Routing’e Yeni Bir Bakış: MPLS
Herkese selamlar,
Bu yazımızda başlıktan da anlaşılacağı üzere MPLS kavramını ele alacağız. Keyifli okumalar 😊
Anlam olarak Çok Protokollü Etiket Anahtarlama (Multiprotocol Label Switching) anlamına gelen MPLS:
“Paketlerin etiketlere dayalı olarak iletildiği bir yönlendirme mekanizmasıdır.”
Detaylara değinmeden önce iki güzel örnekle konuyu anlamaya çalışalım:
İlk örnekte:
İnternet üzerinden bir ürün sipariş ettiğinizi ve bu siparişi takip ettiğinizi düşünün. Baktınız ki paket ülkenin her yerinde garip ve mantıksız duraklamalar yapmakta. Bu örneği IP paketinin internetteki durumuna benzetebiliriz:
Bir router bir IP paketi aldığında sadece hedef IP adresini taşıyor. Bu paketin hedefine nasıl ulaşması gerektiğine dair bir talimatı yok. IP paketi aldıktan sonra yönlendirici onu açar ve IP adresini okur.
Ardından IP paketini routing tablosuna göre bir sonraki yönlendiriciye iletir. Sonraki router da aynı şeyi yapar. Paket hedefine ulaşana kadar bu süreç her router da devam eder. Tüm bu duraklar ve bireysel yönlendirme kararları sonucunda hem zaman kaybı yaşanır hem de donanım kaynakları tüketilir. Ses ve video içerikli zaman duyarlı uygulamalar için ise ekstra performans düşüşlerine sebebiyet verir. MPLS işte bu eksikliklerden yola çıkarak tasarlanmış bir teknolojidir.
Diğer bir örnek ise:
Uzun bir yolculuk planlama sürecini düşünün. Hedefe ulaşmak için hangi kasaba ve şehirlerden geçmeniz gerektiğini belirlemek yerine, doğru yöne giden yolları belirlemek daha verimlidir. Benzer şekilde MPLS, bir dizi ara varış noktası yerine rotayı, yani “ağ yollarını” tanımlar.
Bu örneklerden sonra ilk olarak Standart bir IP routing’in çalışma mantığından ve ardından MPLS’in nasıl çalıştığından bahsedelim:
IP Routing Çalışma Mantığı:
Standart bir IP Routing’de router’lar, bir paketi IP adresine iletmeden önce paketin nereye gitmesi gerektiğini belirlemelidir. Router’lar bunu, onlara her paketin nasıl iletileceğini söyleyen bir routing tablosuna (yönlendirme tablosu) referans vererek yapar.
Her router ilk olarak paketin başlıklarını inceleyip dahili routing tablosuna başvurur ve ardından paketi bir sonraki ağa iletir. Bir sonraki ağda yer alan router da aynı süreçten geçer ve paket hedefine ulaşana kadar bu süreç tekrarlanır.
MPLS Nasıl Çalışır?
En basit şekilde MPLS beş aşamada çalışır:
1. Etiketleme (Labeling)
Bir veri paketi ağa girdiğinde, MPLS etiketleme işlemi başlar. Yönlendirilecek olan paketin başına özel bir etiket eklenir. Bu etiket, paketin yönlendirilmesi için bir kimlik görevi görür. Bu etiket dört bölümden oluşur:
- Etiket Değeri: MPLS yönlendiricilerinin paketi nereye ileteceğine karar vermek için ihtiyaç duyduğu tüm bilgileri içerir.
- Deneysel Bitler: Hizmet Kalitesi (QoS) altında etiketli paketin önceliğini ve açık tıkanıklık bildirimini (ECN) belirlemek için kullanılır.
- Yığın Altı: Paketin MPLS ağ yolunun sonuna ulaştığını ve endişelenecek başka etiket olmadığını bildirir. Genellikle bu, yönlendiricinin bir çıkış yönlendiricisi olduğunu gösterir.
