初心者用の MPLS FAQ

はじめに

このドキュメントでは、Multiprotocol Label Switching（MPLS; マルチプロトコル ラベル スイッチング）に関してビギナー レベルの方から寄せられる FAQ に回答しています。

Multi-Protocol Label Switching（MPLS; マルチプロトコル ラベル スイッチング）とは何ですか。

MPLS は、ラベルを使用してデータの転送先を決定するパケット転送テクノロジーです。MPLS を使用すると、レイヤ 3 ヘッダーの分析が一度だけ（パケットが MPLS ドメインに入るときに）行われます。ラベルの検証により、それに続くパケットの転送が実行されます。MPLS により、下記の有益なアプリケーションが提供されます。

• Virtual Private Networking（VPN; バーチャル プライベート ネットワーキング）

• トラフィック エンジニアリング（TE）

• Quality of Service（QoS）

• Any Transport over MPLS（AToM）

さらに、コア ルータでの転送に要するオーバーヘッドが軽減されます。MPLS テクノロジーは、任意のネットワーク層プロトコルに適用可能です。

ラベルとは何ですか。ラベルの構造はどのようなものですか。

ラベルは、Forwarding Equivalence Class（FEC; 転送等価クラス）の識別に使用される、短い固定長（4 バイト）の、ローカルな意味を持つ識別番号です。特定のパケットに付加されたラベルは、そのパケットが割り当てられている FEC を表します。

• Label：ラベル値（非構造化）、20 ビット

• Exp:試験的な使用、3ビット。現在はサービスクラス(CoS)フィールドとして使用されている

• S：スタックのボトム、1 ビット

• TTL：存続時間、8 ビット

ラベルはパケットのどこに付加されますか。

ラベルは、データリンク レイヤ（レイヤ 2）ヘッダーとネットワーク レイヤ（レイヤ 3）ヘッダーの間に付加されます。ラベル スタックのトップはパケットの先頭にあり、ボトムは最後尾です。ラベル スタックの最後のラベルの直後には、ネットワーク レイヤ パケットが続きます。

Forwarding Equivalence Class（FEC; 転送等価クラス）とは何ですか。

FEC は、同じ方法で、同じパスを通って、同じ転送処理を使用して転送される IP パケットのグループです。FEC は宛先 IP サブネットに対応している場合も、エッジ LSR が有意とみなす任意のトラフィック クラスに対応している場合もあります。たとえば、特定の IP precedence 値を持つすべてのトラフィックで 1 つの FEC を構成できます。

アップストリーム ラベル スイッチ ルータ（LSR）とは何ですか。ダウンストリーム LSR とは何ですか。

アップストリームおよびダウンストリームは、MPLS では相対的な用語です。これらの語は、常にプレフィクス（より適切な言い方では、FEC）を指します。次に、具体例を示します。

FEC 10.1.1.0/24 に関して、R1 は R2 にとってダウンストリーム LSR になります。

FEC 10.1.1.0/24 に関して、R2 は R1 にとってアップストリーム LSR になります。

FEC 10.1.1.0/24 に関して、R1 は R2 にとってダウンストリーム LSR であり、R2 は R3 にとってダウンストリーム LSR になります。

FEC 10.1.1.0/24 に関して、R1 は R2 にとってダウンストリーム LSR になります。FEC 10.2.2.0/24 に関して、R2 は R1 にとってダウンストリーム LSR になります。

データはアップストリームからダウンストリームに流れ、そのネットワーク（プレフィクス）に到達します。

R4 のルーティング テーブルでは、R1、R2 および R3 は 10.1.1.0/24 に到達するためのネクストホップになります。

10.1.1.0/24 に関して、R3 は R4 にとってダウンストリーム LSR になりますか。

いいえ、データはアップストリームからダウンストリームに流れます。

着信、発信、ローカル、およびリモートという用語をラベル関連で使用するときの意味はどのようなものですか。

次のトポロジにおける R2 および R3 について考察してみましょう。R2 は、FEC F のラベル L を R3 に配布します。R3 は、FEC-F にデータを転送する際に、ラベル L を使用します（R2 は、FEC-F に関する R3 のダウンストリーム LSR であるためです）。このシナリオでは次のようになっています。

