MPLS là cơ chế truyền tải dữ liệu dạng chuyển gúi (packet-switched). Trong mụ hỡnh OSI, MPLS cú thể xem như nằm giữa lớp 2 và lớp 3 …Vỡ vậy MPLS cú thể được xem như là giao thức thuộc lớp 2.5. MPLS được thiết kế để thống nhất cỏc loại dịch vụ chuyển tải dữ liệu cho cả mạng chuyển gúi và chuyển mạch, hỗ trợ cả IP, ATM, SONET, Ethernet…Do đú sử dụng MPLS sẽ tiết kiệm được chi phớ rất nhiều .
MPLS hoạt động dựa vào một header được chốn giữa 2 header của lớp 2 và lớp 3 trong mụ hỡnh OSI gọi là label stack. Một layer stack gồm cỏc thành phần sau :
• 20 bit xỏc định nhón (label)
• 3 bit xỏc định ưu tiờn chất lượng dich vụ (QoS)
• 1 bit bottom xỏc định header này cú phải là header cuối (trước header IP) hay chưa, trong trường hợp sử dụng nhiều stack khi truyền qua nhiều mạng.
• 8 bit xỏc định thời gian sống của gúi tin MPLS ( TTL)
Nhón xỏc định gúi tin thuộc loại ứng dụng nào, từ đú xỏc định mức độ ưu tiờn của gúi khi được truyền qua mạng .
Để xõy dựng một mạng MPLS, cỏc thiết bị cơ bản nhất cần sử dụng là LER ( Label Edge Router ) và LSR (Label Switch Router )
Ở đầu vào, Label Edge Router sẽ kiểm tra gúi tin được đưa tới và quyết định cú đỏnh nhón gúi tin hat khụng. Việc đỏnh nhón sẽ dựa vào một cơ sở dữ liệu đặc biệt được lưu trong LER. Sau đú, một header MPLS sẽ được chốn vào. Gúi dữ liệu được chuyển đi.
Hỡnh 20: LER gắn nhón cho gúi
Gúi dữ liệu truyền đi sẽ lần lượt đi qua cỏc LSR,cỏc LSR sẽ khụng thờm vào hay bớt đi nhón nào, nú chỉ thay đổi cỏc nhón và chuyển gúi tin đến LSR tiếp theo, cỏc LSR xỏc định việc đổi nhón hay LSR tiếp theo dựa vào một bản dữ liệu trong router. Nếu dữ liệu khụng chứa nhón nào, nú sẽ hoạt động như một router bỡnh thường
Hỡnh 21: Hoạt động của LSR
Do vậy, cỏc đường dẫn sẽ được thiết lập giữa cỏc LER và LSR. Những đường dẫn này được gọi là Label switch paths (LSPs). Cỏc đường dẫn này cú cỏc đặc tớnh khỏc nhau mà dựa vào đú, ta cú thể xỏc định được mức tải cao nhất trong mạng, xỏc suất cỏc gúi tin bị hỏng…
Hỡnh 22: Mụ hỡnh thể hiện LSPs
Ở đầu ra, LER sẽ tỏch header MPLS ra và gúi dữ liệu sẽ được truyền đi một cỏch bỡnh thường .
• Ngoài ra MPLS cho phộp xỏc định chế độ ưu tiờn cho dữ liệu, thuật ngữ mạng là FEC (Forward Equivalence Class ). Thực chất, việc xỏc định mức độ ưu tiờn cho dữ liệu là rất quan trọng. Do cú những dữ liệu quan trọng cần
chất lượng mạng cao hơn. MPLS cho phộp chọn mức độ ưu tiờn để cung cấp chất lượng mạng hợp lý cho cỏc loại dữ liệu này .
• Việc xỏc định mức độ ưu tiờn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giao thức truyền, cổng dịch vụ
• Sau đú, dựa vào mức độ FEC của gúi thụng tin đó được đỏnh nhón mà cỏc loại đường truyền khỏc nhau cú thể được thực hiện.
MPLS trong vai trũ cụng nghệ đường trục phải được cung cấp dịch vụ thớch hợp cho lưu lượng mạng bao gồm bảo vệ lưu lượng mang trờn LSP. Chuyển mạch bảo vệ MPLS liờn quan đến khả năng lớp MPLS khụi phục nhanh chúng và hoàn toàn lưu lượng trước những thay đổi trạng thỏi của lớp MPLS. Thời gian bảo vệ lớp MPLS phải so sỏnh được với thời gian bảo vệ của lớp SDH.
Cần phải tỏi định tuyến lớp MPLS do:
• Tỏi định tuyến trong lớp IP là rất chậm, nú được tớnh theo giõy.
• Trong một số phần mạng lớp SDH và quang thường bị giới hạn trong topo ring và khụng gồm bảo vệ mesh.Cơ chế bảo vệ của lớp mạng quang và SDH cú thể khụng đủ hiệu quả để bảo vệ cho hoạt động lớp cao hơn. Điều này cú nghĩa là khi cung cấp chức năng bảo vệ tuyến thỡ chỳng khụng dễ cung cấp bảo vệ luồng MPLS.
• MPLS cung cấp đặc tớnh hạt băng tần nhỏ cho bảo vệ và cho phộp thực hiện sự phõn biệt giữa cỏc kiểu lưu lượng được bảo vệ.
• Chuyển mạch bảo vệ cần được thiết kế sao cho cung cấp độ mềm dẻo cho nhà khai thỏc mạng để họ cú những giải phỏp khỏc khi quyết định kiểu bảo vệ gỡ cho LSP MPLS.
Cỏc khả năng cơ bản của MPLS được liệt kờ sau đõy:
• Hỗ trợ liờn kết điểm-điểm và multicast.
• Phõn cấp định tuyến, hợp nhất VC và tăng cường khả năng mở rộng.
• Định tuyến hiện.
• Hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng và giao thức lớp liờn kết đồng thời.
• Cung cấp khả năng điều khiển lưu lượng và QoS.
• Hỗ trợ truy nhập mỏy chủ và VPN.
• Khả năng tớch hợp cỏc chức năng định tuyến, đỏnh địa chỉ, điều khiển v.v... trong MPLS trỏnh được sự phức tạp trong NHRP, MPoA, IPoA
• Khả năng mở rộng đơn giản.
• Tăng chất lượng mạng, cú thể triển khai cỏc chức năng định tuyến mà cỏc cụng nghệ trước khụng thể thực hiện được như định tuyến hiện (explicit routing), điều khiển lặp v.v..
• Tớch hợp giữa IP và ATM cho phộp tận dụng toàn bộ cỏc thiết bị hiện tại trờn mạng.
• Tỏch biệt đơn vị điều khiển với đơn vị chuyển mạch cho phộp MPLS hỗ trợ đồng thời MPLS và B-ISDN. Việc bổ sung cỏc chức năng mới sau khi triển khai mạng MPLS chỉ cần thay đổi phần mềm điều khiển.
Cỏc nhược điểm của MPLS:
• Hỗ trợ đồng thời nhiều giao thức sẽ gặp phải những vấn đề phỳc tạp trong kết nối.
• Khú hỗ trợ QoS xuyờn suốt.
• Hợp nhất VC cần phải được nghiờn cứu sõu hơn để giải quyết vấn đề chốn gúi tin khi trung nhón (interleave).