer softwarebasierten Netzwerkarchitektur, die verschiedene Datentransportoptionen nutzt. SD-WAN kann MPLS beispielsweise einsetzen, um kritischen Datenverkehr oder Verbindungen mit niedriger Latenzpriorität zu verwalten. Mit der Kombination von MPLS und SD-WAN optimieren Sie Ihre Netzwerkleistung.
Außerdem wichtig zu wissen: Während SD-WAN mit Standard-Hardware arbeiten kann, benötigen Sie für das Implementieren von MPLS spezielle Komponenten zum Aufbau einer geeigneten Netzinfrastruktur. Hintergrund: MPLS arbeitet in erster Linie in sogenannten Autonomous Systems (AS). Das sind Sammlungen von Routern und Netzwerken mit einem gemeinsamen inneren Gateway-Protokoll (IGP) und gemeinsamen Metriken, die unter einer einzigen technischen Verwaltung stehen.
Wie funktioniert ein MPLS-Netz?
MPLS basiert auf der Idee, den Datenpaketen Labels zuzuweisen, die ihren Weg durch das Netzwerk vorbestimmen. Netzwerkknoten wie Router verwenden diese Labels, um die Datenpakete auf dem definierten Weg zu halten.
Im Unterschied dazu kennt ein Router beim IP-Routing lediglich das Ziel und entscheidet daraufhin, an welchen Router er das Datenpaket schicken könnte. Das führt oft zu unnötig langen Routen. Beim MPLS befindet sich das Datenpaket bildlich gesprochen in einem Tunnel, der keine Umwege und falschen Abzweigungen zulässt. Eine schnelle, störungsfreie und sichere Datenübertragung ist die Folge.
Notwendige Hardware
Um MPLS in IP-Netzen zu nutzen, benötigen Sie eine funktionierende logische und physische IP-basierte Netzinfrastruktur, die aus MPLS-Routern besteht. Diese Geräte senden Ihre Datenpakete an die sogenannten Provider-Edge-Router (PE-Router), die als Schnittstelle zwischen Ihren Geräten und dem MPLS-Netzwerk fungieren.
Die Provider-Edge-Router fügen den Datenpaketen die erwähnten Labels hinzu und leiten sie an die Provider-Core-Router (P-Router). Dabei handelt es sich um das Herzstück eines MPLS-Netzwerks, denn hier wird das Datenpaket nach Ihren Qualitätsvorgaben (Quality of Service – QoS) priorisiert und auf die Reise geschickt. Jetzt sind die Datenpakete auf dem Weg zum Ziel-PE-Router, der die Labels entfernt und die Pakete an das Endgerät weiterleitet.
Beispiele für die Verwendung von MPLS in der Praxis
VPN-Dienste: Sie können MPLS in Kombination mit VPN verwenden, um verschlüsselte und hochperformante virtuelle private Netzwerke (VPN) bereitzustellen. Dadurch verbinden Sie beispielsweise verschiedene Standorte Ihres Unternehmens miteinander und gewährleisten eine sichere Datenübertragung.
Cloud-Netzwerke: Die Verwendung von MPLS für Cloud-Netzwerke leistet einen Beitrag zur Cybersecurity, da ein unbefugter Zugriff auf die Daten erschwert wird. Zudem bietet MPLS eine leistungsstarke Verbindung zwischen Ihrem Unternehmen und den verwendeten Cloud-Diensten. Die direkte Verbindung sorgt für eine niedrige Latenz und eine hohe Bandbreite.
VoIP und Videoübertragung: Echtzeit-Anwendungen wie Voice-over-IP (VoIP) und Videoübertragungen erfordern eine konstante und einwandfreie Netzwerkverbindung. Da MPLS die Priorisierung von Datenverkehr ermöglicht, garantiert sie bei entsprechenden Einstellungen der QoS eine reibungslose Kommunikation und eine hohe Sprach- und Videoqualität, selbst in Netzwerken mit hohem Datenverkehrsaufkommen.
Die Vorteile und Herausforderungen von Multiprotocol-Label-Switching
Ein Großteil des Datenverkehrs hat sich aufgrund zunehmender Cloud-Lösungen ins Internet verlagert. Daher wählen Unternehmen häufig SD-WAN als präferierte Lösung – aufgrund der leichteren Integration in die Cloud. Dennoch gibt es einige Vorteile, die für (reines) MPLS sprechen.
Geschwindigkeit: MPLS ist in vielen Fällen die schnellstmögliche Art des Datentransports.
Kommunikation: MPLS ermöglicht die Erstellung privater Kommunikationskanäle (beispielweise zwischen zwei Standorten) über ein öffentliches Netzwerk. Durch die Verwendung von MPLS-VPNs können Daten zwischen den Teilnehmern des VPNs getrennt von anderen Datenverkehrsströmen übertragen werden.
Priorisierung und Quality of Service (QoS): Mit MPLS priorisieren Sie kritischen Datenverkehr wie VoIP oder Videoübertragungen.
