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MPLS (Multi Protocol Label Switching)

Nelle telecomunicazioni, Multi Protocol Label Switching (MPLS) è una tecnologia per reti IP che permette di instradare flussi di traffico multiprotocollo tra nodo di origine (Ingress Node) e nodo di destinazione (Egress Node) tramite l'utilizzo di identificativi (label) tra coppie di router adiacenti e semplici operazioni sulle etichette stesse.

MPLS preserva la possibilità di instaurare una connessione tra nodi interni adiacenti della rete di trasporto, che contraddistingueva i protocolli Frame Relay e ATM su medesima rete, ma associa a questa possibilità di instradamento anche l'instradamento classico basato su IP tramite tabelle di routing cioè a commutazione di pacchetto (senza connessione), implementando questi due tipi di commutazione su apparati unici cioè Router IP/MPLS (anziché impiegare separatamente Router IP ai bordi e Switch ATM nel core) e con la conseguente possibilità quindi di mantenere un controllo unico e diretto sull'instradamento scegliendo il più opportuno in base alla congestione della rete (operando cioè ingegneria del traffico in alternativa ai classici protocolli di routing), e garantendo così grande flessibilità alla rete. Infatti, con il protocollo ATM, su rete di trasporto, era possibile un'unica modalità di instradamento basata sulle connessioni o su percorsi virtuali.

Per creare connessioni nei nodi interni, MPLS aggiunge un'etichetta (label) ai pacchetti IP da instradare, e suddivide, in generale, l'instradamento complessivo prima con un instradamento IP ai bordi o frontiera della rete tramite router MPLS/IP che inseriscono l'etichetta sul pacchetto IP in transito inoltrandoli ai router interni e poi con un instradamento a commutazione di etichetta nei router MPLS all'interno della rete in maniera simile a quanto accadeva già nelle reti ATM. La commutazione interna basata su una tabella di associazione pacchetto/etichetta risulta essere computazionalmente più efficiente ovvero più veloce rispetto all'instradamento tramite tabelle di routing consentendo di ottenere throughput più elevati.

Preventivamente all'utilizzo delle label per inoltrare il traffico, MPLS prevede che il percorso, detto Label Switched Path, debba essere valido e instaurabile. Tutti i nodi interessati devono poter concordare la sequenza di identificativi da utilizzare hop-by-hop. Nella variante MPLS-TE (Traffic Engineering) viene inoltre controllata la congruità tra capacità disponibile tra origine e destinazione e la capacità richiesta.

MPLS è quindi in sostanza una tecnologia d'ausilio all'instradamento IP che, invece di richiedere a ciascun nodo di controllare la propria tabella di routing per stabilire l'interfaccia d'uscita del traffico, permette di stabilire, controllando la label d'ingresso, quali siano le label e l'interfaccia d'uscita per il traffico. Dato che MPLS aggiunge una nuova intestazione al traffico IP e lo invia al nodo adiacente, secondo il livello due della pila ISO/OSI viene spesso definito protocollo di livello 2,5.

Il comportamento di MPLS è analogo quindi a quello di tecnologie di rete come Frame Relay e ATM, ma non richiede un livello 2 dedicato: questo comporta quindi una rilevante semplificazione nella gestione della rete che è ora unica a livello 3 anziché distinta in due diverse reti, a livello 3 ai bordi e livello 2 all'interno, come accadeva invece con IP su ATM. Rispetto ad ATM inoltre, non impone una dimensione fissa e piccola in cui l'unità di informazione debba essere frammentata, ovvero i 48 byte utili che con l'header diventavano 53 byte di cella. Diversamente da ATM, però, non possiede classi a garanzia di servizio come il Constant Bit-Rate, che permette alle reti ATM di emulare circuiti trasmissivi su reti a celle.

MPLS è anche il protocollo su cui sono stati costruiti MPLS-TE (Traffic Engineering), VPLS (Virtual Private Lan Service), HVPLS (Hierarchical VPLS), VPWS (Virtual Private Wire Service, con l'utilizzo dell'incapsulamento Pseudo-wire), EoMPLS (Ethernet over MPLS) e le MP-BGP VPN.

L'idea di associare a un flusso origine-destinazione una rappresentazione più semplice, era già presente in proposte di Ipsilon Networks (ma per trasportare IP su reti ATM) e Cisco Systems (con il proprio Cisco Express Forwarding, ancora oggi prerequisito per MPLS, e il tag-switching).

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