Definition Was ist VPLS (Virtual Private LAN Service)?

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Mit dem Virtual Private LAN Service lässt sich in einem MPLS-Netzwerk ein Layer-2-basiertes VPN einrichten. VPLS bietet Multipoint-Ethernet-Vernetzung und verwendet das MPLS-Netz als transparentes Transportnetzwerk. Auf Grundlage des Virtual Private LAN Services können auch andere Protokolle als IP übertragen werden. Zur Signalisierung der Verbindungen im MPLS-Netz kommen Protokolle wie LDP oder BGP zum Einsatz.

VPLS ist das Akronym für Virtual Private LAN Service. Es handelt sich um eine in mehreren RFCs standardisierte Technologie zur Realisierung von Layer-2-basierten VPNs in einem MPLS-Netzwerk. Maßgebliche RFCs sind beispielsweise RFC 4761 und RFC 4762.

Der Virtual Private LAN Service nutzt das MPLS-Netz als Transportnetzwerk und verbindet lokale Netze über das MPLS-WAN. Aus Sicht der vernetzten Layer-2-Geräte arbeiten der Virtual Private LAN Service und das ihm zugrundeliegende MPLS-Netz wie ein LAN-Switch auf dem Layer 2 des ISO/OSI-Referenzmodells. Über den Virtual Private LAN Service können auch andere Protokolle als IP übertragen werden. Die Ethernet-Multipoint-Konnektivität ist im MPLS-Netz realisiert. Zur Signalisierung der Verbindungen kommen Protokolle wie LDP (Label Distribution Protocol) oder BGP (Border Gateway Protocol) zum Einsatz.

Grundlegende Funktionsweise von MPLS

Der Virtual Private LAN Service basiert auf Multiprotocol Label Switching (MPLS). MPLS ist eine Netzwerktechnologie, die Datenverkehr verbindungsorientiert auf Basis von vordefinierten Pfaden und Labeln routet (switcht). Im Vergleich zu einem verbindungslosen IP-Netz werden die Routing-Entscheidungen nicht mehr in jedem IP-Knoten einzeln getroffen. Routing-Berechnungen werden nur einmalig durchgeführt. Anschließend bewegen sich die mit Labeln versehenen Datenpakete entlang der eingerichteten Pfade. Die Label sind Teil des vier Byte langen MPLS-Headers. Im OSI-Referenzmodell bewegt sich das Multiprotocol Label Switching zwischen Layer 3 und Layer 2. MPLS arbeitet verbindungsorientiert und erlaubt den Transport von IP-Datenverkehr mit hoher Performance und garantierbaren Qualitätsparametern. Grundsätzlich ist MPLS nicht auf IP beschränkt und kann auch andere Protokolle übertragen.

Grundsätzliche Funktionsweise des Virtual Private LAN Services

Zur Erläuterung der prinzipiellen Funktionsweise des Virtual Private LAN Services zunächst eine Erklärung der beiden Begriffe PE und CE. CE steht für Customer Edge und bezeichnet die Systemkomponente, die auf Anwenderseite (Kundenseite) an das MPLS-Netz angeschlossen wird. Im Fall von VPLS handelt es sich bei einem CE-Gerät beispielsweise um einen Layer-2-Switch.

Für das CE-Gerät verhalten sich das MPLS-Netz und der Virtual Private LAN Service transparent. Das CE-Gerät muss keine VPLS-spezifischen Anforderungen erfüllen und verbindet sich aus seiner Sicht über ein geswitchtes LAN. Angeschlossen werden die CE-Geräte an so genannte Provider-Edge-Knoten (PE-Knoten). PE-Knoten werden auch als Label Edge Router (LER) oder als Ingress und Egress Label Switch Router (LSR) bezeichnet. Die PE-Knoten befinden sich am Rand eines MPLS-Netzes. Sie bieten im Fall von VPLS Richtung CE Ethernet-Multipoint-Konnektivität und bilden MPLS-intern die Vollvermaschung mithilfe virtueller Verbindungen und geswitchter Label-Pfade ab. Die Signalisierung der virtuellen Verbindungen ist über Protokolle wie BGP oder LDP möglich.

Erhält ein PE-Knoten einen LAN-Frame von einem CE-Gerät, prüft er die MAC-Zieladresse des Frames und überträgt ihn mit einem passenden Label versehen über einen definierten Pfad zum gewünschten Ziel. Frames mit unbekannten Zieladressen oder Broadcast-Frames werden an alle PE-Knoten eines VPLS-Meshs geflutet. Zur Vermeidung von Loops leitet ein PE nach dem Split-Horizon-Prinzip niemals einen von einem PE-Knoten erhaltenen Frame an einen PE-Knoten weiter. Innerhalb des MPLS-Netzes sind die Label Switch Router (EP-Knoten) für die Weiterleitung der gelabelten Datenpakete entlang der eingerichteten Pfade zuständig.

Vorteile durch den Einsatz des Virtual Private LAN Services

Der Einsatz des Virtual Private LAN Services bietet Vorteile wie:

• Herstellung von Layer-2-LAN-Multipoint-Konnektivität über ein MPLS-WAN

• aus Sicht der CE-Geräte vollständig transparenter LAN-Service

• automatisches Rerouting innerhalb des MPLS im Fehlerfall – schnellere Failover-Mechanismen als beispielsweise beim Spanning-Tree-Protokoll

• unterschiedliche Layer-2-VPNs und weitere Services auf einem MPLS-Netzwerk realisierbar und gleichzeitig betreibbar

• flexible Zuteilung von Bandbreiten und Priorisierung des Verkehrs

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