Tweet
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THANH LỊCH
Định tuyến IP có một số giới hạn. Với sự phát triển ồ ạt của Internet và trong hầu hết các môi trường đều chọn IP là giao thức lớp 3 thì những nhược điểm của IP ngày càng bộc lộ.
Vấn đề thông minh: các router trong mạng core đã phải chịu tải nặng, lại phải có tính thông minh (khả năng định tuyến) vì vậy không thể đảm nhận nhiệm vụ chuyển mạch một cách tối ưu.
Mỗi router duy trì một bảng định tuyến học được thông qua các giao thức định tuyến hoặc định tuyến tĩnh. Bảng định tuyến này có thể có kích thước cực kì lớn, trong Internet nó có thể có đến 50 ngàn entry. Đối với mỗi gói tin đi vào router, địa chỉ IP đích sẽ được kiểm tra, dựa vào thông tin trong bảng định tuyến sẽ xác định hop kế tiếp và interface ngõ ra để chuyển tiếp gói tin. Quyết định chuyển tiếp được thực hiện độc lập trên mỗi router trong mạng. Ngoài ra, việc sử dụng subnet mask yêu cầu địa chỉ IP đích trong mào đầu của gói tin đi vào phải thích hợp với mask trong bảng định tuyến, nghĩa là dựa trên quy tắc “longest match” để xem thử entry nào có mask với số bit đúng nhất với địa chỉ gói tin sẽ được dùng làm thông tin chuyển tiếp. Do đó, chuyển tiếp IP có thể được xem là tiến trình ánh xạ mỗi địa chỉ IP đích đến hop kế tiếp. Vì mỗi router có số lượng next-hop giới hạn, nên chuyển tiếp IP có thể được có thể được xem là quá trình ánh xạ tập hợp các gói tin vào số next hop giới hạn, nên chuyển tiếp IP có thể được xem là quá trình ánh xạ tập hợp các gói tin vào số next-hop giới hạn đó hoặc tương đương với số lượng subnet không có sự phân biệt nhau và được chuyển tiếp theo cùng một phương thức xác định, chúng đi qua cùng một đường dẫn đến mạng. Một nhóm gói tin như vậy được gọi là lớp chuyển tiếp tương đương FEC (Forwarding Equivalence Class). Khi gói tin di chuyển đến đích cuối cùng, mỗi router dọc đường đi sẽ kiểm tra địa chỉ đích của gói tin và đăng kí nó đến FEC. Ta có thể thấy rõ ràng chuyển tiếp IP yêu cầu hoạt động tìm kiếm địa chỉ IP phức tạp ở mỗi router dọc đường đi của gói tin. Bất cứ sự thay đổi nào về thông tin điều khiển việc chuyển tiếp của gói tin sẽ được thông báo cho tất cả các thiết bị trong miền định tuyến. Dẫn đến xử lý cho xong một gói tin làm tốn thời gian cho những việc sau: thời gian tìm kiếm, thời gian cập nhật và tốn bộ nhớ xử lý, tốn CPU.
Tất cả tiến trình định tuyến và chuyển tiếp nói trên đây diễn ra ở lớp network. Các router có kết nối trực tiếp với nhau theo mô hình điểm – điểm hoặc là có thể kết nối với nhau bằng các switch mạng LAN hay mạng WAN (ví dụ như mạng Frame Relay, ATM). Nhưng không may, các switch lớp 2 này không có khả năng nắm giữ thông tin định tuyến lớp 3 hoặc để chọn đường đi cho gói tin bằng cách phân tích địa chỉ đích lớp 3 của gói tin. Do đó, các switch lớp 2 không tham gia vào quá trình chuyển tiếp gói tin. Các đường đi ở LAN lớp 2 được thiết lập khá đơn giản – tất cả LAN switch đều trong suốt với các thiết bị kết nối với chúng. Nhưng việc thiết lập đường đi trong mạng WAN lớp 2 lại phức tạp hơn nhiều. Đường đi của gói tin trong mạng WAN lớp 2 được thiết lập thủ công và chỉ được thiết lập khi có yêu cầu. Thiết bị định tuyến ở biên mạng lớp 2 (ingress router) muốn chuyển dữ liệu đến thiết bị ngõ ra (egress router) cần thiết lập hoặc là kết nối trực tiếp đến egress router (kết nối này được gọi là các kênh ảo) hoặc là gửi dữ liệu của nó đến một thiết bị khác để truyền dẫn đến đích. Để đảm bảo chuyển tiếp gói tin tối ưu trong mạng WAN lớp 2, các kênh ảo phải tồn tại giữa hai router bất kì kết nối vào mạng WAN đó. Điều này có vẻ đơn giản để xây dựng nó nhưng lại gặp một vấn đề khác là khả năng mở rộng bị hạn chế.
