为什么 MPLS 对于实时通信仍然很重要

随着越来越多的企业转向基于云的通信，远程办公成为常态，确保分散站点之间的一致性能已成为电信和统一通信 (UC) 提供商的首要任务。对于负责部署可靠实时通信服务（如 VoIP 和 UC）的安装人员和经销商而言，底层网络传输的选择至关重要。

多协议标签交换 (MPLS) 并非新技术，但它在满足现代部署的低延迟、高可靠性和 QoS 需求方面仍然发挥着关键作用。本文将探讨 MPLS 在支持实时通信方面的性能，以及它为何仍然是连接地理分散基础设施的首选解决方案。

依赖云基础设施

如今，许多统一通信 (UC) 和 VoIP 服务都依赖云作为其部署的基础。移动应用程序、软件电话应用程序，甚至实体桌面 VoIP 电话，通常都以云基础架构为核心进行部署。为了确保此类实时云服务的弹性，需要低延迟、可扩展且高质量的网络解决方案。

选择 MPLS 作为连接远程站点和与云基础设施通信的首选技术是在任何环境中提供高质量实时应用程序的绝佳方式。

MPLS 的工作原理

MPLS 技术能够在大型共享网络基础设施之间实现高效的数据包转发。与依赖于每跳路由表查找的传统 IP 路由不同，MPLS 使用称为标签的短路径标识符来做出转发决策。这些标签插入到第 2 层（数据链路层）和第 3 层（网络层）报头之间，从而使 MPLS 路由器（称为标签交换路由器 (LSR)）能够根据预先建立的路径（而非仅基于目标 IP 地址）转发数据包。

如图所示，任何进入 MPLS 网络的数据都会在 IP 报头（第 3 层）和帧报头（第 2 层）之间添加一个 MPLS 报头。因此，MPLS 通常被称为“2.5 层”协议。此 MPLS 报头包含与数据包在 MPLS 核心网络中分配的特定路径相对应的标签等信息。数据包在传输过程中遇到的每个标签交换路由器都会使用此标签执行标签查找，并确定路径中的下一跳。

其名称中的“多协议”部分表明 MPLS 可以封装多种数据类型。MPLS 的设计与协议无关，这意味着它可以封装各种协议，包括 IPv4、IPv6、以太网、ATM、帧中继、PPP、TDM 等。

MPLS的本质

需要注意的是，MPLS 本身并非一种协议，而是一种技术。它利用一系列其他协议，这些协议可以以各种组合部署，从而提供多种实施方案。通常与 MPLS 一起使用的一些“配套”协议包括标签分发协议 (LDP)、多协议边界网关协议 (MP-BGP)、虚拟路由和转发 (VRF)、底层路由协议（例如 OSPF 和 IS-IS）以及资源预留协议 (RSVP)。

尽管 MPLS 可用于将组织的场所连接到互联网，但其真正的优势在于能够互连多个远程站点。它在这方面表现出色，是一种有效的 WAN 技术，可以连接地理位置分散的地点。它能够精细控制和确定流量优先级，这进一步提升了它的价值，尤其是对于实时服务而言，正如我们将在本文后面看到的那样。

MPLS 的主要优势

MPLS 的主要优势在于效率，尤其适用于大型网络。大规模网络环境下，IP 路由会变得资源高度密集：拥有数百甚至数千台路由器以及数千甚至数万客户的大型 ISP 网络最终会在每个核心网络路由器中积累庞大的路由表。每次数据包到达路由器时，都必须进行路由表查找，每次查找可能需要遍历数千个路由条目才能找到下一跳。面对数万亿的数据包穿越此类网络，您可以想象这会多么迅速地消耗资源！

在如此规模和数量的数据包中，标签交换是一种更高效的确定数据包路径的方法。MPLS 转发表（MPLS 的路由表对应物）的查找时间比传统的 IP 路由表查找要短得多，而且占用的资源也少得多。

除了效率之外，还有更多好处。其中包括：

可预测的性能：确保一致的延迟和吞吐量。
预定义路径：使用固定标签交换路径 (LSP) 实现更好的流量控制。
先进的服务质量：高度可配置的关键任务流量优先级。
流量工程：基于高级策略的流量优化。
VPN 功能：分离并保护客户或部门流量。
极高的可扩展性：高效处理大量路由和 VPN。
弹性：故障期间的快速流量重新路由能力。
安全性：限制暴露并保持流量隔离。

MPLS 如何影响 VoIP 和 UC 等实时服务

延迟、抖动和数据包丢失是 VoIP 和 UC 等实时服务面临的主要挑战，这些因素都堪称此类时间敏感型服务的“杀手”。这些服务需要在正常运行条件下以及发生网络故障或重新路由时保持稳定的流量速率、强大的 QoS 策略和低延迟。

MPLS 通过以下方式解决所有这些问题：

流量工程：MPLS 最关键的特性之一，流量工程可用于优化网络，以应对延迟敏感的流量
QoS 实施：可以适当地优先处理语音、视频和协作流量。
服务分离：实时应用程序可以通过专用路径运行。
可靠性：可以在 50 毫秒内完成故障重新路由，并且中断最少。
集成语音、视频和消息：可在整个企业广域网提供支持。
增强用户体验：减少掉线/故障。
统一通信即服务 (UCaaS) 部署：实现无缝管理和可预测的性能。

部署 MPLS 的 ISP 通常会与其支持的企业密切合作，为其服务的网络和应用程序提供所需的网络功能。

结论

尽管 MPLS 已存在二十多年，但它仍然是一项高度相关的技术，能够支持当今实时且性能敏感的应用程序。它是多站点企业网络以及企业与云基础设施互连的关键组件。凭借其强大而精细的流量工程功能、先进的 QoS 和弹性备份控制，MPLS 非常适合对质量、可靠性和低延迟要求严格的服务。对于任何构建或维护支持关键业务通信的网络的人来说，了解 MPLS 都至关重要。