하이브리드 네트워크 시대를 맞이한 MPLS의 역할 변화

MPLS는 서비스가 아니라 기법이다. 따라서 IP VPN에서 도심 이더넷에 이르기까지 무엇이든 제공할 수 있다. MPLS는 값이 비싼 만큼 SD-WAN이 등장하면서 기업은 인터넷과 같은 보다 값싼 연결에 대비해 MPLS를 사용하는 최적의 방법을 찾기 위해 고심하고 있다.
 
집에서 멀리 떨어진 소매점에서 온라인으로 물건을 주문한 후 배송 추적을 할 때 언뜻 불합리해 보이는, 전국 곳곳을 거치는 배송 이동 경로를 보며 이상하다고 생각한 적이 있지 않은가?
 

인터넷의 IP 라우팅도 비슷하다. 인터넷 라우터가 IP 패킷을 받을 때 이 패킷에 포함된 정보는 목적지 IP 주소가 전부다. 패킷이 목적지에 어떻게 도달해야 하는지, 또는 그 과정에서 패킷을 어떻게 취급해야 하는지에 대한 지침은 없다.
 
각 라우터는 오로지 패킷의 네트워크 계층 헤더에 의존해서 각 패킷에 대해 독립적인 전달 의사 결정을 내려야 한다. 따라서 패킷이 라우터에 도착할 때마다 라우터는 다음에 패킷을 보낼 곳을 심사숙고해야 한다. 이때 라우터는 복잡한 라우팅 테이블을 참조한다.
 
패킷이 최종적으로 목적지에 도착할 때까지 경로상의 각 홉(hop)마다 이 과정이 반복된다. 수많은 홉과 수많은 개별적인 라우팅 결정은 화상 회의 또는 VoIP와 같은 시간에 민감한 애플리케이션에서 불만족스러운 성능으로 이어진다.

MPLS란 무엇인가
멀티 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS)은 검증된 네트워킹 기술로서 20년 이상 엔터프라이즈 네트워크의 기반으로 사용됐다. 출발지와 목적지 주소를 기반으로 트래픽을 라우팅하는 다른 네트워크 프로토콜과 달리 MPLS는 사전에 정해진 “레이블”을 기반으로 트래픽을 라우팅한다. 기업은 조직 데이터 센터 또는 본사에 위치한 데이터 또는 애플리케이션에 접근해야 하는 멀리 떨어진 지사를 연결하는 데 MPLS를 사용해왔다.
 

MPLS의 작동 방식

MPLS에서는 패킷이 네트워크에 처음 진입할 때 특정한 전달 서비스 클래스(CoS, 전달 등가 클래스(FEC)라고도 함)가 할당되며, 이때 짧은 비트 시퀀스(레이블)가 패킷에 첨부되어 표시된다.

클래스는 대체로 트래픽의 유형을 나타낸다. 예를 들어 기업에서 클래스에 실시간(음성 및 비디오), 미션 크리티컬(CRM, 버티컬 앱), 최선 노력(인터넷, 이메일) 등의 레이블을 지정할 수 있다. 각 애플리케이션은 이와 같은 클래스 중 하나에 해당된다. 가장 빠르고 지연이 낮은 경로는 높은 품질을 보장하기 위해 보통 음성, 비디오와 같은 실시간 앱용으로 예약된다. 다른 라우팅 프로토콜에서는 성능을 기준으로 트래픽을 분리하는 것은 불가능하다.

아키텍처의 핵심은 레이블이 각 패킷에 과거의 라우터가 받았던 이상의 부가적인 정보를 첨부할 수단을 제공한다는 것이다.
 

MPLS는 2계층인가, 3계층인가?

MPLS가 2계층 서비스인지, 3계층 서비스인지에 관해서는 전부터 많은 혼란이 있다. 그러나 MPLS는 OSI 7계층 구조에 딱 맞게 들어가지 않고, 굳이 한다면 2.5계층으로 분류된다. 사실 MPLS의 중요한 이점 중 하나는 전달 메커니즘을 기반 데이터 링크 서비스에서 분리한다는 점이다. 즉, MPLS를 사용해서 모든 기반 프로토콜에 대한 전달 테이블을 만들 수 있다. 
 
구체적으로, MPLS 라우터는 FEC의 조건에 따라 MPLS 네트워크에서 트래픽을 라우팅하기 위한 미리 정해진 경로인 레이블 스위치 경로(LSP)를 설정한다. MPLS 전달은 LSP가 설정된 이후에만 가능하다. LSP는 단방향이므로 돌아오는 트래픽은 다른 LSP를 통해 전송된다.
 
최종 사용자가 MPLS 네트워크로 트래픽을 보내면 네트워크 엣지에 위치하는 인그레스 MPLS 라우터가 MPLS 레이블을 추가한다. MPLS 레이블은 다음과 같은 4개 부분으로 구성된다.
 
Label : 레이블에는 MPLS 라우터가 패킷을 어디로 전달해야 할지 판단하기 위한 모든 정보가 포함된다. 
 
Experimental : Experimental 비트는 서비스 품질(QoS)에서 레이블된 패킷에 적용되는 우선순위를 설정하는 데 사용된다.
 
Bottom-of-Stack : Bottom-of-Stack은 MPLS 라우터에 이번의 여정의 마지막 구간(leg)이고 더 이상 고려할 레이블이 없음을 알린다. 이는 보통 라우터가 이그레스 라우터임을 의미한다.
 
