Các cơ chế bảo vệ và khôi phục đường trong MPLS cung cấp một dịch vụ tin cậy cho việc chuyển tải lưu lượng trong mạng MPLS và tái định tuyến lưu lượng qua một đường chuyển mạch nhãn LSP. Nếu có một sự cố xảy ra tại một nơi nào đó trong mạng, luồng dữ liệu sẽ chuyển từ nơi có sự cố trong mạng sang một vị trí khác. Ba ràng buộc chính đối với việc này là thời gian khôi phục, đảm bảo tối ưu mạng và tính ổn định của luồng dữ liệu.
Để khôi phục thành công khi xảy ra sự cố, mạng cần phải có các khả năng sau. Trước tiên mạng phải có khả năng phát hiện lỗi. Thứ hai, nút trong mạng mà tại đó phát hiện lỗi phải thông báo sự cố đến một nút nào đó trong mạng. Nút nào được thông báo còn tuỳ thuộc vào mô hình khôi phục được ứng dụng. Thứ ba, mạng phải tính toán lại đường đi tại nút được thông báo. Và thứ tư là luồng dữ liệu phải được chuyển qua đường mới được tính lại thay vì đường cũ đã bị hư.
Khi mạng có sự cố và được khôi phục sẽ xảy ra hiện tượng luồng dữ liệu bị gián đoạn. Sự gián đoạn này được gây ra bởi thời gian phát hiện lỗi, thời gian thông báo lỗi cho nút cần thiết, thời gian tính đường khôi phục.
Trong phần này, ta có một vài khái niệm sau:
• Working Path-Primary Path, đường làm việc là đường chuyển tải trung kế lưu lượng khi chưa có sự cố. Nếu có các cơ chế bảo vệ trên đường này thì ta gọi đường này là đường làm việc được bảo vệ.
• Recovery Path-Backup Path, đường khôi phục là đường mà trung kế lưu lượng sẽ chuyển từ đường làm việc sang khi có sự cố xuất hiện trên đó. • PSL (Path Switch LSR) là LSR ở phía trước vị trí lỗi trên đường làm việc
chịu trách nhiệm chuyển mạch hoặc tái tạo lưu lượng sang đường khôi phục.
• PML (Path Merge LSR) là LSR chịu trách nhiệm nhận lưu lượng trên đường khôi phục và sẽ hợp nhất lưu lượng trở về đường làm việc, hoặc chuyển lưu lượng ra khỏi miền MPLS nếu bản thân nó là đích.
• POR (Point of Repair) là LSR đảm nhận việc sửa chữa LSP bị sự cố. POR có thể là PSL hoặc PML.
• Bypass Tunnel là một đường khôi phục có cùng PSL và PML với đường làm việc
• MPLS Protection Domain là một miền MPLS mà các LSR đều được thiết lập cơ chế bảo vệ
• Revertive Mode là chế độ hoạt động mà đường làm việc chính sẽ được sử dụng lại khi được phục hồi.
• Fault Indication Signal (FIS) là tín hiệu báo hiệu từ điểm phát hiện lỗi đến các LSR Upstream hoặc Downstream trong mạng cho tới khi nó đến được POR trong mạng.
• Fault Recovery Signal (FRS) là tín hiệu báo hiệu đường đã được khôi phục trở lại.