Các vấn đề mà ta có thể gặp phải là:
Nhưng cơ chế thực hiện của lớp 2 và lớp 3 có nhiều điểm phù hợp với nhau như: IP có cơ chế QoS dựa vào ToS, ATM cũng có QoS nhưng không có cách nào để các thiết bị lớp 2 hiểu được các giao thức lớp 3.
Một điều nữa là tại IP hỗ trợ chất lượng dịch vụ và kỹ thuật lưu lượng chưa tốt. Lý do là định tuyến hiện tại chỉ dựa vào địa chỉ đích. Trong khi để thực hiện chất lượng dịch vụ và kỹ thuật lưu lượng cần phải dựa vào địa chỉ đích, băng thông, độ trễ…
1.2 Khái niệm cơ bản về MPLS
Bên cạnh những ưu điểm của công nghệ IP và công nghệ ATM còn có những nhược điểm của nó. Chính vì vậy công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được đề xuất để tải các gói tin trên các kênh ảo và khắc phục được các vấn đề mà mạng ngày nay đang phải đối mặt, đó là tốc độ , khả năng mở rộng cấp độ mạng, quản lý chất lượng, quản lý băng thông dựa trên đường trục và có thể hoạt động với các mạng Frame relay và chế độ truyền tải không đồng bộ (ATM) hiện nay để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ của người sử dụng mạng. Công nghệ MPLS kết hợp những ưu điểm của IP (độ mềm dẻo, khả năng mở rộng) và của ATM (tốc độ cao, QoS, điều khiển luồng).
1.2.2 Định Nghĩa
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS – Multi Protocol Label Switching) là một công nghệ lai kết hợp những đặc điểm tốt nhất giữa định tuyến lớp 3 (layer 3 routing) và chuyển mạch lớp 2 (layer 2 switching) cho phép chuyển tải các gói tin rất nhanh trong mạng lõi (core) và định tuyến tốt ở các mạng biên (edge) bằng cách gán nhãn có chiều dài cố định và ngắn vào gói tin.
Hình 1.1: Khái niệm về MPLS1.2.2 Miền MPLS (mpls domain)
Là một “tập kế tiếp các nút hoạt động định tuyến và chuyển tiếp MPLS”. Miền MPLS có thể chia thành Lõi MPLS (MPLS Core) và Biên MPLS (MPLS Edge).
Khi một gói tin IP đi qua miền MPLS, nó đi theo một tuyến được xác định phụ thuộc vào FEC mà nó được ấn định khi đi vào miền. Tuyến này gọi là Đường chuyển mạch nhãn LSP. LSP chỉ một chiều, tức là cần hai LSP cho một truyền thông song công.
Các nút có khả năng chạy giao thức MPLS và chuyển tiếp các gói tin gốc IP được gọi là bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR.
1.2.3 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC-Forwarding Equivalence Class)
Là một nhóm các gói IP:
Trong định tuyến truyền thống, một gói được gán tới một FEC tại mỗi hop. Còn trong MPLS chỉ gán một lần tại LSR ngõ vào. Trong MPLS các gói tin đến với các prefix khác nhau có thể gộp chung một FEC, bởi vì quá trình chuyển tiếp gói trong miền MPLS chỉ căn cứ vào LSR ngõ vào để gán tới FEC cho việc xác định LSP, còn các LSR còn lại dựa vào nhãn để chuyển gói. Với định tuyến IP, gói được chuyển dựa vào IP nên tại mỗi hop gói đều được gán tới một FEC để xác định đường dẫn.
Hình 1.3: Lớp chuyển tiếp tương đương FEC
1.2.4 Nhãn(Label)
Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn và cố định không có cấu trúc bên trong. Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ lớp mạng. nhãn được gắn vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC (forwarding Equivalence Classes: nhóm chuyển tiếp tương đương ) mà gói tin đó được ấn định .
