MPLS 라벨 스위칭의 구조와 네트워크 활용
MPLS의 라벨 기반 전달 방식과 LER·LSR 역할, FEC·LSP·LDP 구조, VPN·QoS·트래픽 엔지니어링 활용을 정리한다.
2026-08-14 · 최초 발행 2025-07-16
패킷은 경계에서 분류하고 코어에서는 라벨로 넘긴다
MPLS(Multi Protocol Label Switching)는 IP 헤더를 분석하는 대신 4바이트 라벨을 기준으로 패킷을 전달하는 기술이다. 네트워크 경계에서는 3계층(L3) 라우팅으로 패킷을 분류하고, 코어 구간에서는 라벨을 이용한 2계층(L2) 스위칭으로 처리한다.
이 방식은 패킷 분류와 전달을 분리한다. IP뿐 아니라 ATM, Frame Relay 같은 여러 프로토콜을 수용할 수 있다는 점도 MPLS의 범위에 포함된다.
LER와 LSR이 나누어 맡는 역할
MPLS 도메인 가장자리의 LER(Label Edge Router)는 일반 IP 패킷을 MPLS망으로 들여보내거나 밖으로 내보내는 장비다. 인그레스 LER는 패킷에 라벨을 붙이고 FEC(Forwarding Equivalence Class)를 분류한다. 이그레스 LER는 라벨을 제거한다. 따라서 LER는 L3 라우팅과 L2 스위칭을 모두 수행한다.
코어의 LSR(Label Switch Router)는 라벨만 보고 패킷을 스위칭한다. 이 구간의 핵심 작업은 라벨 교체, 즉 스왑이다.
라벨 헤더에 담기는 전달 정보
MPLS 라벨은 32비트(4바이트)로 구성된다.
+-------+----------+------+-------+
| Label | Exp(CoS) | S | TTL |
| 20bit | 3bit | 1bit | 8bit |
+-------+----------+------+-------+
Label은 패킷 전달 경로를 결정하는 실제 라벨 값이며 20비트다. Experimental 필드는 3비트로 QoS를 위한 CoS(Class of Service) 정보를 제공한다. S 필드는 1비트이며 라벨 스택의 마지막 항목을 표시하고, 값 1은 스택의 맨 아래를 뜻한다. TTL은 8비트로 루프 방지에 사용된다.
FEC, LSP, LIB, LDP의 연결
FEC는 같은 방식으로 전달할 패킷을 묶은 그룹이다. 목적지 주소, QoS 요구사항, VPN 멤버십 등을 기준으로 인그레스 LER에서 분류한다.
LSP(Label Switched Path)는 MPLS 도메인 안에서 패킷이 따르는 경로다. 가상 회선(Virtual Circuit)과 유사한 개념이며, 트래픽 엔지니어링으로 최적화할 수 있다.
LIB(Label Information Base)는 각 라우터가 보유하는 라벨 정보 데이터베이스다. 인바운드 라벨과 아웃바운드 라벨의 매핑 정보를 저장한다.
LDP(Label Distribution Protocol)는 라우터 사이에서 라벨 바인딩 정보를 교환한다. LSP 설정에 필요한 라벨을 할당하고 배포하며, RSVP-TE 같은 다른 라벨 배포 메커니즘도 존재한다.
전달 성능과 서비스 제어를 함께 다루는 방식
라벨 스위칭은 IP 헤더 분석과 복잡한 라우팅 테이블 검색 대신 라벨 교체를 사용한다. 이 특성은 백본 네트워크에서 패킷 전달 속도를 높이는 기반이 된다.
트래픽 엔지니어링(TE)은 흐름을 제어하고 네트워크 자원을 최적화하는 기능이다. 명시적 경로를 설정해 특정 경로를 지정할 수 있으며, 자원 활용과 부하 분산에 사용한다.
MPLS VPN은 고객별 가상 사설망을 구성하는 데 쓰인다. L3VPN(Layer 3 VPN)과 L2VPN(Layer 2 VPN)을 지원하며, 보안성과 확장성이 높은 기업 네트워크 솔루션을 제공한다.
QoS는 라벨의 EXP 필드를 활용해 서비스 품질을 구분한다. 음성, 영상, 데이터처럼 서로 다른 트래픽에 우선순위를 부여하고, 대역폭·지연·지터 같은 성능 파라미터를 관리할 수 있다.
멀티프로토콜 지원은 IP, ATM, Frame Relay 등 이기종 네트워크를 통합하는 기반이다. 기존 네트워크 인프라와의 호환성을 유지하면서 적용할 수 있다.
백본부터 클라우드 연결까지
통신사업자 백본에서는 대용량 트래픽을 처리하는 고속 전달 인프라와 트래픽 엔지니어링 기반의 최적화에 MPLS를 사용한다. AT&T, Verizon 등 글로벌 통신사의 백본 네트워크가 예시다.
기업 WAN에서는 MPLS VPN으로 본사와 지사를 연결하고 음성·영상·데이터를 통합 전송한다. QoS 보장을 통해 업무 애플리케이션 성능을 확보하며, 다국적 기업의 글로벌 네트워크 인프라가 활용 사례다.
클라우드 서비스 제공자 환경에서는 데이터센터 간 고속 연결, 멀티테넌트 환경의 격리성 보장, 트래픽 엔지니어링을 통한 자원 최적화에 적용한다. AWS Direct Connect와 Azure ExpressRoute 서비스가 예시다.
SD-WAN, NFV, 5G와 만나는 MPLS
MPLS의 안정성과 SD-WAN의 유연성을 결합한 하이브리드 WAN이 확산되고 있다. 이는 비용 효율적인 기업 네트워크 모델로 이어진다.
NFV(Network Function Virtualization)와 결합하면 프로그래머블 네트워크 인프라와 서비스 프로비저닝 자동화를 구현할 수 있다. 5G 백홀에서는 대용량 트래픽 처리, 네트워크 슬라이싱 지원, 에지 컴퓨팅 연계 서비스 제공에 활용된다.
SD-WAN 같은 기술이 등장했더라도 MPLS는 고속 패킷 전달, 트래픽 엔지니어링, VPN, QoS를 통합하는 네트워크 인프라 기술로 남아 있다. 안정성과 성능은 앞으로의 네트워크 기술 발전에서도 중요한 역할을 할 전망이다.