MPLS（Multi-Protocol Label Switching）

MPLS（Multiprotocol Label Switching）は、入口でパケットをFEC（Forwarding Equivalence Class）へ分類して短いラベルを付け、MPLS網内のLSRがラベルに対応する転送情報に従って次のホップへ送る仕組みです。経路明示、VPN、QoS及び高速な障害迂回等のサービス基盤として利用されます。

■ 試験で押さえるポイント

• 入口LSRは宛先、VPN、サービスクラス等からFECを決めてラベルをpushし、中継LSRは受信ラベルを次ホップ用ラベルへswapし、出口付近でpopして元のネットワーク層パケットを渡します。

• 一つのラベルスタックエントリは32ビットで、Label 20ビット、Traffic Class 3ビット、Bottom of Stackを示すS 1ビット、TTL 8ビットから成ります。複数ラベルを積み、外側を転送、内側をVPNやサービス識別に使えます。

• ラベル値の意味は通常、隣接LSR間で局所的です。同じ数値が網全体で同じ宛先を表すとは限らず、各LSRのLFIBに基づいて交換します。

• ラベルをたどる一方向の経路をLSPと呼び、逆方向は別のLSPです。LDP、RSVP-TE、BGP等が用途に応じてラベルと到達情報を配布し、データプレーンのラベル転送とコントロールプレーンを区別します。

• MPLSの意義を「IP最長一致検索より必ず高速」とだけ説明しません。現代装置ではIP転送もハードウェア化されており、トラフィックエンジニアリング、サービス分離、階層化及び迅速な迂回が主要な価値です。

• MPLS L3VPNでは顧客ごとのVRFとVPNラベルによって経路を分離できますが、MPLSラベルは暗号化・完全性保護ではありません。通信路の盗聴・改ざん脅威があればIPsec等を併用します。

• 障害解析では入口のFEC分類、RIB／FIB、ラベル配布、LFIB、ラベルスタック、LSPの方向及び出口処理を確認します。TTL、MTU、QoS値及びpenultimate hop poppingも経路観測へ影響します。

■ 過去問での着眼点

MPLSでは入口でFECに分類してラベルをpushし、中継LSRがswap、出口付近でpopして一方向のLSPを転送します。ラベルは局所的な意味を持ち、32ビットのスタックエントリはLabel 20、TC 3、S 1、TTL 8ビットで構成されます。MPLS VPNの論理分離は暗号化ではないため、機密性が必要なら別の保護を組み合わせます。

例: 顧客AのIPパケットへ内側のVPNラベルと外側の転送ラベルを積み、各中継LSRは外側だけをswapします。出口PEはVPNラベルから顧客AのVRFを選べますが、ラベルだけではパケット内容を秘匿しません。