- Yaşam Süresi (TTL): Bir paketin atılmadan önce yapabileceği maksimum atlama sayısını gösterir.
2. Yönlendirme (Forwarding): Etiketlenmiş paket, MPLS ağındaki cihazlar arasında yönlendirilirken her cihaz paketin etiket bilgisine bakar ve etiket tablosunu kullanarak paketin nasıl yönlendirileceğine karar verir.
3. Etiket Değişimi (Label Swapping): Her ağ düğümünde, paket üzerindeki etiket değiştirilerek (swapping) bir sonraki ağ düğümüne iletilmesi sağlanır. Bu sayede, paket ağ boyunca ilerlerken etiket bilgisi güncellenir ve hedefe doğru yönlendirme devam eder.
4. Yol Seçimi (Path Selection): Etiket bilgisi, paketin ağ üzerindeki yönlendirme yolunu belirlemekte kullanılır. Bu özellik ile trafik belirli yollar üzerinden yönlendirilerek ağ performansı optimize gerekir.
5. Etiket Kaldırma (Label Poppping): Paket hedefe ulaştığında, son ağ düğümü etiketi kaldırılır ve paket doğru varış noktasına iletilir. Paketin orijinal haliyle hedefe ulaşması sağlanır.
Kısaca ilk olarak bilgi paketlerine 32 bitlik etiketler atanır. Paketin içeriğinden bağımsız olarak yalnızca bu etiketlerin içeriklerine bağlı olarak paket aktarım işlemi yapılır. MPLS etiketi paketin sisteme daha önceden tanımlanmış olan yollardan hangisini izleyeceğini belirtir. Sistem yöneticisinin belirli bir verinin hangi yolla iletiminin daha iyi olacağına karar vermesi neticesinde yollar oluşturulur. Ardından bu paketler önceden belirlenmiş ağ yolları boyunca MPLS ile gönderir.
MPLS‘in getirdiği hız ve verimlilik ile ağ cihazları, paketin hedefine ulaşması için her seferinde IP adresleri üzerinden bir karar vermez. Bunun yerine ağdaki cihazlar (etiket anahtarları/ label switches) paketleri yalnızca etiket bilgisine bakarak yönlendirir ve ağ trafiğinin daha verimli bir şekilde hareket etmesi sağlanır.
MPLS ile ilgili diğer bir avantaj ise adında da geçtiği üzere “Çoklu Protokol (Multiprotocol)” kavramı.
Geleneksel IP yönlendirmesinde, IP protokolü kullanarak paketler yönlendirilirken MPLS etiketleme mantığı sayesinde sadece IP protokolüne bağlı kalmadan hemen hemen her protokolle (IPv4, IPv6, Ethernet vs.) çalışabilir. Yani yönlendirici paketin önündeki MPLS etiketlerini okuyabildiği sürece paketin geri kalanının nasıl biçimlendirildiği önemli değildir.
MPLS ile ilgili diğer bir önemli nokta:
MPLS teknolojisinde OSI Katmanlarından 2. katmanın sağladığı hız ve 3. katmanın sağladığı teknolojik avantajlar etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Bu özelliğinden dolayı “2.5'uncu katman protokolü” olarak adlandırılır.
Özetle;
MPLS’ in getirdiği etiketleme teknolojisiyle paket yönlendirme sürecindeki hız ve verimlilik, eski yöntemlere göre daha büyük bir performans artışı sağlamıştır. Bu da özellikle büyük ağlarda, trafiğin daha hızlı, daha düzenli ve daha etkili bir şekilde yönlendirilmesini sağlamıştır.
Bu özelliklerinin yanı sıra Bulut ortamına doğrudan erişimin sağlanamıyor olması, fazla maliyetinin bulunması ve yedeklilikte oluşan karışıklıklar sebebiyle ortaya çıkan SD-WAN gibi yeni teknolojilerin çıkmasıyla birlikte bazı alanlarda tercih edilme oranı azalmış olsa bile hala birçok firmada yerini korumaktadır.
Sonraki yazımızda görüşmek üzere! 🖐