Thường thì một gói được ấn định một FEC (hoàn toàn hoặc một phần ) dựa trên địa chỉ đích lớp mạng của nó. tuy nhiên nhãn không phải là mã hoá địa chỉ đó .nhãn trong mạng đơn giản nhất xác định đường đi mà góí có thể truyền qua, nhãn được mang hay được đóng gói trong tiêu đề lớp 2 cùng với gói tin. bộ định tuyến kiểm tra gói thông qua nội dung nhãn để xác định các bước chuyển tiếp kế tiếp. Khi gói tin được gán nhãn, các chặng đường còn lại của gói tin thông qua mạng đường trục dựa trên chuyển mạch nhãn. Giá trị của nhãn có ý nghĩa cục bộ nghĩa là chúng chỉ liên quan tới các bước chuyển tiếp giữa các LSR.
Dạng của nhãn phụ thuộc vào phuơng thức truyền tin mà gói tin được đóng gói. Đối với dạng Frame Relay sử dụng giá trị nhận dạng để kết nối các liên kết dữ liệu – DLCI (data link connection identifier), ATM sử dụng trường nhận dạng đường ảo trong tế bào đường nhận dạng kênh ảo trong tế bào (virtual path identifier/virtual circuit identifier – VPI/VCI).sau đó gói được chuyển tiếp dựa trên giá trị của chúng .
Định dạng chung của nhãn được giải thích trong hình 1.4a. Nhãn được thể hiện rõ trong tiêu đề các lớp liên kết (VPI/VCI của ATM trong hình 1.4b và DLCI của Frame Relay trong hình 1.4c ) hoặc trong lớp dữ liệu shim (giữa tiêu đề lớp liên kết dữ liệu lớp 2 và lớp mạng lớp 3 như hình 1.4d )
Hình 1.4a. Định dạng chung của nhãn MPLS
Đối với các phương tiện gốc không có cấu trúc nhãn, một đoạn đệm (shim) được chèn thêm vào để sử dụng cho nhãn. Khuôn dạng đoạn đệm 4 byte có cấu trúc như hình a phần SHIM MPLS bao gồm:
Hình 1.4b: Liên kết dữ liệu là ATM
Hình 1.4d : Nhãn trong shim - giữa lớp 2 và lớp 3
1.2.5 Hoán đổi nhãn (Label Swapping):
Hoán đổi nhãn là cách dùng các thủ tục để chuyển tiếp gói. Để chuyển tiếp gói có nhãn, LSR kiểm tra trên đỉnh stack và dùng ánh xạ ILM (Incoming Label Map) để ánh xạ tới một entry chuyển tiếp nhãn NHLFE ( Next Hop Label Forwarding Entry). Sử dụng thông tin trong NHLFE, LSR xác định ra nơi để chuyển tiếp gói và thực hiện một tác vụ trên stack nhãn. rồi nó mã háo stack nhãn mới vào gói và chuyển gói đi.
Chuyển tiếp gói chưa có nhãn cũng tương tự nhưng xảy ra ở ingress-LER. LER phải phân tích header lớp mạng để xác định FEC rồi sử dụng ánh xạ FTN (FEC-to-NHLFE) để ánh xạ FEC vào một NHLFE.
1.2.6Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switching Path):
LSP là một đường đi để gói tin qua mạng chuyển mạch nhãn trọn vẹn từ điểm bắt đầu dán nhãn đến điểm nhãn bị loại bỏ khỏi gói tin. Tất cả các gói tin có cùng giá trị nhãn sẽ đi trên cùng một đường. Các LSP được thiết lập trước khi truyền dữ liệu. Việc thiết lập LSP có thể được thực hiện bằng một trong ba cách là định tuyến từng chặng, định tuyến hiện hay định tuyến ràng buộc.
MPLS là một phương pháp cải tiến việc chuyển tiếp gói trên mạng bằng các nhãn được gắn với mỗi gói IP, tế bào ATM hoặc Frame lớp hai. Mạng MPLS dùng nhãn để chuyển tiếp các gói.
