MPLS

01무엇이고, 어떤 일을 하나

• 같은 전달 처리가 필요한 패킷을 FEC로 묶고 입구·중간·출구 장비의 처리를 연결한다.
• 레이블 스택으로 전송 경로와 상위 서비스 문맥을 계층적으로 표현하여 VPN·트래픽 엔지니어링 등 여러 서비스의 기반을 제공한다.
• IP 도달성, 레이블 배포 상태, 레이블 전달표를 구분하여 일반 IP는 되지만 MPLS 서비스만 실패하는 지점을 해석하게 한다.

02어떤 순서로 동작하나

1. 경로와 레이블 정보 준비

   라우팅이나 별도 경로 설정 방식으로 다음 홉을 정하고 사용할 레이블 바인딩을 준비한다. LDP는 바인딩을 교환하는 대표 방식 중 하나이며, MPLS를 사용한다고 모든 환경이 반드시 LDP만 사용하는 것은 아니다.

2. 입구의 분류와 Push

   입구 LSR이 목적지 프리픽스나 서비스 정책으로 FEC를 선택한다. 필요한 레이블을 스택 위에 붙이는 push를 수행하고, 해당 레이블을 의미 있게 해석할 수 있는 다음 장비로 보낸다.

3. 중간의 조회와 Swap

   중간 LSR은 맨 위 레이블과 수신 문맥에 대응하는 전달 항목을 찾는다. 다음 홉이 기대하는 값으로 swap하거나 다른 정해진 스택 동작을 수행하며, 같은 패킷의 레이블 숫자가 경로 전체에서 같을 필요는 없다.

4. Pop과 출구 처리

   목적한 레이블 경로가 끝나면 pop으로 맨 위 레이블을 제거한다. 조건에 따라 끝에서 두 번째 장비가 미리 제거하는 PHP도 가능하며, 남은 레이블이나 내부 패킷을 그다음 처리 문맥에서 해석한다.

5. 변경과 전달 검증

   기반 경로나 레이블 바인딩이 바뀌면 실제 전달표가 올바른 다음 홉·동작으로 갱신되어야 한다. IP 경로표만 정상인 상태와 레이블 연결, 서비스 경로, MTU까지 정상인 상태를 구분한다.

03먼저 알아둘 용어와 구성요소

FEC

Forwarding Equivalence Class다. 같은 전달 방식으로 처리할 패킷들의 집합이다.

LSR

Label Switching Router다. MPLS 레이블을 해석하고 정해진 스택 동작과 다음 홉 전달을 수행하는 장비다.

LSP

MPLS에서는 Label Switched Path다. 패킷이 레이블 기반으로 전달되는 경로이며 IS-IS의 Link State PDU와 다르다.

Label Stack Entry

일반 MPLS 스택의 한 항목으로 4바이트다. Label 20비트·TC 3비트·S 1비트·TTL 8비트로 구성된다.

TC

Traffic Class 필드다. MPLS 서비스 처리 분류에 사용하는 3비트이며 초기 문서의 EXP 명칭이 RFC 5462에서 바뀌었다.

S 비트

Bottom of Stack 표시다. 가장 아래 항목이면 1이고 그 위의 항목은 0이다.

Push

패킷의 레이블 스택 위에 새 레이블을 추가하는 동작이다.

Swap

맨 위 레이블을 다음 홉에서 사용할 다른 레이블로 바꾸는 동작이다.

Pop

맨 위 레이블을 스택에서 제거하는 동작이다. 안쪽 레이블이 있으면 그 레이블은 남는다.

PHP

Penultimate Hop Popping이다. 출구가 요청하는 등 해당 조건에서 끝에서 두 번째 장비가 레이블을 제거하는 처리다.

LDP

Label Distribution Protocol이다. FEC와 레이블 사이의 바인딩을 피어에게 알리는 제어 프로토콜이다.

LFIB

Label Forwarding Information Base다. 수신 레이블 문맥을 출력 인터페이스·다음 홉·레이블 동작에 연결하는 전달 정보다.

04예제로 따라가기

• 가상 R1→R2→R3→R4 경로에서 R1이 100을 push하고 R2가 100→200으로 swap한다고 하자. R3가 R4의 요청에 따라 200을 pop하면 R4는 남은 내부 패킷을 처리한다. 숫자 100과 200은 예제이며 전역적으로 고정된 목적지 번호가 아니다.
• 외부 전송 레이블과 내부 서비스 레이블을 두 개 사용하면 스택 자체가 8바이트 늘어난다. 일반 스택에서 외부 항목의 S=0, 가장 아래 내부 항목의 S=1이므로 캡처에서 스택 끝과 내부 패킷의 시작을 구별할 수 있다.
• 같은 프리픽스까지 IP ping은 성공하지만 레이블 서비스가 실패하면 기반 IP 경로만 입증된 것이다. 피어의 바인딩·입출력 레이블 대응·서비스 정책·스택을 포함한 MTU를 대조하며, 캡슐화 8바이트를 지원하지 못하는 링크와 경로 부재를 구별한다.

05혼동하기 쉬운 점과 확인 기준

• MPLS 레이블 자체는 패킷 내용을 암호화하거나 종단 사용자를 인증하지 않는다. MPLS VPN의 경로·서비스 분리와 IPsec 등의 기밀성 보호는 다른 기능이다.
• 레이블은 수신 장비와 레이블 공간의 문맥에서 해석한다. 두 장비에 숫자 100이 보인다는 사실만으로 같은 목적지나 같은 VPN이라고 단정하지 않는다.
• PHP가 모든 상황에서 무조건 수행되는 것은 아니다. 출구 요청과 장비 기능·서비스 조건을 읽어야 하며, 전송 레이블을 제거해도 내부 서비스 레이블이 남을 수 있다.

06상세 노트 · 실습 자료

헤더 구조, 설정 예시, 수치 계산과 수업 캡처는 아래 노트에서 이어집니다.