MPLS: Fakten und Mythen rund um das Thema Standortvernetzung

Technologie

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Datum 26.02.2021
Lesezeit 7 Min.

MPLS: Fakten und Mythen rund um das Thema Standortvernetzung

Firmen, die ihre Standorte untereinander vernetzen, haben häufig besondere Anforderungen an Latenzzeiten, Bandbreiten und Netzwerksicherheit. MPLS- Netze sind in der Lage, diese Anforderungen jederzeit einzuhalten. Wie das funktioniert und wie MPLS und SD-WAN zusammenhängen, erfahren Sie hier.

Videokonferenzen mit Fernost, Datenuploads für eine Niederlassung in Spanien und vertrauliche Entwürfe, die innerhalb Deutschlands hin und her geschickt werden: Wer als Unternehmer Daten über das Internet zwischen Standorten versendet, muss zwingend darauf achten, dass diese nicht in falsche Hände geraten. Außerdem ist kaum etwas ärgerlicher, als wenn ein wichtiger Konferenz-Call wegen zu hoher Latenzzeiten stockt oder gar abbricht.

Das MPLS-Verfahren garantiert Unternehmen, dass Ausfälle und Probleme keine Rolle spielen und gewisse Zusicherungen hinsichtlich Verzögerungszeiten und Übertragungsraten gegeben werden können. Doch wie kann das funktionieren, wenn das Internet grundsätzlich „allen” gehört und auch mal abschnittsweise überlastet sein kann? Wir räumen mit den gängigsten Mythen rund um MPLS für Unternehmen auf und stellen diesen die Fakten gegenüber.

 

MPLS: So funktioniert Multiprotocol Label Switching

Das MPLS-Verfahren wurde Ende der 1990er Jahre aufgrund des immer weiter steigenden Internetverkehrs von der IETF („Internet Engineering Task Force”) entwickelt. Firmen mit mehreren Standorten hatten häufig Probleme mit überlasteten Leitungen und Netzwerkausfällen zwischen den einzelnen Niederlassungen – eine Lösung musste her.

Das Problem: Im Internet unterliegen Bandbreiten und Latenzzeiten normalerweise dem „Best-Effort-Prinzip”. Das bedeutet, dass für jedes ankommende Datenpaket eine „möglichst schnelle” Route zum Empfänger ermittelt wird. In der Praxis ist der Weg, den die Datenpakete nehmen, oft nicht optimal.

Beim üblichen Internet-Datenverkehr ohne MPLS legt jeder Router auf dem Weg vom Sender zum Empfänger die nächste Zwischenstation für ein Datenpaket anhand seiner Routingtabelle neu fest. Die Routen sind also immer nur abschnittsweise optimiert und nicht über die gesamte Strecke. Hierdurch kann es sogar passieren, dass einige Datenpakete „nach” anderen beim Empfänger ankommen, obwohl sie früher losgeschickt wurden: Diese werden dann erst vor Ort wieder in die richtige Reihenfolge gebracht. Gerade bei Echtzeitanwendungen wie Videokonferenzen kann das zum Problem werden: Bildausfälle und ruckeliger Ton sind das Ergebnis.

MPLS definiert feste Transportwege in Switches

Bei MPLS ist der Transportweg von Datenpaketen im Unterschied zur „normalen” Internet-Übertragung vorgegeben. Es handelt sich somit um eine Lösung, die die verbindungsorientierte Übertragung von Datenpaketen („der Weg ist vorgegeben”) in einem eigentlich verbindungslosen Netz („der optimale Weg wird automatisch ermittelt”) ermöglicht. So werden unnötige Umwege oder falsche Paketreihenfolgen bei der Datenübertragung beispielsweise zwischen Unternehmensstandorten verhindert. 

Möglich wird dies vor allem dadurch, dass sich einzelne Unternehmensstandorte als Teil eines MPLS-Netzwerks untereinander „kennen”. Deren feste Internetadressen und mögliche Zwischenstationen über das Backbone des Providers werden dem sogenannten Label Stack hinzugefügt. So „weiß“ das Datenpaket, wo es hin soll und welchen Weg es nehmen muss.

Technisch gesehen fügt MPLS also herkömmlichen Internet-Datenpaketen zusätzliche Informationen hinzu (sogenannte Meta-Daten). Der Fachmann spricht auch von „Kapselung”.