Time-To-Live : 패킷이 폐기되기 전까지 허용되는 홉 횟수다.
 

MPLS의 장단점

MPLS의 혜택은 확장성, 성능, 대역폭 활용률 향상, 네트워크 혼잡 감소, 최종 사용자 경험 개선이다.
 
MPLS 자체는 암호화를 제공하지 않지만 가상 사설망이므로 공용 인터넷과는 분리되고 따라서 안전한 전송 모드로 간주된다. 또한 순수 IP 기반 네트워크에 영향을 미칠 수 있는 서비스 거부 공격에 취약하지 않다.
 
단점도 있다. MPLS는 대부분의 트래픽이 온넷(on-net)으로 기업 데이터 센터로 전송되는, 전국적으로 또는 전 세계에 걸쳐 분산된 여러 원격 지사가 있는 조직을 위해 설계됐다. 기업 트래픽의 대부분이 클라우드 제공업체를 오가는 지금 환경은 MPLS가 최적의 효과를 발휘하는 환경이 아니다.
 
기업이 클라우드로 전환하면 중앙 관문 역할을 하는 회사의 본사(허브)를 거쳐 트래픽을 라우팅하는MPLS 기반 허브-스포크 모델은 비효율적이 된다. 트래픽을 바로 클라우드로 보내는 편이 더 효율적이다. 또한 클라우드 서비스, 비디오 및 모바일 앱으로 인해 대역폭 요구사항은 높아졌는데 MPLS 서비스는 주문형 확장이 어렵다.
 
MPLS는 등장한 시점에는 뛰어난 혁신이었지만 지금은 지금의 네트워크 아키텍처에 더 잘 맞는 더 새로운 기술이 존재한다. 소프트웨어 정의 WAN(SD-WAN)은 클라우드 연결을 반영하여 설계됐다. 그래서 많은 기업이 MPLS 네트워크를 SD-WAN으로 대체하거나 보강하고 있다.
 

MPLS는 효력을 다한 기술?

SD-WAN의 강력한 인기에 비추어 누구나 떠올릴 만한 질문이다. MPLS는 죽지 않았지만 역할은 확실히 바뀌었다. 중소규모 기업의 경우 상당수가 이미 전체 클라우드 IT 모델로 옮겨간 상황이므로 MPLS를 버리고 전체 광대역 WAN으로 전환할 수 있을 것이다.
 
규모가 큰 엔터프라이즈는 온넷으로 작동하는 레거시 앱을 위해 MPLS를 유지하면서 클라우드와 같은 인터넷 트래픽을 SD-WAN으로 덜어내는 하이브리드 방식을 채택할 가능성이 높다. MPLS는 대규모 지방 지사, POS 시스템이 있는 소매 시설, 지역 제조 설비, 여러 데이터 센터와 같이 점 대 점 위치를 연결하는 역할을 계속할 것이다. MPLS는 텔레프레즌스와 같은 실시간 애플리케이션에 필요하다. 다만 서비스형 통합 커뮤니케이션(UCaaS) 벤더의 비디오는 인터넷을 사용하므로 MPLS가 불필요하다.
 
엔터프라이즈 WAN 설계자는 MPLS의 안정적이지만 값비싼 성능과 인터넷의 저렴하지만 덜 안정적인 성능 사이에서 위험과 이익을 계산해야 한다. 결국 MPLS와 SD-WAN이 어떻게 공존할 것인지의 문제로 귀결된다.
 

MPLS vs. SD-WAN

많은 네트워크 전문가가 MPLS와 SD-WAN을 양자택일의 관점으로 보지만, 사실 현대 WAN에서 두 기술 모두 각자의 역할이 있다. 언젠가는 SD-WAN이 MPLS를 완전히 몰아낼 수도 있으나 몇십 년 후의 먼 이야기다. 기업에서 이미 정착된 하이브리드 컴퓨팅, 스토리지, 애플리케이션을 보면 네트워크 역시 하이브리드로 가는 것이 타당하다.
 
SD-WAN은 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 개념을 WAN에 응용한 것이다. 이는 최선의 경로로 트래픽을 보내기 위한 규칙과 정책을 적용하는 SD-WAN 엣지 디바이스가 구축된다는 것을 의미한다.
 
SD-WAN은 MPLS를 포함하여 모든 유형의 트래픽의 라우팅할 수 있는 전송 중립적 오버레이다. SD-WAN의 이점은 엔터프라이즈 WAN 트래픽 설계자가 중앙 지점에서 모든 WAN 디바이스에 손쉽게 정책을 적용할 수 있다는 것이다.
 
반면 MPLS의 미리 정해진 경로는 힘들게 프로비저닝해야 하며, 고정된 회로가 가동된 이후에는 간단히 변경할 수 없다.
 
그러나 일단 MPLS 네트워크가 구축되면 실시간 트래픽을 위한 보장된 성능을 제공한다. SD-WAN은 가장 효율적이 경로로 트래픽을 라우팅할 수 있지만 IP 패킷이 개방된 인터넷에 진입하는 순간 성능을 보장할 수 없게 된다.
 
향후 가장 합리적인 전략은 최대한 많은 MPLS 트래픽을 공용 인터넷으로 덜어내고, 보장된 전송이 필요한, 시간에 민감한 애플리케이션에는 계속 MPLS를 사용하는 것이다. CEO와 지사 직원들 간의 월별 화상 회의가 중간에 갑자기 끊겨 그 책임을 짊어지고 싶은 사람은 없을 것이다. editor@itworld.co.kr