GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching)
GMPLS steht für Generalized Multiprotocol Label Switching, auch bekannt als Generalized Multiprotocol Lambda Switching). GMPLS ist eine Netzwerktechnologie, die eine schnelle und zuverlässige Netzwerkvermittlung von Datenströmen auf jeder Art von Netzwerkinfrastruktur ermöglicht. GMPLS erweitert Multiprotocol Label Switching (MPLS), indem es neben der paketbasierten Vermittlung auch Zeitmultiplexing (TDM), Glasfaser-Switching, Layer-2-Switching und Optical Wavelength Switching unterstützt.
GMPLS wurde entwickelt, um die Vorteile von MPLS auf jede Art von Netzwerk auszuweiten. Es ermöglicht den teilnehmenden Routern und Switches, schnell Entscheidungen über die Weiterleitung von Daten auf der Grundlage des Datenempfangs zu treffen, anstatt ein verarbeitungsintensives IP-basiertes Routing durchzuführen. Außerdem ermöglicht es Link-Management, Failover-Redundanz und Quality of Service (QoS).
Das IEEE standardisierte GMPLS im Jahr 2004 mit RFC3945. Es umfasst die für Multiprotocol Lambda Switching entwickelten Funktionen.
Wie funktioniert GMPLS?
GMPLS beschleunigt den Datenfluss, indem es den Pfad festlegt, den die Daten nehmen, sobald sie am Eingangspunkt in das Netz eingespeist werden. Dies geschieht an einem Label-Edge-Router, der den Pfad bestimmt, den die Daten durch das Netz bis zum Label-Edge-Router am Ausgangs- oder Austrittspunkt nehmen.
Diese Pfade werden als Labeled Switched Paths (LSP) bezeichnet. Diese Entscheidung wird auf der Grundlage der Merkmale der Eingangsschnittstelle getroffen. Folgende Kriterien gelten für die LSP-Auswahl in GMPLS:
- TDM-Verbindungen werden durch Zeitschlitze identifiziert.
- Wellenlängenmultiplex-Verbindungen (Lambda-Multiplex) werden anhand der Wellenlänge bestimmt.
- Glasfaser- und Kupferverbindungen werden anhand des Glasfaserstrangs oder des Ports identifiziert.
Sobald der Label-Edge-Router die richtigen LSPs identifiziert hat, werden die Daten über die korrekte Schnittstelle versendet. Die Daten können dann das Netz durchqueren und von Label-Switching-Routern weitervermittelt werden, bevor sie den Ausgangs- oder Egress-Label-Edge-Router erreichen.
GMPLS in optischen Netzen
Die Verwendung von GMPLS ist vor allem für Glasfasernetze von großem Nutzen. GMPLS unterstützt viele parallele Verbindungen gleichzeitig. Dadurch können viele Wellenlängen oder große Glasfaserbündel unterstützt werden.
Da es bei GMPLS in erster Linie um die Schnittstelle der Daten und nicht um den Inhalt der Daten geht, ermöglicht es die Trennung der Control Plane (Signalisierung) und der Data Plane (Transport). Aus diesem Grund verwenden die meisten wellenlängenvermittelten optischen Netze GMPLS als Standardkontrollmethode.
Auf diese Weise läuft GMPLS in einem separaten Netz, das die optischen Cross-Connects steuert, die die optische Datenübertragung durch Routing des richtigen LSP durchführen.
Vergleich von MPLS und GMPLS
MPLS und GMPLS sind in ihrer Funktion eng miteinander verwandt. Dies ist sinnvoll, da GMPLS entwickelt wurde, um die Vorteile von MPLS auf mehr Netzwerktypen auszuweiten, als von MPLS unterstützt werden. Um diese verschiedenen Medientypen zu unterstützen, wurden mit GMPLS jedoch mehrere wichtige Änderungen am MPLS-Standard vorgenommen.
Ähnlichkeiten zwischen MPLS und GMPLS
Sowohl MPLS als auch GMPLS ermöglichen eine effizientere Weiterleitung von Daten als das traditionelle IP-basierte Verfahren. Beim IP-Routing muss jeder Router die Daten prüfen, um festzustellen, wie sie weitergeleitet werden sollen.
Das Routing erfolgt ebenfalls auf der Vermittlungsschicht, OSI-Layer 3 (Open Systems Interconnection). MPLS und GMPLS ermöglichen die Festlegung des Datenflusses am Dateneingangspunkt. Sie leiten die Daten auf der Sicherungssschicht, OSI Layer 2, weiter.
Sie werden daher richtigerweise als Switching-Technologie und nicht als Routing-Technologie bezeichnet. Da die Vermittlung auf einer niedrigeren Schicht erfolgt und vorberechnet wird, kann der Verkehr schneller weitergeleitet werden als beim IP-Routing.
MPLS und GMPLS verwenden LSPs, um die Verbindungen zwischen Geräten zu definieren. Der LSP ist vorgegeben und kann als Teil der Konfiguration oder über ein Signalisierungsprotokoll eingerichtet werden.
Da LSPs vorkonfiguriert werden, sind Entscheidungen für zwischengeschaltete Router schnell und einfach. Sie vereinen Aspekte der Vermittlung (Schicht 2) und der Routenplanung (Schicht 3), weshalb sie manchmal auch als Layer-2.5-Protokolle bezeichnet werden.
Unterschiede zwischen MPLS und GMPLS
Es gibt viele Unterschiede zwischen MPLS und GMPLS und sie sind nicht ohne Weiteres interoperabel. Diese Änderungen wurden notwendig, um die unterschiedlichen zugrunde liegenden Netzverbindungen zu unterstützen. MPLS ermöglicht nur Datennutzlasten mit diskreter Größe, also IP-Datenpakete und ATM-Datenzellen (Asynchron Transfer Mode).
Der Grund dafür ist, dass zusätzliche Daten zum Paketkopf hinzugefügt werden müssen. MPLS kann keine Streaming-Datenschnittstellen unterstützen. GMPLS ermöglicht dagegen diskrete Daten- und Datenstromschnittstellen, einschließlich Glasfaser-Switching, Layer-2-Switching, Lambda-Switching und TDM.
Bei GMPLS muss kein Label-Header hinzugefügt werden; stattdessen kann ein abgeleitetes Label verwendet werden, das durch die Eigenschaften der Schnittstelle bestimmt wird.
MPLS unterstützt mehr Signalisierungs- und Routing-Protokolle. Es erlaubt Routing per Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) und Open Shortest Path First Traffic Engineering (OSPF-TE). Es kann auch Label Distribution Protocol, Resource Reservation Protocol Traffic Engineering (RSVP-TE) oder Border Gateway Protocol (BGP) für die Signalisierung verwenden.
GMPLS unterstützt nur OSPF-TE für die Leitweglenkung und RSVP-TE für die Signalisierung.