Der Router auf der Senderseite legt hierbei grundsätzlich fest, welchen Weg das Paket zu nehmen hat. Sogar eine Art „Absprache” zwischen den Routern ist möglich, um die Route innerhalb des Transportwegs dynamisch anzupassen. Außerdem enthalten die MPLS-Paketinformationen Angaben über die Priorität der Datenübertragung sowie mögliche Alternativrouten.

Dieses Zusammenspiel sämtlicher beteiligter Komponenten auf dem Weg vom Sender zum Empfänger garantiert in der Praxis minimale Latenzzeiten und bestimmte, vorher vereinbarte Leitungs-Bandbreiten.

Das Prinzip ist vergleichbar mit einem Express-Kurierdienst: Während „normale” Sendungen so transportiert werden, wie es für das Transportunternehmen aktuell am sinnvollsten erscheint, reisen MPLS-Pakete auf direktem (festgelegtem) Weg von A nach B. Außerdem sind sie nicht auf öffentlichen Straßen, sondern auf eigenen, virtuellen Routen und sozusagen „mit Blaulicht” unterwegs.

 




Video: YouTube / Eye on Tech

Mythos #1: MPLS macht Router überflüssig

Das stimmt so nicht. Auch der MPLS-Datenverkehr läuft weiterhin über Router. Technisch gesehen fügt MPLS vorhandenen Datenpaketen vor allem zusätzliche Routing-Informationen hinzu. MPLS setzt dabei zwischen der eigentlichen Datenübertragung auf Hardwareebene und dem verwendeten Paketprotokoll (beispielsweise IPv4) an. Im ISO/OSI-Schichtenmodell sind dies die Ebenen Zwei und Drei, zwischen denen MPLS „platziert” wird. Aus diesem Grund ist MPLS in der Lage, mit mehreren Internet-Standards, also auch mit IPv6, zurechtzukommen. Für den MPLS-Router ist es letztlich unerheblich, welches IP-Protokoll verwendet wird, da das zugrundeliegende Verfahren auf einer anderen Ebene ansetzt.

 

Ausklappbare Informationsgrafik

MPLS kann als Zwischenschicht zwischen den Schichten 2 und 3 im ISO/OSI-Schichtenmodell für Netzwerkarchitekturen betrachtet werden.

Sämtliche vorhandenen MPLS-Routing-Informationen werden etappenweise ausgelesen und umgesetzt. Erreicht ein MPLS-Paket einen Router, wird der jeweils nächstfolgende Router dem Adressblock entnommen und als neue Zieladresse eingesetzt. Das passiert so lange, bis der Adressblock nur noch die endgültige Zieladresse enthält und schließlich das endgültige Ziel erreicht ist. Die Router leiten also weiterhin auch die MPLS-Pakete durch – es ist letztlich nur festgelegt, welchen Weg das Paket nimmt. Mögliche Alternativrouten sind meist ebenfalls benannt, sollte die Standardroute beispielsweise wegen Überlastung nicht die vereinbarten QoS-Anforderungen erfüllen.

 

Mythos #2: MPLS ist per Definition schnell und latenzarm

Das stimmt so nur bedingt: Grundsätzlich ist MPLS zwar in der Lage, Routen für IP-Pakete zu optimieren – garantierte Bandbreiten oder Latenzzeiten sind jedoch nur mit Einschränkungen möglich. Durch Protokollerweiterungen wie das RSVP („Resource Reservation Procotol”) ist es jedoch grundsätzlich möglich, auf Routern Ressourcen für MPLS zu reservieren und die Wahl des Übertragungswegs aktiv zu beeinflussen. 

Das tatsächliche Reservieren von festen Bandbreiten bietet MPLS in seiner grundlegenden Definition somit nicht. In der Praxis jedoch ist MPLS in der Lage, Internet-Pakete über ATM-Strecken zu leiten, was wiederum die erwähnten Bandbreitengarantien ermöglicht.

 

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Mythos #3: MPLS ist per Definition sicher

Obwohl mit MPLS Mindest-Bandbreiten und maximal erlaubte Verzögerungszeiten de facto garantierbar sind, ist eine solche Verbindung nicht per Definition sicher. Die Daten werden – außer im Falle von https-Browseranforderungen – weiterhin unverschlüsselt übertragen und könnten somit prinzipiell ausgelesen werden. 