• L は、F に関する R2 の着信ラベルです

• L は、FEC-F に関する R3 の出ラベルです

• L は、FEC F に関する R2 のローカル バインディングです

• L は、FEC-F に関する R3 のリモート バインディングです

LSR は MPLS インターフェイス上で（MPLS 以外の）ネイティブ IP パケットを送受信できますか。

はい。ただし、インターフェイス上で IP がイネーブルにされている場合に限ります。ネイティブ パケットは通常どおり送受信されます。IP は 1 つのプロトコルに過ぎません。MPLS パケットでは、別のレイヤ 2 エンコーディングが使用されます。受信側 LSR では、レイヤ 2 エンコーディングに基づいて MPLS パケットが認識されます。

LSR は非 MPLS インターフェイス上でラベル付きパケットを送受信できますか。

No.そのプロトコルに対してイネーブルにされていないインターフェイス上でパケットが伝送されることはありません。MPLS には、特定の EtherType コードが対応づけられています（IP、IPX、および AppleTalk に固有の EtherType があるのと同様です）。Cisco ルータでは、インターフェイス上でイネーブルにされていない EtherType のパケットが受信されると、そのパケットは廃棄されます。たとえば、Appletalk がイネーブルにされていないインターフェイス上でルータが Appletalk パケットを受信した場合には、そのパケットは廃棄されます。同様に、MPLS がイネーブルにされていないインターフェイス上で MPLS パケットを受信した場合には、そのパケットは廃棄されます。

どのプラットフォームおよび Cisco IOS が MPLS をサポートしていますか。

Cisco シリーズ 2691、3640、3660、3725、3745、6400-NRP-1、6400-NRP-2SV、6400-NSP、Route Switch Module（RSM; ルート スイッチ モジュール）搭載の Catalyst 5000、7200、7301、7400、7500、WS-SUP720-3B および WS-SUP720-3BXL 搭載の Catalyst 6500/Cisco 7600 シリーズ、Gigabit Switch Router（GSR; ギガビット スイッチ ルータ）、Route Processor Module（RPM; ルート プロセッサ モジュール）、Universal Broadband Router（UBR; ユニバーサル ブロードバンド ルータ）7200、AS5350、および IGX8400-URM はすべて MPLS をサポートしています。

これらのプラットフォームは、ラベル配布プロトコルとして Cisco Tag Distribution Protocol（TDP; タグ配布プロトコル）をサポートしています。

Label Distribution Protocol（LDP; ラベル配布プロトコル）、Resource Reservation Protocol（RSVP; リソース予約プロトコル）、および Border Gateway Protocol（BGP; ボーダー ゲートウェイ プロトコル）に関する情報は、Software Advisor（登録ユーザ専用）ツールを使用して入手できます。Software Advisor を使用すると、さまざまな Cisco IOS バージョンおよびプラットフォームでサポートされるフィーチャ セットの一覧を見ることができます。

Generic Routing Encapsulation（GRE; 総称ルーティング カプセル化）トンネルには 24 バイトのオーバーヘッドがあります。MPLS LSP トンネルにはどの程度のオーバーヘッドがありますか。

MPLS LSP トンネルには、1 つのラベル（4 バイト）または（たとえば、Link Protection Fast Reroute を使用する場合）2 つのラベルのオーバーヘッドがあります。MPLS は GRE トンネルとは異なり、IP ヘッダーを書き換えません。その代わりに、トンネル パスを使用するパケットにラベル スタックが付加されます。

LSR はラベル スタックのトップ ラベル、ボトム ラベル、およびミドル ラベルをどのように区別するのですか。

レイヤ 2 ヘッダーの直後にあるラベルがトップ ラベルであり、S ビットが 1 に設定されたラベルがボトム ラベルです。LSR でのミドル ラベルの読み取りや識別を必要とするアプリケーションはありません。ただし、スタックのトップにはなく、なおかつ S ビットが 0 に設定されているラベルは、ミドル ラベルになります。

ラベル値の範囲はどうなっていますか。どのラベル値が予約されていますか。予約されている値の意味はどのようなものですか。

次に示す値は、RFC3032 - MPLS Label Stack Encoding にも記載されています。

理論上、範囲は 0 〜 (2^{20 〜 1) です。}ラベル値 0 〜 15 は予約済みであり、このうち 4 〜 15 は今後使用するために予約されています。値 0 〜 3 は次のように定義されています。

