Sự phỏt triển đa dạng của cỏc ứng dụng dựa trờn cụng nghệ gúi điển hỡnh là giao thức IP đó kộo theo sự bựng nổ lưu lượng và làm thay đổi bản chất lưu lượng truyền tải trờn mạng. Định tuyến IP đó phỏt triển thờm tớnh năng mới, dưới ảnh hưởng của cụng nghệ mới, đú là chuyển mạch nhón đa giao thức (MPLS). MPLS được hướng thành một mảng điều khiển khụng chi đơn thuần sử dụng cho bộ định tuyến mà cũn với cụng nghệ cũ như SDH và thiết bị mới như OXC. Những nỗ lực này đó tạo ra mảng điều khiển chung chuẩn hoỏ, một phần tử thiết yếu trong sự phỏt triển mạng mở và tương hợp. Trước hết, một mảng điều khiển chung sẽ làm đơn giản hoỏ hoạt động khai thỏc và bảo dưỡng, do đú giảm được chi phớ vận hành mạng. Tiếp đến, mảng điểu khiển chung cung cấp một loạt giải phỏp phỏt triển từ mụ hỡnh chồng đến mụ hỡnh đồng cấp. Một số sửa đổi và thờm tớnh năng vào giao thức định tuyến và bỏo hiệu MPLS để thớch ứng với mạng chuyển mạch quang đó được thực hiện bởi IETF. GMPLS là tờn gọi mới của giao thức MPLS đó được mở rộng thành mảng điều khiển chung cho mạng truyền tải thế hệ sau.
Hỡnh 3.2 Mụ hỡnh kiến trỳc giao thức MPLS/GMPLS
Chuyển mạch nhón đa giao thức (MPLS ) là một cụng nghệ mới xuất hiện nhưng đó chiếm được lũng tin của người sử dụng, nhớ sự tớch hợp mụ hỡnh phỏt chuyển trao đổi nhón với định tuyến lớp mạng. Những nỗ lực ban đầu của MPLS tập trung vào IPv4 để hỗ trợ cỏc giao thức định tuyến IP tỡm đường kết nối trong mạng. Tuy nhiờn, MPLS cũng cung cấp khả năng thiết kế lưu lượng: chuyển luồng lưu lượng từ cỏc tuyển ngắn nhất được xỏc định theo thuật toỏn của giao thức định tuyến đến tuyến cú tiểm ẩn nghẽn thấp nhất qua mạng.
Nguyờn lý hoạt động chủ yếu trong cụng nghệ MPLS là thực hiện gắn nhón cho cỏc loại gúi tin cần chuyển đi tại cỏc bộ định tuyến nhón biờn LER, sau đú cỏc gúi tin này sẽ được trung chuyển qua cỏc bộ định tuyến chuyển mạch nhó LSR. Cỏc đường chuyển mạch nhón LSP được thiết lập bởi người điều quản lý mạng trờn cơ sơ đảm bảo một số yờu cầu kỹ thuật nhất định như là mức độ chiếm dụng đường thụng, khả năng tắc nghẽn, chức năng kiến tạo đường hầm…. Như vậy, sự hoạt động chuyển mạch cỏc LSP cho phộp MPLS cú khả năng tạo ra cỏc kết nối đầu cuối tới đầu cuối như đối với cụng nghệ ATM hoặc Frame Relay và cho phộp truyền lưu lượng qua cỏc tiện ớch truyền tải khỏc nhau mà khụng cần bổ sung thờm cỏc giao thức truyền tải hoặc là cơ cấu điều khiển ở phõn lớp 2. Những chức năng chủ yếu của cụng nghệ MPLS đó được mụ tả và định nghĩa trong cỏc tài liệu của tổ chức IETF (RFC 3031, 3032). Phương phỏp chuyển mạch nhón ứng dụng trong cụng nghệ MPLS cho phộp cỏc bộ định tuyến thực hiện định tuyến gúi tin nhanh hơn do tớnh đơn giản của việc xử lý thụng tin định tuyến chứa trong nhón. Một chức năng quan trọng nữa được thực hiện trong MPLS đú là thực hiện cỏc kỹ thuật lưu lượng, cỏc kỹ thuật cho phộp thiết lập cỏc thụng số cho cỏc đường thụng để cú thể truyền tải lưu lượng
với cỏc cấp dịch vụ và chất lượng dịch vụ (RFC 2702). Một chức năng quan trọng nữa được cung cấp trong MPLS đú là khả năng kiến tạo cỏc kết nối đường hầm để cung cấp dịch vụ mạng riờng ảo VPN. Mạng thực hiện trờn cơ sở cụng nghệ MPLS cho phộp giảm độ phức tạp điều khiển và quản lý mạng do việc truyền lưu lượng xuất phỏt từ nhiều loại hỡnh giao thức khỏc nhau. Cụng nghệ MPLS hiện tại đang được phỏt triển theo hai hướng MPλS ( multi Protocol lamda Switching) và GMPLS ( Generalized Multiprotocol Label Switching). MPλS tập trung vào xõy dựng ứng dụng truyền tải IP qua mạng quang, cụ thể là tỡm cỏc giải phỏp truyền tải lưu lượng IP vào cỏc bước súng quang. Trong khi đú, GMPLS tập trung vào việc xõy dựng nền tảng điều khiển cho mạng MPLS nhằm thớch hợp chức năng quản lý của cỏc phương thức truyền tải khỏc nhau như IP, SDH, Ethernet… trờn một nền tảng quản lý thống nhất.
Mặc dự về cơ bản cú thể hài lũng về MPLS nhưng cỏc đặc tớnh tiờn tiến như VPN và thiết kế lưu lượng hiện vẫn đang cũn nhiều tranh luận. Việc thực thi cỏc đặc tớnh này là hoàn toàn đỳng đắn tuy nhiờn rất cú thể khụng liờn kết hoạt động với cụng nghệ khỏc.
GMPLS chủ yếu tập trung vào mảng điều khiển để thực hiện quản lý kết nối cho mảng số liệu ( lưu lượng số liệu thực tế ) cho cả giao diện chuyển mạch kờnh và chuyển mạch gúi. Mảng điều khiển này đảm nhiệm 4 chức năng cơ bản sau:
Điều khiển định tuyến: cung cấp chức năng định tuyến, thiết kế lưu lượng và xỏc định cấu trỳc.
Phõn bổ tài nguyờn: cung cấp cơ chế lưu lại tài nguyờn khả dụng của hệ thống như băng tần, dung lượng ghộp kờnh và cổng lưu lượng.
Quản lý kết nối: cung cấp dịch vụ đầu cuối đến đầu cuối cho dịch vụ khỏc. Khụi phục kết nối: cung cấp mức độ bảo vệ phụ cho mạng.