Sicherheit: Zwar sind die Daten bei MPLS nicht verschlüsselt, aber als VPN ist die Technologie vom öffentlichen Netz getrennt. Da viele Angriffsarten sich gegen Sicherheitslücken in diesen öffentlichen, IP-basierten Netzen richten, bietet MPLS hier einen Vorteil. Zudem sind die vergebenen Labels, die Knotenpunkte und damit der Datenverkehr bei MPLS für externe Betrachter nicht sichtbar. Das erschwert es, den Datenverkehr abzufangen oder zu manipulieren.
Dem gegenüber stehen einige Herausforderungen beim Einsatz von MPLS:
Kosten: MPLS basiert auf einem dedizierten Netzwerk, also gewissermaßen auf einer Standleitung. Sie reservieren sozusagen Hardware, den Zugriff auf diese und erhalten deren Wartung „exklusiv“. Gerade für kleine Unternehmen sind die Kosten für eine solche Lösung oft eine Sache der Abwägung. Zumal SD-WAN kostengünstig eine Mehrpunkt-Konnektivität über private Datenverkehrsaustausch- und Kontrollpunkte bereitstellt.
Komplexität: Sie brauchen fundiertes Fachwissen, um MPLS zu implementieren und die möglichen Vorteile zu nutzen. Dafür benötigen Sie in- oder externe IT-Fachkräfte, die wiederum die Kosten erhöhen.
Mangelnde Flexibilität: MPLS basiert auf festen Routing-Richtlinien, deren Änderung schwieriger und aufwendiger ist als bei anderen Technologien. Auch das Hinzufügen neuer Standorte und Benutzer ist komplexer.
In der Praxis ist der Anteil von MPLS-Lösungen in den vergangenen Jahren zurückgegangen. Das liegt vor allem daran, dass sich günstige, aber ebenfalls sehr sichere Cloud-Anwendungen durchgesetzt haben – außerdem gibt es mit SD-WAN eine flexible Alternative. Allerdings schließt die eine Technologie die andere nicht aus. Im Gegenteil: Für viele Unternehmen sind Hybridlösungen ideal, bei denen Echtzeitanwendungen über MPLS und Cloud-Daten über SD-WAN laufen. Wie Cloud-Computing funktioniert, erfahren Sie im verlinkten Ratgeber.
MPLS-TP: Weiterentwicklung des Netzwerkprotokolls
MPLS-TP steht für Multiprotocol-Label-Switching – Transport-Profile. Es handelt sich um eine Weiterentwicklung von MPLS, die sich auf die Anforderungen von Telekommunikations- und Carrier-Netzwerken konzentriert und den Datenverkehr beschleunigt.
Das Transportnetz in der Telekommunikation basiert auf Time-Division-Multiplexing (TDM) – einem Verfahren, bei dem mehrere Signale über eine einzige Leitung übertragen werden. Für die Übertragung via Glasfaserkabel gibt es die Standards SONET (Synchronous Optical Network) und SDH (Synchronous Digital Hierarchy).
Diese Standards sind vergleichsweise ineffizient und benötigen eigene, kostspielige Hardware. Daher greifen Serviceprovider häufig auf MPLS-TP zurück, das eine vergleichbare Funktionalität und Zuverlässigkeit bietet, gleichzeitig aber weniger komplex und dadurch wartungsärmer ist.
Im Gegensatz zu normalem MPLS ermöglicht es zudem spezielle Funktionen, die für Telekommunikationsnetze relevant sind. Dazu zählen z. B. OAM (Operations, Administration, and Maintenance) für die Überwachung und Fehlererkennung sowie Schutzmechanismen für die Wiederherstellung von Verbindungen.
MPLS im Überblick
MPLS steht für Multiprotocol-Label-Switching. Es ist eine Möglichkeit, Datenpakete schnell und sicher zu übermitteln.
Mit MPLS können Sie eine private Verbindung zwischen zwei Standorten herstellen.
Für die Einrichtung von MPLS benötigen Sie spezielle Hardware.
MPLS erlaubt es Ihnen, Ihren Datenverkehr zu priorisieren und so die Übertragungsqualität von Echtzeitdaten wie Videotelefonie zu verbessern.
Für eine optimale Steuerung des Datenverkehrs kombinieren Unternehmen MPLS- und SD-WAN-Lösungen miteinander.
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Häufig gestellte Fragen
Multiprotocol-Label-Switching (MPLS) ist ein Netzwerkprotokoll für die Standortvernetzung, das Sie zur Erstellung eines unternehmensweiten Virtual Private Networks (VPN) verwenden können.
MPLS wird in Bereichen eingesetzt, in denen eine effiziente, sichere und zuverlässige Übertragung von Daten über verschiedene Netzwerke erforderlich ist. In Unternehmen lassen sich so Standorte miteinander verknüpfen und/oder eine direkte Verbindung zum Cloud-Serviceprovider herstellen.
Die Datenpakete, die per MPLS versandt werden, sind nicht verschlüsselt. MPLS gilt als sicher, weil es eine verbindungsorientierte Übertragung von Datenpaketen in einem abgetrennten Netz entlang eines zuvor festgelegten Pfads ermöglicht. Das beutet, dass MPLS-Übertragungen vom normalen Internetdatenverkehr abgeschottet sind. Mit zusätzlichen Verschlüsselungsprotokollen lässt sich die Sicherheit weiter steigern.
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