MPLS là sự tích hợp các công nghệ lớp 2 và lớp 3. Bằng việc tạo ra các đặc tính lớp 2 truyền thống có hiệu lực với lớp 3, MPLS cho phép điều khiển lưu lượng linh hoạt hơn. Nhờ đó có thể cung cấp trong một lớp mạng thống nhất với những đặc tính mà chỉ có được bằng cách lai ghép mạng lớp 3 với mạng lớp 3.
Điều khiển lưu lượng MPLS được xây dựng trên các cơ chế:
Các đường hầm chuyển mạch nhãn được báo hiệu thông qua RSVP mở rộng cho điều khiển lưu lượng.
Giao thức liên kết trong phạm vi liên miền IGP như IS-IS, OSPF với những mở rộng cho việc gửi thông tin tài nguyên và việc định tuyến lưu lượng tự động vào các đường hầm LSP khi tích hợp.
Gửi chuyển tiếp chuyển mạch nhãn, cung cấp các bộ định tuyến với các khả năng giống lớp 2 cho phép gửi thẳng lưu lượng qua nhiều bước nhảy như gửi thẳng bằng thuật toán định tuyến theo tài nguyên, trong đó tuyến đường cho luồng lưu lượng là ngắn nhất đồng thời thỏa mãn những yêu cầu về tài nguyên có sẵn trong mạng. Trong đó, mỗi luồng có những yêu cầu về băng thông, về phương tiện truyền thông và mức ưu tiên đối với các luồng khác.
Điều khiển lưu lượng MPLS phục hồi các lỗi về nút mạng và các liên kết, điều này làm thay đổi cấu hình mạng xương sống bằng việc sửa lại cho phù hợp một tập hợp các điều kiện mới. Đồng thời tự động thiết lập và duy trì đường hầm qua mạng xương sống sử dụng RSVP. Đường dẫn sử dụng bằng việc xây dựng một
đường ngầm tại bất cứ thời điểm nào được quyết định dựa trên những yêu cầu về tài nguyên đường hầm và tài nguyên mạng như băng thông.
Điều khiển lưu lượng (TE) hoặc khả năng lái lưu lượng qua mạng đã được thực hiện một phần trước đó nhưng chỉ tồn tại chính trong mạng ATM hoặc Frame Relay. Vai trò của TE là truyền lưu lượng từ điểm cuối này tới điểm cuối kia trong mạng theo hướng tối ưu nhất. Trong các mạng này, các mạch ảo được thiết lập để truyền lưu lượng từ một điểm cuối này tới điểm cuối khác qua các chuyển mạch ATM hay Frame Relay. Lưu lượng được lập kế hoạch cụ thể và được ánh xạ tới các mạch ảo này. Đây được gọi là mô hình chồng lấn. Ngày nay, giao thức mạng chính là IP. Mặc dù các mạng IP trước đó được thực hiện với một cấu trúc Frame Relay hoặc ATM, ngày càng có nhiều mạng sử dụng giải pháp toàn IP hoặc chạy IP qua mạng MPLS. Do đó, giải pháp TE được yêu cầu thực hiện trong các mạng IP. Mặc dù TE có thể không thực hiện trong một mạng toàn IP nhưng nó có thể thực hiện trong mạng. IP/MPLS với giải pháp điều khiển lưu lượng MPLS.
Việc độ phức tạp của mạng gia tăng là vấn đề tại thời điểm hiện tại, tốc độ của các liên kết phải được tích hợp cho phép có nhiều băng tần trên các liên kết. MPLS TE là một giải pháp cho vấn đề này theo cách:
- MPLS TE cung cấp việc phân bổ lưu lượng có hiệu quả qua mạng, tránh trường hợp các liên kết bị quá tải.
- MPLS TE tính toán băng tần được cầu hình của 1 liên kết.
- MPLS TE tính toán các thuộc tính của các kết nối như khoảng cách, độ trễ, jiter.