Deswegen setzen viele Unternehmen auch in MPLS auf VPN-Verbindungen („Virtuelle private Netzwerke”). Diese verschlüsseln auch auf der MPLS-Strecke die Daten, was in der Summe für maximal mögliche Sicherheit sorgt (je nach Schlüsselstärke).

Übrigens: Mit Vodafone Company Net haben Sie die Möglichkeit, Ihre  MPLS-VPN-Standortvernetzung von Anfang an abhörsicher und flexibel aufzusetzen.

 

Mythos #4: Für große Datenmengen und Cloud-Integration ist MPLS ungeeignet

Tatsächlich kann die labelbasierte MPLS-Paketweitergabe bei Cloud-Anwendungen an Grenzen stoßen.

Per Definition dient MPLS dazu, Daten schnell und zuverlässig zwischen Standorten zu versenden und nicht in die Cloud (oder aus ihr heraus). Die Integration von Cloud-Anwendungen und MPLS gestaltet sich schwierig, da nur wenige Cloud-Rechenzentren mit MPLS-Ressourcen ausgestattet sind. Zudem reicht häufig die gebuchte MPLS-Bandbreite nicht für datenintensive Cloud-Anwendungen aus.

Die Abhilfe für diese Problematik heißt SD-WAN. Hier „wählt” das softwarebasierte Unternehmensnetzwerk die jeweils optimale Route für Ihren Traffic und bezieht bei Bedarf das Mobilfunknetz mit ein. Auch hier lassen sich, ähnlich wie bei MPLS, bestimmte QoS-Parameter („Quality of Service“) definieren. Eine vorab festgelegte Route nehmen die Daten hier allerdings nicht.

Wenn Sie als Unternehmen also verstärkt auf cloudbasierte SaaS-Anwendungen (Software as a Service) setzen, führt auf Dauer an SD-WAN als Ergänzung zu MPLS kaum ein Weg vorbei. 

 

Mythos #5: SD-WAN ist der Nachfolger von MPLS

Wenn im Zusammenhang mit Standortvernetzung von SD-WAN (also „Software-defined Wide Area Networks”) die Rede ist, kommt häufig die Frage auf, ob es sich technisch gesehen bei SD-WAN um eine Nachfolgetechnologie handelt. Das stimmt so nicht: SD-WAN ist nicht der Nachfolger von MPLS, sondern stellt lediglich eine wertvolle Ergänzung der MPLS-Idee der festgelegten Transportwege dar. Sogar Mobilfunktechnik lässt sich durch eine SD-WAN-Erweiterung bestehender MPLS-Umgebungen in die Transportwege einbinden. Außerdem können mit SD-WAN sicherheitskritische Datenströme von sicherheitsunkritischen getrennt und so die Effizienz beim Thema Gesamt-Konnektivität verbessert werden.

Die beiden Übertragungsverfahren MPLS und SD-WAN schließen sich somit weder aus, noch wird SD-WAN MPLS in absehbarer Zeit ablösen. Da es jeweils eigene Vorteile gibt, empfehlen wir Ihnen, einen Hybrid-Ansatz zu wählen: Bei der standortübergreifenden Vernetzung mit speziellen QoS-Anforderungen ist MPLS (insbesondere in Verbindung mit VPN) immer noch unschlagbar. Für Anwendungen, die nicht sicherheitskritisch sind oder aus anderen Gründen in der Cloud laufen, kann MPLS problemlos mit einem SD-WAN-Anschluss kombiniert werden. Auf diese Weise nutzen Sie sowohl die Vorteile von MPLS als auch die maximal verfügbare Internet-Bandbreite an Ihrem Standort. Diese Möglichkeit wird in Kürze auch über die neue Lösung Vodafone Business SD-WAN bestehen.

Mehr zu SD-WAN und den Unterschieden zu MPLS erfahren Sie auch in unserem Artikel: SD-WAN: 9 Fakten und Mythen rund um virtuelle Vernetzung.

 




Video: YouTube / Vodafone Deutschland

 

Kombinieren Sie bereits MPLS und SD-WAN? Oder wie vernetzen Sie aktuell Ihre Standorte miteinander? Wir sind gespannt auf Ihren Kommentar.

 

 

 

 


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