Trong miền MPLS, nguồn gửi dữ liệu của nó tới đích không phải tất cả các nguồn lưu lượng phải nhất thiết truyền qua cùng một đường. Phụ thuộc vào đặc tính lưu lượng, các LSP khác nhau có thể được tạo ra cho các gói với các yêu cầu cấp độ dịch vụ khác nhau.
Lưu ý là các thuật ngữ này được áp dụng tùy theo chiều của luồng lưu lượng trong mạng, do vậy một LER có thể là ingress-LER vừa là egress-LER tùy theo các luồng lưu lượng đang xét.
CHƯƠNG I: CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS
1.1Hạn chế của chuyển tiếp IPĐịnh tuyến IP có một số giới hạn. Với sự phát triển ồ ạt của Internet và trong hầu hết các môi trường đều chọn IP là giao thức lớp 3 thì những nhược điểm của IP ngày càng bộc lộ.
Vấn đề thông minh: các router trong mạng core đã phải chịu tải nặng, lại phải có tính thông minh (khả năng định tuyến) vì vậy không thể đảm nhận nhiệm vụ chuyển mạch một cách tối ưu.
Mỗi router duy trì một bảng định tuyến học được thông qua các giao thức định tuyến hoặc định tuyến tĩnh. Bảng định tuyến này có thể có kích thước cực kì lớn, trong Internet nó có thể có đến 50 ngàn entry. Đối với mỗi gói tin đi vào router, địa chỉ IP đích sẽ được kiểm tra, dựa vào thông tin trong bảng định tuyến sẽ xác định hop kế tiếp và interface ngõ ra để chuyển tiếp gói tin. Quyết định chuyển tiếp được thực hiện độc lập trên mỗi router trong mạng. Ngoài ra, việc sử dụng subnet mask yêu cầu địa chỉ IP đích trong mào đầu của gói tin đi vào phải thích hợp với mask trong bảng định tuyến, nghĩa là dựa trên quy tắc “longest match” để xem thử entry nào có mask với số bit đúng nhất với địa chỉ gói tin sẽ được dùng làm thông tin chuyển tiếp. Do đó, chuyển tiếp IP có thể được xem là tiến trình ánh xạ mỗi địa chỉ IP đích đến hop kế tiếp. Vì mỗi router có số lượng next-hop giới hạn, nên chuyển tiếp IP có thể được có thể được xem là quá trình ánh xạ tập hợp các gói tin vào số next hop giới hạn, nên chuyển tiếp IP có thể được xem là quá trình ánh xạ tập hợp các gói tin vào số next-hop giới hạn đó hoặc tương đương với số lượng subnet không có sự phân biệt nhau và được chuyển tiếp theo cùng một phương thức xác định, chúng đi qua cùng một đường dẫn đến mạng. Một nhóm gói tin như vậy được gọi là lớp chuyển tiếp tương đương FEC (Forwarding Equivalence Class). Khi gói tin di chuyển đến đích cuối cùng, mỗi router dọc đường đi sẽ kiểm tra địa chỉ đích của gói tin và đăng kí nó đến FEC. Ta có thể thấy rõ ràng chuyển tiếp IP yêu cầu hoạt động tìm kiếm địa chỉ IP phức tạp ở mỗi router dọc đường đi của gói tin. Bất cứ sự thay đổi nào về thông tin điều khiển việc chuyển tiếp của gói tin sẽ được thông báo cho tất cả các thiết bị trong miền định tuyến. Dẫn đến xử lý cho xong một gói tin làm tốn thời gian cho những việc sau: thời gian tìm kiếm, thời gian cập nhật và tốn bộ nhớ xử lý, tốn CPU.
