Các bộ định tuyến PE cần phải trao đổi thông tin trong các bảng định tuyến ảo để đảm bảo việc định tuyến dữ liệu giữa các site khách hàng nối với những bộ định tuyến
này. Bài toán đặt ra là phải có một giao thức định tuyến để truyền thông tin để tất cả các tuyến khách hàng dọc theo mạng nhà cung cấp mà vẫn duy trì được không gian địa chỉ độc lập giữa các khách hàng khác nhau.
Một giải pháp đã được đề xuất trên cơ sở sử dụng giao thức định tuyến riêng cho mỗi khách hàng. Các bộ định tuyến PE có thể được kết nối thông qua các đường hầm điểm – điểm (và giao thức định tuyến cho mỗi khách hàng sẽ hoạt động giữa các bộ định tuyến PE) hoặc là bộ định tuyến P của nhà cung cấp có thể tham gia vào quá trình định tuyến của khách hàng. Giải pháp này mặc dù thực hiện đơn giản nhưng lại không có khả năng mở rộng và phải đối mặt với nhiều vấn đề khi có nhu cầu cung cấp dịch vụ VPN cho số lượng lớn khách hàng. Những khó khăn này liên quan tới việc các bộ định tuyến PE phải chạy một số lượng lớn giao thức định tuyến, còn bộ định tuyến P thì phải lưu thông tin của tất cả các tuyến khách hàng.
Một giải pháp khác dựa trên việc triển khai một giao thức định tuyến để trao đổi thông tin của tất cả các tuyến khách hàng dọc theo mạng nhà cung cấp dịch vụ. Rõ ràng giải pháp này có ưu điểm hơn nhưng bộ định tuyến P vẫn phải tham gia vào định tuyến khách hàng do đó vẫn không giải quyết được vấn đề mở rộng.
Để hiểu rõ hơn vấn đề mở rộng khi triển khai một giao thức định tuyến trên một VPN, ta xem xét ví dụ sau đây:
Giả sử mạng đường trục của nhà cung cấp dịch vụ phải đảm bảo cho hơn 100 khách hàng VPN kết nối tới hai bộ định tuyến biên PE sử dụng giao thức định tuyến OSPF. Bộ định tuyến PE trong mạng đường trục sẽ chạy hơn 100 bản copy tiến trình định tuyến OSPF độc lập nhau, với mỗi bản copy phải gửi các gói tin hello và gói tin làm tươi định kỳ qua mạng. Để chạy nhiều hơn một bản copy OSPF qua cùng một liên kết, ta cần cấu hình subinterface cho một VPN trên liên kết giữa PE và CE, kết quả là sẽ tạo ra một mô hình phức tạp. Ngoài ra, còn phải chạy 100 thuật toán SPE cũng như duy trì cơ sở dữ liệu về các cấu hình riêng rẽ trong những bộ định tuyến P của mạng lõi.
Vì vậy, giải pháp tối ưu hơn là việc truyền thông tin định tuyến khách hàng sẽ do một giao thức định tuyến giữa các bộ định tuyến PE điều hành, còn các bộ định tuyến P không tham gia vào quá trình định tuyến này. Giải pháp này mang lại hiệu quả cao vì nó có khả năng mở rộng do số lượng giao thức định tuyến giữa các bộ định tuyến PE không tăng khi tăng số lượng khách hàng. Đồng thời bộ định tuyến P cũng không mang thông tin về các tuyến của khách hàng.
Khi số lượng khách hàng lớn, giao thức định tuyến được lựa chọn để sử dụng là BGP vì giao thức này có thể hỗ trợ số lượng lớn các tuyến. Cùng với BGP, các giao thức EIGRP và IS – IS cũng có thể mang thông tin định tuyến cho nhiều lớp địa chỉ khác nhau, nhưng IS – IS và EIGRP không có khả năng mở rộng do không mang được một số lượng lớn các tuyến như BGP, BGP được thiết kế để trao đổi thông tin định tuyến giữa các bộ định tuyến không kết nối trực tiếp, và đặc điểm này hỗ trợ việc lưu giữ thông tin định tuyến tại các thiết bị biên mà không cần phải trao đổi với các bộ định tuyến lõi của mạng nhà cung cấp. Giao thức BGP dùng trong MPLS – VPN được gọi là Multiprotocol BGP (MP - BGP).