• 値 0 は、IPv4 明示的 NULL ラベルを表します。このラベルは、ラベル スタックをポップする必要があり、IPv4 ヘッダーに基づいてパケットを転送する必要があることを示します。これは、出力側ルータまで Exp ビットを安全に保つために役立ちます。この値は MPLS ベースの QoS に使用されます

• 値 1 は、ルータ アラート ラベルを表します。受信したパケットのラベル スタックのトップにこのラベル値が入っている場合、パケットはローカル ソフトウェア モジュールに送信されて処理されます。パケットの実際の転送先は、スタック内でこのラベルの下にあるラベルによって決まります。ただし、パケットをさらに転送する場合は、ルータ アラート ラベルをスタックに戻してから転送する必要があります。このラベルの使用法は、IP パケットにおけるルータ アラート オプションの使用法と類似しています（たとえば、record route オプションを指定した PING など）

• 値 2 は、IPv6 明示的 NULL ラベルを表します。このラベルは、ラベル スタックをポップする必要があり、IPv6 ヘッダーに基づいてパケットを転送する必要があることを示します

• 値 3 は、暗黙的 NULL ラベルを表します。これは LSR が割り当てて配布できるラベルです。ただし、このラベルが実際にカプセル化の上で表示されることはありません。このラベルは、LSR がスタックからトップ ラベルをポップし、パケットの残りの部分（ラベル付き、またはラベルなし）を、（Lfib のエントリの指示に従って）発信インターフェイス経由で転送することを意味します。このラベル値は、カプセル化では表示されませんが、ラベル配布プロトコルで指定する必要があるので、予約済みになっています

LDP と TDP は、どのプロトコルとポート番号を使用して LDP/TDP ピアにラベルを配布するのですか。

LDP は TCP ポート 646 を使用し、TDP は TCP ポート 711 を使用します。これらのポートがルータ インターフェイスでオープンになるのは、そのインターフェイスで mpls ip が設定されている場合に限られます。トランスポート プロトコルとして TCP を使用すると、堅牢なフロー制御および輻輳処理メカニズムによって、LDP/TDP 情報の配布の信頼性が高まります。

Catalyst 6500 および 7600 Optical Services Router（OSR; オプティカル サービス ルータ）上での MPLS サポートに関してどのような制約事項がありますか。

MPLS ドメインに接続されたインターフェイスは、Parallel Express Forwarding（PXF; パラレル エクスプレス転送）複合体を利用する任意のモジュールなどの Optical Services Module（OSM; オプティカル サービス モジュール）のいずれか、または FlexWAN モジュール内のインターフェイスを使用する必要があります。MPLS レイヤ 3 VPN に関しても同じ制約事項があります。つまり、IP フレームは、FlexWAN モジュール内の OSM またはインターフェイスである WAN インターフェイス上に入る必要があります。Supervisor 720 に関してはこれらの制約事項はありません。

MPLS 設定のサンプルをどこで入手できますか。

MPLSの設定に関するドキュメントは、『実装と設定：MPLS』に多数掲載されています。

MPLS パケットのロード バランシングには、どのオプションが使用できますか。

MPLS パケットは、MPLS ラベル情報か、必須 IP ヘッダーの送信元アドレスと宛先アドレス、またはその両方を使用してロード バランシングできます。

異なるサイトにある 2 つの Cisco Catalyst スイッチ間に、MPLS 接続を介して 802.1Q トランクを設定できますか。

MPLS 経由のリモート サイト接続はレイヤ 3 接続であり、802.1Q トランクはレイヤ 2 プロトコルであるため、MPLS 接続では 802.1Q トランクを設定できません。VLAN を拡張するには、ISP が提供するメトロ イーサネット接続または 802.1Q トンネリングが必要です。MPLS クラウドでは、ISP は VRF 経由で通信します。

詳細については、「IEEE 802.1Q トンネリングの設定」を参照してください。

発信 MPLS EXP 値は、着信 IP パケットの DSCP 値をデフォルトで継承しますか。または、MPLS がイネーブルにされているインターフェイスで、着信 DSCP は追加設定なしで信頼されますか。

はい。追加設定は必要ありません。

DHCP リレー機能は、MPLS VPN ネットワークで動作しますか。

はい。DHCP 要求は MPLS VPN ネットワークの VRF 内で転送され、これを出力プロバイダー エッジが同一 VRF 内で DHCP サーバに送信します。

関連情報

• MPLS に関するサポートページ
• テクニカル サポートとドキュメント - Cisco Systems