MPLS (Multi Protocol Label Switching) là giao thức chuyển mạch nhãn đa giao thức cho phép xác định chính xác các đường truyền mạch nhãn LSP (Label Switched Path) ngay từ bộ định tuyến đầu tiên có chức năng MPLS. Dọc theo đường truyền LSP, sự định tuyến của các gói không dựa vào địa chỉ IP thông thường, mà dựa vào chuỗi bits đặc biệt được gọi là nhãn MPLS. Để làm được điều này tất nhiên các bộ định tuyến phải có chức năng MPLS. Lợi ích cơ bản của MPLS là nó cho phép:
- Điều phối lưu lượng mạng và cân bằng tải một cách hiệu quả dựa vào tính chất xác định toàn bộ đường truyền ngay từ đầu gửi và khả năng dùng đồng bộ nhiều đường truyền cho lưu lượng thuộc về cùng một mối liên kết,
- Cho phép điều khiển một cách chính xác dung lượng của đường truyền LSP dựa trên yêu cầu của các tham số QoS,
- Ứng biến linh hoạt và phục hồi nhanh chóng các trường hợp xảy ra lỗi và sự cố mạng Ở giai đoạn đầu, MPLS đơn thuần là công nghệ để rút ngắn thời gian định tuyến cho các gói và nâng cao khả năng điều phối lưu lượng của mạng, tạo ra cân bằng tải. Tuy vậy, khi được áp dụng đồng thời với các giải pháp QoS, đặc biệt là cùng với cơ chế DiffServ, MPLS làm tăng đáng kể khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ của mạng.
Trên thực tế, IETF đã đưa ra cấu trúc DiffServ trên nền MPLS với đặc điểm chính là các gói MPLS được phân loại và nhận sự xử lý giống như cách các gói IP được xử lý trong cơ chế DiffServ. Điểm khác so với cơ chế DiffServ nguyên dạng là sự phân loại các gói được dựa vào phần đầu của gói MPLS chứ không phải dùng mã 4 bit DSCP của gói IP. Có hai cách để đánh dấu các gói MPLS cho sự phân loại: đánh dấu miền LABEL, hoặc đánh dấu miền EXP trong phần đầu của gói MPLS. Với cách thứ nhất, đường truyền chuyển mạch nhãn gọi là L-LSP, với cách thứ hai đường truyền chuyển mạch nhãn gọi là E-LSP được thiết lập. Cả hai cách nói trên đều cho phép khả năng dẫn những gói MPLS của các loại lưu lượng có yêu cầu QoS khác nhau vào những đường LSP riêng biệt và xử lý phù hợp cho loại lưu lượng đó.MPLS có khả năng chiếm giữ và điều chỉnh chính xác dung lượng chiếm giữ cho mỗi đường truyền LSP. Khả năng này được thực hiện bằng việc sử dụng giao thức báo hiệu RSVP-TE (Resource Reservation Protocol – Traffic Enginerring). Khi cho trước yêu cầu QoS của một loại lưu lượng (thể hiện qua các tham số QoS khách quan), áp dụng các thuật toán hợp lý ta sẽ tính được dung lượng cần thiết của đường truyền LSP cho loại lưu lượng đó. Với RSVP-TE, MPLS có ưu điểm là dung lượng đường truyền sẽ được chiếm giữ chính xác như đã tính toán. Hơn thế nữa, trong quá trình hoạt động của đường truyền LSP, tuỳ thuộc vào sự biến đổi của lưu lượng và những yếu tố khác, dung lượng của đường LSP này có thể được điều chỉnh một cách chuẩn xác. Khả năng này tạo tiền đề cho sự sử dụng tối ưu tài nguyên mạng, vẫn đảm bảo QoS nhưng lại không lãng phí tài nguyên.
Dùng MPLS có một thuận lợi nữa là nâng cao độ duy trì của mạng, và vì thế tăng khả năng đáp ứng của dịch vụ. Do có khả năng định tuyến chính xác từ đầu gửi, MPLS phục hồi khả năng chuyển lưu lượng nhanh chóng khi xảy ra các lỗi đường kết nối hay lỗi bộ đinh
tuyến.Cách đơn giản nhất để làm được điều này là tạo ra các đường truyền LSP phụ cho lưu lượng.Tuỳ theo yêu cầu về mức độ bảo vệ đường truyền LSP chính, đường truyền LSP phụ được tạo ra sẽ không chung một đường kết nối nào (bảo vệ kết nối đơn), không chung một số đường kết nối liên tiếp (bảo vệ một đoạn đường truyền), hoặc không chung tất cả các đường kết nối (bảo vệ toàn bộ đường truyền) với đường truyền LSP chính. Theo kết quả được thống kê trong các mạng MPLS đang hiện hành, bảo vệ kết nối đơn cho phép thời gian phục hồi trong vòng vài trăm milli giây, một thời gian đủ ngắn. Trên thực tế, hầu như tất cả các mạng MPLS đang được vận hành đều triển khai khả năng phục hồi với phương thức bảo vệ kết nối đơn.
Cần nói thêm là giao thức MPLS đã được phát triển tiếp thành giao thức G-MPLS (Generalized-Multiprotocol Label Switching), cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể điều khiển các đường LSP quang. Đây là một thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ trên nền mạng IP/WDM (Wavelength Division Multiplexing), tận dụng những tính năng ưu việt của công nghệ MPLS như điều phối lưu lượng tốt, phục hồi nhanh vào môi trường mạng quang. Tuy nhiên, sự sử dụng giao thức RSVP-TE trong công nghệ MPLS kéo theo sự xuất hiện nhiều lưu lượng báo hiệu. Điều này có thể gây ra những cản trở nhất định khi mở rộng sự áp dụng của MPLS trên mạng quy mô lớn (nhất là trong trường hợp mạng có tôpô kết nối toàn bộ (tức là hai nút MPLS bất kỳ nào cũng được nối bởi một hoặc nhiều đường LSP). Mặc dù vậy, về mặt tổng quan, với ưu thế điều phối tốt lưu lượng mạng, MPLS vẫn là công nghệ có xu hướng được áp dụng một cách rất sẵn sàng bởi các nhà khai thác dịch vụ trong mạng của họ.