Multi-Protocol Label Switching (MPLS) được phát triển từ các giải pháp chuyển mạch IP nhanh (Fast IP) đã được đưa ra từ giữa những năm 1990. Trong bộ định tuyến mạng truyền thống, khi một bộ định tuyến nhận một gói nó tạo ra một quyết định chuyển tiếp độc lập tiếp theo cho gói đó. Mỗi một bộ định tuyến sẽ phân tích mào đầu của gói và thực hiện việc tra cứu bảng định tuyến đã được xắp xếp một cách tốt nhất để tìm ra một quyết định độc lập cho bước truyền kế tiếp mà gói nên đi.
MPLS mang lại những lợi ích rất khả quan cho các gói dữ liệu được định tuyến qua mạng:
Simplified Forwarding: Chuyển mạch nhãn cho phép gói tin được chuyển đi dựa trên một sự xắp xếp chính xác của một nhãn ngắn có độ dài cố định, đúng hơn là một thuật toán phù hợp được ứng dụng cho một địa chỉ dài hơn mà thường được sử dụng trong định tuyến gói dữ liệu thông thường.
Efficient Routing: MPLS cho phép định tuyến rõ ràng được thực hiện vào thời điểm mà đường chuyển mạch nhãn được thiết lập, và không chỉ với mỗi gói. Ngược lại với việc định tuyến gói dữ liệu, định tuyến rõ ràng được thực hiện trong mỗi gói và điều này gây ra một mào đầu lớn.
Traffic Engineering: Cho phép tải trọng trên các kết nối và các bộ định tuyến được cân bằng về thông lượng mạng. Đây là một khái niệm quan trọng trong các mạng, bởi vì các đường dẫn được chọn để thay thế là sẵn có. Kỹ thuật lượng có thể được đạt được đến mức điều chỉnh được từng metric kết hợp với các kết nối mạng ở trong định tuyến gói dữ liệu. Tuy nhiên, ở trong một mạng với một số lớn các đường dẫn khác nhau ở giữa 2 điểm bất kỳ, thì việc cân bằng các mức lưu lượng trên tất cả các kết nối là quá khó để đạt được một cách đồng nhất bằng cách điều chỉnh từng metric để sử dụng với định tuyến gói dữ liệu hop - by - hop.
Mapping IP packet to Forwarding Equivalence Classes: MPLS cho phép ánh xạ của các gói tin IP đến những FEC chỉ xảy ra một lần ở lối vào miền MPLS. Trong trường hợp định tuyến gói dữ liệu, gói tin IP có thể được ánh xạ tới một mức dịch vụ để có thể yêu cầu gói được lọc dựa trên các địa chỉ nguồn, địa chỉ đích và giao diện đến. Ngoài ra, một vài thông tin như là giao diện đến thì chỉ có sẵn ở node vào của mạng. Điều này ngụ ý rằng, cách thích hợp hơn để cung cấp QoS là ánh xạ các gói ở đầu vào tới mức QoS thích hợp.
Simple Forwarding Paradigm: MPLS đưa ra một mô hình chuyển tiếp đơn giản mà cho phép cung cấp nhiều kiểu dịch vụ ở trong cùng một mạng, bất chấp các giao thức điều khiển đã sử dụng tính toán để đưa ra bảng chuyển tiếp. MPLS có thể bị phá huỷ trong phạm vi chuyển mạch mà không có khả năng phân tích tiêu đề lớp mạng, nhưng lại có thể đưa ra một sự tìm kiếm nhãn và sự thay thế. Trong mỗi nhãn có chiều dài ngắn cố định, việc tìm kiếm và mã hoá nhãn vào gói dữ liệu có thể được thực hiện hiệu quả trong phần cứng.
Trong bộ định tuyến lớp mạng truyền thống, khi một bộ định tuyến nhận một gói, nó thực hiện một quyết định chuyển tiếp độc lập cho gói đó. Mỗi bộ định tuyến sẽ phân tích tiêu đề của các gói và thực hiện sự tra cứu trong bảng định tuyến để đưa ra một quyết định độc lập như là việc bước truyền kế tiếp nào thì nên sử dụng cho gói đó.
Trong MPLS, các gói được chỉ định tới một lớp chuyển tiếp tương đương FEC ở bộ định tuyến đầu vào mà được đặt ở biên của miền MPLS. FEC mà gói được gắn vào có thể phụ thuộc vào số lượng thuộc tính bao gồm tiền tố địa chỉ trong tiêu đề gói, hoặc cổng mà gói đến. Tuy nhiên, việc gắn một gói tới một FEC là chỉ làm một lần, khi gói đi vào miền MPLS. FEC mà gói được gắn vào là được mã hoá như là một nhãn, và nó được gửi đi theo cùng với gói khi mà nó được chuyển tiếp đến bước truyền kế tiếp cùng với tất cả các gói trong phạm vi luồng đó. Mỗi luồng trong phạm vi miền MPLS được định nghĩa như là một dòng chảy của các gói thuộc về một ứng dụng nhất định. Ngay lúc các bộ định tuyến nhận được gói này, nó sẽ không kiểm tra tiêu đề lớp mạng. Nhãn này được sử dụng như một chỉ số ở trong bảng được lưu trong bộ định tuyến chỉ rõ bước truyền kế tiếp và một nhãn mới mà thay thế nhãn cũ đến, như được minh hoạ như trên hình 3.11.
Kỹ thuật lưu lượng là quá trình kiểm soát luồng lưu lượng qua mạng như thế nào để tối ưu sử dụng tài nguyên mạng và tính thực thi của mạng.
Đồ án tốt nghiệp Chương 3 Kĩ thuật lưu lượng Rút lớp 3 thông báo Chuyển tiếp gói Rút lớp 3 thông báo Gắn gói tới FEC Chuyển tiếp gói Chuyển tiếp sử dụng nhãn Những LSR lõi Chuyển tiếp IP Gói Đầu vào LER đầu vào Gói Chuyển tiếp MPLS Rút lớp 3 thông báo Chuyển tiếp gói Rút lớp 3 thông báo Chuyển tiếp gói Chuyển tiếp sử dụng nhãn Hình 3.11 So sánh giữa chuyển tiếp MPLS và chuyển tiếp IP