MPLS là thuật ngữ viết tắt cho Multi-Protocol Label Switching (chuyển mạch nhãn đa giao thức). Nguyên tắc cơ bản của MPLS là thay đổi các thiết bị lớp 2 trong mạng như các thiết bị chuyển mạch ATM thành các LSR (label-switching router-Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn). LSR có thể được xem như một sự kết hợp giữa hệ thống chuyển mạch ATM với các bộ định tuyến truyền thống.
Trên đường truyền dữ liệu, LSR đầu được gọi là Ingress LSR; LSR cuối cùng được gọi là Egress LSR; còn lại các LSR trung gian gọi là các Core LSR. Trong một mạng MPLS mỗi gói dữ liệu sẽ chứa một nhãn (label) dài 20 bit nằm trong tiêu đề MPLS (MPLS header) dài 32 bit. Đầu tiên, một nhãn sẽ được gán tại Ingress LSR để sau
đó sẽ được chuyển tiếp qua mạng theo thông tin của bảng định tuyến. Khối chức năng điều khiển của mạng sẽ tạo ra và duy trì các bảng định tuyến này và đồng thời cũng có sự trao đổi về thông tin định tuyến với các nút (node) mạng khác.
Việc chia tách riêng hai khối chức năng độc lập nhau là: chuyển tiếp và điều khiển là một trong các thuộc tính quan trọng của MPLS. Khối chức năng điều khiển sử dụng một giao thức định tuyến truyền thống (ví dụ: OSPF) để tạo ra và duy trì một bảng chuyến tiếp. Khi gói dữ liệu đến một LSR, chức năng chuyển tiếp sẽ sử dụng thông tin ghi trong tiêu đề để tìm kiếm bảng chuyển tiếp phù hợp và LSR đó sẽ gán một nhãn vào gói tin và chuyển nó đi theo tuyến LSP (label-switched path: tuyến chuyển mạch nhãn). Tất cả các gói có nhãn giống nhau sẽ đi theo cùng tuyến LSP từ điểm đầu đến điểm cuối. Đây là điểm khác với các giao thức định tuyến truyền thống (có thể có nhiều tuyến đường nối giữa hai điểm).
Hình 2.7: Kết nối dùng chuyển mạch nhãn MPLS
- LDP (Giao thức phân phối nhãn); OSPF (giao thức định tuyến truyền thống). Các Core LSR sẽ bỏ qua phần tiêu đề lớp mạng của gói, khối chức năng chuyển tiếp của những LSR này sử dụng số cổng vào (input port number) và nhãn để thực hiện
việc tìm kiếm bảng chuyển tiếp phù hợp rồi sau đó thay thế nhãn mới và chuyển ra ngoài vào tuyến LSP.
Như vậy, Công nghệ MPLS là một dạng phiên bản của công nghệ IPoA (IP over ATM) truyền thống, nên MPLS có cả ưu điểm của ATM (tốc độ cao, QoS và điều khiển luồng) và của IP (độ mềm dẻo và khả năng mở rộng). Giải quyết được nhiều vấn đề của mạng hiện tại và hỗ trợ được nhiều chức năng mới, MPLS được cho là công nghệ mạng trục IP lý tưởng.