W domenie MPLS przesyłanie danych odbywa się poprzez ścieżki LSP (Label Switching Path) tworzone na podstawie odpowiednich etykiet przypisywanych każdemu odcinkowi trasy między węzłami. LSP są ścieżkami do przesyłania danych, ustalonymi już wcześniej (control-driven - przesyłanie sterowane) lub na podstawie detekcji określonego strumienia danych (data-driven - sterowanie danymi). Etykiety, będące identyfikatorami strumieni danych, są dystrybuowane przy wykorzystaniu LDP (Label Distribution Protocol) lub RSVP. Każdy pakiet danych przenosi etykiety podczas całej drogi od źródła do miejsca przeznaczenia. Przełączanie danych z dużą szybkością jest możliwe, ponieważ stałej długości etykiety są umieszczane na początku pakietu lub komórki i mogą być użyte przez urządzenia sieciowe do szybkiego przełączania pomiędzy portami.

Równoważna klasa przenoszenia FEC (Forwarding Equivalence Classes) stanowi reprezentację grupy pakietów, które mają takie same wymagania dotyczące ich przenoszenia. Wszystkie pakiety w takiej grupie są traktowane identycznie i przenoszone tą samą drogą. W przeciwieństwie do konwencjonalnego kierowania pakietów IP w MPLS przydzielenie pakietu odpowiadającej mu klasie jest wykonywane przy wejściu pakietu do sieci. Zapewnia to pierwszy węzeł będący wejściowym dla wchodzącego strumienia danych. Klasy FEC odpowiadają wymaganiom jakości obsługi dla danego zbioru pakietów lub uproszczonemu prefiksowi docelowego adresu sieciowego. Każdy LSR ma wbudowaną tablicę wyszczególniającą, jak dane pakiety mają byś przekazywane. W tabeli tej, zwanej etykietową bazą informacyjną (Label Information Base), zawarte są przypisania klas FEC danym typom etykiet.

Rola etykiet w MPLS

Na każdym odcinku ścieżki LSP wartości zapisane w etykiecie mogą się zmieniać, podobnie jak w przypadku ścieżek wirtualnych w ATM. Na podstawie dołączanych do pakietów etykiet znajdujące się wewnątrz domeny MPLS urządzenia podejmują decyzje o dalszej drodze przesyłanego pakietu. Zatem etykiety stanowią dla urządzeń sieciowych adresy wykorzystywane zamiast adresów znajdujących się wewnątrz nagłówka pakietu IP. Każde z urządzeń w domenie MPLS analizuje etykiety przychodzących pakietów i po podjęciu opartych na tych etykietach decyzji o kolejnym etapie drogi, zamienia je tak, aby kolejne z urządzeń mogło na podstawie nowej etykiety podjąć właściwą decyzję o wyborze następnego odcinka trasy. W przypadku, gdy pakiet z etykietą przychodzi do ostatniego punktu trasy (rutera brzegowego), etykieta jest usuwana, a pakiet przekazywany dalej.

Pakiety wchodzące do sieci z różnych stron, mimo przynależności do tej samej klasy FEC, będą miały różne parametry nadawanych etykiet, ponieważ rutery dokonują klasyfikacji FEC m.in. na podstawie ich adresów docelowych i wymagań stawianych QoS. Każdy pakiet jest raz klasyfikowany przy wejściu do sieci i ma przypisywaną etykietę jako przynależącą do ustalonej wcześniej klasy przenoszenia. Nadanie etykiety przy wejściu pakietu zapewnia, że w występujących po drodze węzłach nie będzie konieczna analiza nagłówka IP, a tylko etykiety. Wartości nadawanych etykiet pochodzą z podwarstwy łącza danych. Dla warstwy drugiej, np. ATM czy FR, etykietami mogą być bezpośrednio identyfikatory łącza danych (DLCI) - w przypadku FR - czy też identyfikatory ścieżek wirtualnych (VPI) lub kanałów wirtualnych (VCI) - w ATM.

W każdym węźle LER (Label Edge Router) każdemu wchodzącemu do sieci pakietowi zostaje nadana etykieta MPLS, czyli tzw. Shim Header ("nagłówek klinowy"), umieszczany między nagłówkami warstw drugiej i trzeciej przesyłanego pakietu. Można stwierdzić, że jest on częścią zarówno warstwy łącza danych, jak i warstwy sieciowej i wykorzystuje informacje obu warstw. Składa się z czterech pól o łącznej długości 32 bitów (rys. 1).

Znaczenie poszczególnych pól MPLS Shim Header jest następujące:

• 20-bitowe pole etykiety;

• 3-bitowe pole EXP zarezerwowane dla przyszłych zastosowań, tj. do zdefiniowania klas ruchu (jest możliwych osiem klas ruchu);

• 1 bit BS sygnalizujący osiągnięcie dna stosu etykiet - przenosi informację o stosie; dla etykiety najwyższego poziomu przyjmuje wartość 1, w pozostałych przypadkach 0;

• 8-bitowe pole TTL (Time To Leave) określające czas ważności pakietu - odpowiada polu o tej samej nazwie, przenoszonemu w nagłówku IP.

W technice MPLS istnieje możliwość dodawania pakietowi kolejnych etykiet, uporządkowanych w formie stosu. Do operacji na etykietach, wykonywanych przez rutery, należą: analiza, zamiana bądź usuwanie etykiet, przy czym operacje są wykonywane zawsze na etykiecie najwyższego poziomu. Wykorzystanie techniki stosu etykiet znajduje zastosowanie głównie w tunelowaniu pakietów. Stosowanie pola TTL w nagłówku ma w zamierzeniu projektowym zabezpieczyć przed powstawaniem zapętleń, a funkcjonowanie tego pola jest identyczne z tym, jakie jest w przypadku protokołu IP.

W odniesieniu do implementacji MPLS w środowisku ATM etykieta może być umieszczona w nagłówku warstwy łącza danych jako wirtualne kanały i ścieżki VPI/VCI (rys. 2).

W przypadku sieci z protokołem FR (Frame Relay) etykieta może być przenoszona w polu DLCI (rys. 3).

Etykiety mogą być również umieszczane między nagłówkami warstwy łącza danych (2.) i nagłówkiem warstwy sieciowej (3.), jak pokazano to na rys. 4.