- MPLS TE tự động thích ứng với sự thay đổi của băng tần và các thuộc tính của kết nối.
- Định tuyến theo nguồn được áp dụng trong điều khiển lưu lượng tương phản với định tuyến dựa trên địa chỉ đích trong IP.
MPLS TE cho phép lược đồ lưu lượng trên bộ định tuyến đầu tiên của đường chuyển mạch nhãn (LSP) có thể tính toán tuyến đường hiệu quả nhất qua mạng. Bộ định tuyến đầu tiên có thể thực hiện điều này nếu nó có cấu hình của mạng. Hơn
nữa, bộ định tuyến đầu tiên yêu cầu được biết về băng tần còn lại trên tất cả các liên kết của mạng. Cuối cùng, chúng ta phải cho phép MPLS trên các bộ định tuyến có thể thiết lập đường chuyển mạch nhãn end-to-end. Chuyển mạch nhãn được sử dụng mà không phải là chuyển mạch IP cho phép định tuyến dựa trên nguồn thay vì dựa trên IP đích.
MPLS truyền dữ liệu trong mặt phẳng dữ liệu bởi việc so sánh nhãn đầu vào trong bảng cơ sở dữ liệu nhãn (LFIB) và hoán đổi nó với nhãn đầu ra. Do vậy, bộ định tuyến chuyển mạch nhãn của một LSP có thể quyết định định tuyến các gói tin được gán nhãn sau khi tất cả các LSR đồng ý các nhãn được sử dụng cho LSP này. Chúng ta có thể triển khai MPLS TE trong bất cứ mạng nào có các LSR. Tuy nhiên, bởi vì băng tần và các thuộc tính khác của liên kết có thể biết được bởi LSR đầu cuối của các LSP. Giao thức định tuyến được sử dụng giữa các điểm cuối MPLS TE (các LSR đầu cuối) là một giao thức định tuyến trạng thái liên kết. Với một giao thức trạng thái liên kết, mỗi bộ định tuyến xây dựng một trạng thái các đường kết nối của chính nó. Điều này có nghĩa là tất cả các bộ định tuyến trong vùng có tất cả thông tin về cấu trúc của vùng đó. LSR đầu cuối có thể thực hiện điều khiển lưu lượng qua các LSP. Các LSP này được gọi là đường hầm MPLS TE, tuy nhiên nó không giống các đường hầm GRE. Một đường hầm TE theo một hướng duy nhất bởi vì các LSP là duy nhất và nó được cấu hình chỉ trên các LSR đầu cuối mà không phải các LSR khác của LSP. Hơn nữa, đường hầm TE phải thực hiện báo hiệu trong khi đường hầm GRE không làm điều này.
Nếu điều khiển lưu lượng thực hiện trong một mạng, chúng ta có thể sử dụng nó theo hai cách. Đầu tiên, chúng ta có thể tạo ra đường hầm MPLS TE giữa các cặp LSR biên trong mạng MPLS. Do vậy, chúng ta có thể lái tất cả các lưu lượng trong mạng tránh tắc nghẽn trong nó và cho phép tất các các thuộc tính của lưu lượng như băng tần, độ trễ, jiter được yêu cầu. Một ví dụ đặc sắc là MPLS VPN, chúng ta có thể tạo ra một đường hầm điều khiển lưu lượng từ mỗi bộ định tuyến PE tới mỗi bộ định tuyến PE khác. Thứ hai, chúng ta có thể cho phép MPLS TE tại bất cứ đầu trong mạng nhưng không cần các đường hầm TE. Chúng ta có thể tạo ra
các đường hầm TE theo yêu cầu. Điểm quan trọng trong việc lái lưu lượng với các LSP TE qua mạng là việc ánh xạ lưu lượng tới chúng như thế nào. Điều này sẽ phân tích chi tiết trong phần “Truyền lưu lượng trên các đường hầm MPLS TE”. Khi không có lưu lượng vào các đường hầm TE, các đường hầm này không được dùng đến.