Tất cả tiến trình định tuyến và chuyển tiếp nói trên đây diễn ra ở lớp network. Các router có kết nối trực tiếp với nhau theo mô hình điểm – điểm hoặc là có thể kết nối với nhau bằng các switch mạng LAN hay mạng WAN (ví dụ như mạng Frame Relay, ATM). Nhưng không may, các switch lớp 2 này không có khả năng nắm giữ thông tin định tuyến lớp 3 hoặc để chọn đường đi cho gói tin bằng cách phân tích địa chỉ đích lớp 3 của gói tin. Do đó, các switch lớp 2 không tham gia vào quá trình chuyển tiếp gói tin. Các đường đi ở LAN lớp 2 được thiết lập khá đơn giản – tất cả LAN switch đều trong suốt với các thiết bị kết nối với chúng. Nhưng việc thiết lập đường đi trong mạng WAN lớp 2 lại phức tạp hơn nhiều. Đường đi của gói tin trong mạng WAN lớp 2 được thiết lập thủ công và chỉ được thiết lập khi có yêu cầu. Thiết bị định tuyến ở biên mạng lớp 2 (ingress router) muốn chuyển dữ liệu đến thiết bị ngõ ra (egress router) cần thiết lập hoặc là kết nối trực tiếp đến egress router (kết nối này được gọi là các kênh ảo) hoặc là gửi dữ liệu của nó đến một thiết bị khác để truyền dẫn đến đích. Để đảm bảo chuyển tiếp gói tin tối ưu trong mạng WAN lớp 2, các kênh ảo phải tồn tại giữa hai router bất kì kết nối vào mạng WAN đó. Điều này có vẻ đơn giản để xây dựng nó nhưng lại gặp một vấn đề khác là khả năng mở rộng bị hạn chế.
Các vấn đề mà ta có thể gặp phải là:
- Mỗi lần một router mới kết nối vào mạng WAN lõi, một kênh ảo phải được thiết lập giữa router này và router khác (nếu có nhu cầu cần chuyển tiếp gói tin tối ưu).
- Với việc cấu hình giao thức định tuyến, mỗi router gắn vào mạng WAN lớp 2 (được xây dựng với các ATM hay Frame Relay switch) cần có một kênh ảo dành trước với mỗi router khác kết nối vào mạng lõi đó. Để đạt được độ dự phòng mong muốn, mỗi router cũng phải thiết lập mối quan hệ cận kề định tuyến với router khác. Kết quả là tạo ra mô hình mạng full-mesh, trong đó bản thân mỗi router sẽ nắm giữ một số lượng lớn láng giềng có mối quan hệ cận kề về giao thức định tuyến, từ đó tạo ra lưu lượng định tuyến với số lượng.
- Khó mà biết chính xác bao nhiêu lưu lượng chạy giữa trên hai router trong mạng.
Nhưng cơ chế thực hiện của lớp 2 và lớp 3 có nhiều điểm phù hợp với nhau như: IP có cơ chế QoS dựa vào ToS, ATM cũng có QoS nhưng không có cách nào để các thiết bị lớp 2 hiểu được các giao thức lớp 3.
Một điều nữa là tại IP hỗ trợ chất lượng dịch vụ và kỹ thuật lưu lượng chưa tốt. Lý do là định tuyến hiện tại chỉ dựa vào địa chỉ đích. Trong khi để thực hiện chất lượng dịch vụ và kỹ thuật lưu lượng cần phải dựa vào địa chỉ đích, băng thông, độ trễ…
1.2 Khái niệm cơ bản về MPLS
Bên cạnh những ưu điểm của công nghệ IP và công nghệ ATM còn có những nhược điểm của nó. Chính vì vậy công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được đề xuất để tải các gói tin trên các kênh ảo và khắc phục được các vấn đề mà mạng ngày nay đang phải đối mặt, đó là tốc độ , khả năng mở rộng cấp độ mạng, quản lý chất lượng, quản lý băng thông dựa trên đường trục và có thể hoạt động với các mạng Frame relay và chế độ truyền tải không đồng bộ (ATM) hiện nay để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ của người sử dụng mạng. Công nghệ MPLS kết hợp những ưu điểm của IP (độ mềm dẻo, khả năng mở rộng) và của ATM (tốc độ cao, QoS, điều khiển luồng).
1.2.2 Định Nghĩa
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS – Multi Protocol Label Switching) là một công nghệ lai kết hợp những đặc điểm tốt nhất giữa định tuyến lớp 3 (layer 3 routing) và chuyển mạch lớp 2 (layer 2 switching) cho phép chuyển tải các gói tin rất nhanh trong mạng lõi (core) và định tuyến tốt ở các mạng biên (edge) bằng cách gán nhãn có chiều dài cố định và ngắn vào gói tin.
Hình 1.1: Khái niệm về MPLS
Là một “tập kế tiếp các nút hoạt động định tuyến và chuyển tiếp MPLS”. Miền MPLS có thể chia thành Lõi MPLS (MPLS Core) và Biên MPLS (MPLS Edge).
