MPL(エムピーエル)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

MPLはMulti-Protocol Label Switching（マルチプロトコル・ラベル・スイッチング）の略であり、データネットワークにおいて、特にIPパケットの転送を高速化し、効率化するための技術である。従来のIPルーティングが持つ課題を解決し、通信キャリアの基幹ネットワークや企業の大規模ネットワークで広く採用されている。ネットワークの品質向上や多様なサービス提供の基盤として、現代のITインフラにおいて重要な役割を担っている。

従来のIPルーティングでは、ネットワーク上の各ルータは受信したIPパケットのヘッダ部分を解析し、宛先IPアドレスに基づいて自身の持つルーティングテーブルを参照し、最適なネクストホップ（次の転送先ルータ）を決定していた。この処理は「ルーティング」と呼ばれ、ルータが持つルーティングテーブルは、どの宛先IPアドレスの範囲がどの経路に属するかを示す情報を含んでいる。そして、決定されたネクストホップへパケットを転送する処理が「フォワーディング」である。この仕組みは非常に柔軟で拡張性が高い一方で、パケットごとにヘッダ解析とルーティングテーブル検索を行うため、特にネットワークの中心部で大量のトラフィックを処理する場合には、CPUに高い負荷がかかり、転送遅延の原因となることがあった。また、ルーティングテーブルのサイズが大規模になると、その検索に要する時間も増大する傾向があった。さらに、従来のIPルーティングはベストエフォート型であり、特定の通信に対する帯域保証や遅延要件を満たすといった、高度な品質保証（QoS: Quality of Service）やきめ細やかなトラフィック制御（トラフィックエンジニアリング）を直接的に行うことは困難であった。

MPLはこの課題を解決するために考案された技術である。MPLの中核となるのは「ラベル」と呼ばれる短い固定長の識別子と、「ラベルスイッチング」という転送方式である。MPLネットワークの入口に位置するルータ（LSR: Label Switching Routerの中でも特にLER: Label Edge Routerと呼ばれる）は、IPパケットを受信すると、そのパケットが属するフォワーディング・イクイヴァレンス・クラス（FEC: Forwarding Equivalence Class）を識別する。FECとは、同じ転送処理を受けるべきパケット群を論理的にまとめたものである。例えば、特定の宛先IPアドレス範囲へ向かうパケットや、特定のQoS要件を持つパケットなどが一つのFECとして扱われる。LERは、このFECに基づいて一つまたは複数のラベルをIPパケットに付与（プッシュ）し、MPLSヘッダとして挿入する。

ラベルが付与されたパケットは、MPLSネットワーク内部のLSRを通過する。内部のLSRは、受信したパケットのIPヘッダではなく、そのMPLSヘッダに含まれるラベルのみを参照する。各LSRは、受信したラベルを自身のラベル転送テーブル（LFIB: Label Forwarding Information Base）で検索し、対応する新しいラベルに交換（スワップ）するとともに、次のLSRへパケットを転送する。このラベルの交換と転送の繰り返しによって、パケットはMPLSネットワーク内を高速に転送されていく。MPLSネットワークの出口に位置するLERは、最終的にラベルをパケットから除去（ポップ）し、元のIPパケットとして目的の宛先へ転送する。このように、IPヘッダの詳細な解析をネットワークの端（エッジ）でのみ行い、ネットワークの内部（コア）では短いラベルの参照と交換だけで転送処理を行うため、転送処理が大幅に高速化されるのである。

MPLが提供する主要な利点は多岐にわたる。第一に、前述の通り、ネットワークコアでの高速なパケット転送が挙げられる。ルータはIPヘッダの複雑な解析処理から解放され、専用のハードウェアによるラベルスイッチング処理によって、高スループットを実現できる。第二に、高度なトラフィックエンジニアリングが可能になる点である。従来のIPルーティングでは、最適な経路はルーティングプロトコルによって自動的に決定されるため、特定の通信を意図的に特定の経路へ誘導することは困難であった。しかし、MPLでは「ラベルスイッチングパス（LSP: Label Switched Path）」と呼ばれる論理的なパスを明示的に設定できるため、特定のサービスや顧客のトラフィックを、帯域が確保された特定の経路や、遅延が少ない経路へ誘導するといった制御が可能になる。これにより、ネットワークリソースをより効率的に利用し、サービスの品質を向上させることができる。

第三に、MPLは仮想プライベートネットワーク（VPN: Virtual Private Network）を容易に実現するための強力な基盤となる。異なる企業や部署の通信をMPLSネットワーク上で論理的に分離し、互いに干渉しないプライベートな通信環境を提供することができる。これをMPLS VPNと呼び、特にレイヤ3 VPN（L3 VPN）はキャリアが提供する企業向けVPNサービスとして広く普及している。各顧客のトラフィックには、その顧客専用のラベルが付与されるため、同じ物理ネットワーク上であっても、顧客ごとに異なるルーティングテーブルや転送ポリシーを適用することが可能である。

第四に、MPLは「マルチプロトコル」の名前が示す通り、IPパケットだけでなく、ATM（Asynchronous Transfer Mode）やFrame Relayといった他のレイヤ2プロトコル、あるいはイーサネットフレームなど、様々なネットワークプロトコルのデータを効率的に転送できる汎用性を持っている。これは、MPLSがレイヤ2.5の技術と位置づけられる所以でもある。MPLSの技術は、LSR間でラベル情報を交換するために、LDP（Label Distribution Protocol）やRSVP-TE（Resource ReSerVation Protocol - Traffic Engineering）などの特定のプロトコルを利用する。これらのプロトコルによって、LSPの確立や維持、ラベルの配布が自動的に行われる。

現代のネットワークにおいては、MPLSは通信キャリアのバックボーンネットワークや、データセンター間の相互接続、あるいはモバイルネットワークのバックホール（基地局からコアネットワークへの接続）など、多岐にわたる用途で利用されている。IP-VPNサービス、VoIP（Voice over IP）サービス、さらにはクラウドサービスへの接続基盤としても不可欠な技術である。近年では、SDN（Software Defined Networking）やNFV（Network Functions Virtualization）といった新しいネットワーク技術との連携も進められており、より柔軟でプログラム可能なネットワークの実現に貢献している。MPLは、単なる高速化技術に留まらず、ネットワーク上で多様なサービスを安定して提供するための、非常に強力で汎用性の高い基盤技術なのである。