Cisco ASR 9000 シリーズ アグリゲーション サービス ルータ MPLS コンフィギュレーション ガイド リリース 4.3.x

MPLS は、レイヤ 3（ネットワーク層）ルーティングの実績のある拡張性とレイヤ 2（データ リンク層）スイッチングのパフォーマンスおよび機能を組み合わせたものです。 MPLS により、サービス プロバイダーは、既存のネットワーク インフラストラクチャを犠牲にすることなく、サービスを差別化する機会を提供しながら、ネットワーク使用率増加の課題に対処できるようになります。 MPLS アーキテクチャは柔軟性があり、レイヤ 2 テクノロジーを任意に組み合わせて使用することができます。 MPLS のサポートは、すべてのレイヤ 3 プロトコルに対して提供され、今日のネットワークで一般的に提供されているものよりもはるかに優れたスケーリングが可能です。

VRF IP ルーティング テーブルおよび VRF CEF テーブルに格納されているルーティング情報に基づき、MPLS を使用してパケットが宛先に転送されます。

PE ルータでは、CE ルータから学習した各カスタマー プレフィックスにラベルをバインドし、他の PE ルータにアドバタイズするプレフィックスのネットワーク到達可能性情報に、そのラベルを含めます。 PE ルータは、プロバイダー ネットワークを介して CE ルータから受信したパケットを転送するときに、宛先 PE ルータから学習したラベルを使用してパケットにラベルを付けます。 宛先 PE ルータは、ラベルの付いたパケットを受信すると、そのラベルをポップし、パケットを正しい CE ルータに誘導するために使用します。 プロバイダー バックボーン経由のラベル転送は、ダイナミック ラベル スイッチングまたはトラフィック エンジニアリング パスのいずれかに基づきます。 バックボーンを通過するカスタマー データ パケットが伝達するラベルには、2 つのレベルがあります。

• 最上位ラベルによって、パケットが正しい PE ルータに誘導されます。
• 2 番目のラベルは、PE ルータがパケットを CE ルータに転送する方法を示します

従来のレイヤ 3 転送メカニズムでは、パケットがネットワークを通過するとき、各ルータがパケットの転送に関連するすべての情報をレイヤ 3 ヘッダーから抽出します。 この情報をルーティング テーブル検索のインデックスとして使用して、パケットのネクスト ホップを決定します。

最も一般的なケースでは、ヘッダーで唯一該当するフィールドは宛先アドレス フィールドですが、場合によっては、他のヘッダー フィールドが該当する場合もあります。 その結果、ヘッダーの分析はパケットが通過する各ルータで個別に実行する必要があります。 また、各ルータで複雑なテーブル検索も行う必要があります。

ラベル スイッチングでは、レイヤ 3 ヘッダーの分析が一度だけ実行されます。 その後、レイヤ 3 ヘッダーは、ラベルという固定長の非構造化値にマップされます。

複数の異なるヘッダーで常に同じネクスト ホップが選択される場合は、これらのヘッダーを同じラベルにマッピングできます。 実際、ラベルは転送等価クラス（つまり、パケットがそれぞれ別のものである可能性はあるが、転送機能によって識別不能な一連のパケット）を表します。

最初のラベル選択は、レイヤ 3 パケット ヘッダーの内容だけに基づいている必要はありません。たとえば、後続ホップでの転送判断はルーティング ポリシーに基づくこともできます。

ラベルを割り当てると、短いラベル ヘッダーがレイヤ 3 パケットの前に追加されます。 このヘッダーは、パケットの一部としてネットワークを介して伝送されます。 ネットワーク内の各 MPLS ルータを介する後続ホップでは、ラベルはスワップされ、パケット ヘッダーで伝送されるラベルの MPLS 転送テーブル検索を使用して転送が判断されます。 そのため、ネットワークを介したパケットの送信中にパケット ヘッダーを再評価する必要はありません。 ラベルは構造化されていない固定長の値であるため、MPLS 転送テーブル検索プロセスは簡単かつ高速です。

ネットワーク内の各ラベル スイッチング ルータ（LSR）は、転送等価クラスを表すためにどのラベル値を使用するかについて独立したローカルな決定を行います。 このアソシエーションは、ラベル バインディングと呼ばれます。

（注）	ラベル バインディングの配布は、レイヤ 2 VPN 疑似配線ではスタティックに行うことはできません。

各 LSR は、自身が行ったラベル バインディングをネイバーに通知します。 このように隣接ルータにラベル バインディングを認識させる処理は、次のプロトコルによって促進されます。

ラベル配布プロトコル（LDP）

通常のルーテッド パスでの MPLS フォーワーディングをサポートします。

リソース予約プロトコル（RSVP）

MPLS トラフィック エンジニアリングをサポートします。

Border Gateway Protocol（BGP）

MPLS バーチャル プライベート ネットワーク（VPN）をサポートします。

ラベル付きパケットが LSR A から隣接する LSR B に送信される場合、単一の IP パケットによって伝送されるラベル値は、パケットの転送等価クラスを表すために LSR B によって割り当てられたラベル値です。 このため、IP パケットがネットワークを通過するにつれて、ラベル値は変更されます。

MFI コントロール プレーンは、ラベル配布プロトコル（LDP）、トラフィック エンジニアリング（TE）など、インターフェイス上での MPLS のイネーブル化とディセーブル化、ローカル ラベルの割り当て、MPLS リライト設定（バックアップ リンクを含む）、MPLS ラベル テーブルの管理、インポジションおよびディスポジションを設定するための他の転送パス（IP バージョン 4（IPv4）など）との相互作用を含むサービスを MPLS アプリケーションに提供します。

MFI データ プレーンは、次のすべての形式で MPLS フォワーディングのソフトウェア実装を提供します。

• インポジション
• 処理
• ラベル スワッピング

MPLS 最大伝送単位（MTU）は、パケットをフラグメント化せずに、その最大サイズの IP パケットをデータ リンクで送信できることを示します。 また、MPLS ネットワーク内のデータ リンクに特定の MTU がありますが、これはラベル付きパケット用です。 すべての IPv4 パケットに 1 つ以上のラベルが付いています。 これは、ラベルごとに 4 バイトがパケットに追加されるため、ラベル付きパケットが IP パケットよりもわずかに大きくなるということです。 このように、n がラベルの数である場合、パケットにラベルを付けると、n X 4 バイトがパケットのサイズに追加されます。 MPLS MTU パラメータは、ラベル付きパケットに関係します。