Hình 1.2: Topo mạng MPLS
Khi một gói tin IP đi qua miền MPLS, nó đi theo một tuyến được xác định phụ thuộc vào FEC mà nó được ấn định khi đi vào miền. Tuyến này gọi là Đường chuyển mạch nhãn LSP. LSP chỉ một chiều, tức là cần hai LSP cho một truyền thông song công.
Các nút có khả năng chạy giao thức MPLS và chuyển tiếp các gói tin gốc IP được gọi là bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR.
- LSR lối vào (Ingress LSR) xử lý lưu lượng đi vào miền MPLS.
- LSR chuyển tiếp (Transit LSR) xử lý lưu lượng bên trong miền MPLS.
- LSR lối ra (Egress LSR) xử lý lưu lượng rời khỏi miền MPLS.
- LSR biên (Edge LSR) thường được sử dụng như là tên chung cho cả LSR lối vào và LSR lối ra.
1.2.3 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC-Forwarding Equivalence Class)
Là một nhóm các gói IP:
- Có cùng một đường đi trên mạng MPLS.
- Có cùng xử lý giống nhau tại bất kỳ LSR nào.
Trong định tuyến truyền thống, một gói được gán tới một FEC tại mỗi hop. Còn trong MPLS chỉ gán một lần tại LSR ngõ vào. Trong MPLS các gói tin đến với các prefix khác nhau có thể gộp chung một FEC, bởi vì quá trình chuyển tiếp gói trong miền MPLS chỉ căn cứ vào LSR ngõ vào để gán tới FEC cho việc xác định LSP, còn các LSR còn lại dựa vào nhãn để chuyển gói. Với định tuyến IP, gói được chuyển dựa vào IP nên tại mỗi hop gói đều được gán tới một FEC để xác định đường dẫn.
Hình 1.3: Lớp chuyển tiếp tương đương FEC
Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn và cố định không có cấu trúc bên trong. Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ lớp mạng. nhãn được gắn vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC (forwarding Equivalence Classes: nhóm chuyển tiếp tương đương ) mà gói tin đó được ấn định .
Thường thì một gói được ấn định một FEC (hoàn toàn hoặc một phần ) dựa trên địa chỉ đích lớp mạng của nó. tuy nhiên nhãn không phải là mã hoá địa chỉ đó .nhãn trong mạng đơn giản nhất xác định đường đi mà góí có thể truyền qua, nhãn được mang hay được đóng gói trong tiêu đề lớp 2 cùng với gói tin. bộ định tuyến kiểm tra gói thông qua nội dung nhãn để xác định các bước chuyển tiếp kế tiếp. Khi gói tin được gán nhãn, các chặng đường còn lại của gói tin thông qua mạng đường trục dựa trên chuyển mạch nhãn. Giá trị của nhãn có ý nghĩa cục bộ nghĩa là chúng chỉ liên quan tới các bước chuyển tiếp giữa các LSR.
Dạng của nhãn phụ thuộc vào phuơng thức truyền tin mà gói tin được đóng gói. Đối với dạng Frame Relay sử dụng giá trị nhận dạng để kết nối các liên kết dữ liệu – DLCI (data link connection identifier), ATM sử dụng trường nhận dạng đường ảo trong tế bào đường nhận dạng kênh ảo trong tế bào (virtual path identifier/virtual circuit identifier – VPI/VCI).sau đó gói được chuyển tiếp dựa trên giá trị của chúng .
Định dạng chung của nhãn được giải thích trong hình 1.4a. Nhãn được thể hiện rõ trong tiêu đề các lớp liên kết (VPI/VCI của ATM trong hình 1.4b và DLCI của Frame Relay trong hình 1.4c ) hoặc trong lớp dữ liệu shim (giữa tiêu đề lớp liên kết dữ liệu lớp 2 và lớp mạng lớp 3 như hình 1.4d )
Hình 1.4a. Định dạng chung của nhãn MPLS
- LABEL (20bit):chứa giá trị nhãn
- EXP.bits: CoS(3 bit)- chất lượng dịch vụ
- BS (1 bit) – bie-stack: xác định nhãn cuối cùng trong ngăn xếp
- TTL (8 bit) – time to live :trường định thời
Hình 1.4b: Liên kết dữ liệu là ATM
Hình 1.4c :Liên kết dữ liệu là Frame Relay
Đối với các khung PPP hoặc Ethernet, giá trị nhận dạng giao thức P- ID(hoặc Ether type) được chèn vào đầu khung tương ứng để thông báo khung là MPLS đơn hướng hay đa hướng 
Hình 1.4d : Nhãn trong shim - giữa lớp 2 và lớp 3
1.2.5 Hoán đổi nhãn (Label Swapping):
Hoán đổi nhãn là cách dùng các thủ tục để chuyển tiếp gói. Để chuyển tiếp gói có nhãn, LSR kiểm tra trên đỉnh stack và dùng ánh xạ ILM (Incoming Label Map) để ánh xạ tới một entry chuyển tiếp nhãn NHLFE ( Next Hop Label Forwarding Entry). Sử dụng thông tin trong NHLFE, LSR xác định ra nơi để chuyển tiếp gói và thực hiện một tác vụ trên stack nhãn. rồi nó mã háo stack nhãn mới vào gói và chuyển gói đi.
Chuyển tiếp gói chưa có nhãn cũng tương tự nhưng xảy ra ở ingress-LER. LER phải phân tích header lớp mạng để xác định FEC rồi sử dụng ánh xạ FTN (FEC-to-NHLFE) để ánh xạ FEC vào một NHLFE.
1.2.6Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switching Path):
LSP là một đường đi để gói tin qua mạng chuyển mạch nhãn trọn vẹn từ điểm bắt đầu dán nhãn đến điểm nhãn bị loại bỏ khỏi gói tin. Tất cả các gói tin có cùng giá trị nhãn sẽ đi trên cùng một đường. Các LSP được thiết lập trước khi truyền dữ liệu. Việc thiết lập LSP có thể được thực hiện bằng một trong ba cách là định tuyến từng chặng, định tuyến hiện hay định tuyến ràng buộc.
Hình 1.5: Đường chuyển mạch nhãn LSP
1.2.7 Chuyển gói qua miền MPLSMPLS là một phương pháp cải tiến việc chuyển tiếp gói trên mạng bằng các nhãn được gắn với mỗi gói IP, tế bào ATM hoặc Frame lớp hai. Mạng MPLS dùng nhãn để chuyển tiếp các gói.
Trong miền MPLS, nguồn gửi dữ liệu của nó tới đích không phải tất cả các nguồn lưu lượng phải nhất thiết truyền qua cùng một đường. Phụ thuộc vào đặc tính lưu lượng, các LSP khác nhau có thể được tạo ra cho các gói với các yêu cầu cấp độ dịch vụ khác nhau.
Hình 1.6 : Tạo LSP và chuyển tiếp gói tin qua miền MPLS
- Khi một gói đi vào mạng, nút MPLS ở nút vào đánh dấu một gói ở lớp chuyển tiếp tương đương FEC (Forwarding Equivalence Class) cụ thể.
- Khi một gói vào mạng nó được chuyển đến FEC. Router có thể sử dụng thông tin gói, như cổng vào (Ingress) hay giao tiếp (Interface).
- Các gói tin đi vào mạng được gán các nhãn khác nhau.
- Nếu gói tin nhận vào là gói IP truyền thống thì LER sẽ gán nhãn vào gói tin và chuyển tiếp vào mạng lõi MPLS. Nếu gói tin nhận có nhãn thì LER sẽ gỡ nhãn ra và đưa gói tin vào mạng IP truyền thống. LSR có nhiệm vụ là nhận gói tin chuyển đổi nhãn (Label swapping), rồi sau đó chuyển tiếp gói tin này đến trạm kế tiếp.
- Nếu một LER là nút đầu tiên trên đường đi của một gói xuyên qua miền MPLS thì nó được gọi là LER lối vào (ingress-LER), còn nếu là nút cuối cùng thì nó được gọi là LER lối ra (egress-LER).
Lưu ý là các thuật ngữ này được áp dụng tùy theo chiều của luồng lưu lượng trong mạng, do vậy một LER có thể là ingress-LER vừa là egress-LER tùy theo các luồng lưu lượng đang xét.