Multi-Protocol Label Switching
しかし、TCAM(三値連想メモリ : Ternary Content Addressable Memory)の利用により、IPアドレスの最長一致もエントリ数に係らず固定時間での処理が可能となったため、IP転送に比べ、高速転送という優位性は無くなった。しかし(少なくとも現在の)MPLSの利点は、後述の付加機能にある。
ルーティング情報が行き渡った後、Label Distribution Protocol (LDP) やResource Reservation Protocol (RSVP) 等のラベル配布プロトコルを用いてラベル情報を配布する。 RSVPは元々はQoS用のリソース予約プロトコルであるが、拡張を施し、MPLSのラベル配布に流用している。 LDPはプレフィックスベースのラベル配布であり、IGPで得られたルーティングテーブルとラベルテーブルを一致させることを基本とする。 RSVPはトンネルベースのラベル配布であり、IGPで得られたネットワークトポロジ上に、LSPによるトンネルを構成することを基本とする。
ラベル配布の前には、 I-BGP (Border Gateway Protocol) やOpen Shortest Path First (OSPF)、IS-IS、Routing Information Protocol (RIP) などのIGPによって、MPLSドメイン内のルーティングテーブルが全てのノードで一貫性が保たれていることを前提としている。ドメイン内のルーティングをOSPFで行い、他AS (Autonomous System) などの外部ドメインの情報をI-BGPによりボーダールーター間でやりとりするのが一般的であろう。
MPLSでは、LSPの通る経路を明示的に (Explicitに) 指定することにより、LSPの経路を自由に制御することができる。この機能を適用することで、トラフィックの分散を図ることができる。 また、MPLSノード (LSR)によっては、LSP単位で、帯域確保や、帯域制限、優先制御などの各種QoS制御をおこなうことができる。
MPLSではOSPFやRSVP、LDPなどの制御プロトコルのパケットが、通常の通信のパケットと同じ回線を通る。この方式は手軽に構成できる反面、輻輳(通信量過多)や回線異常が直接的にネットワーク制御に影響を及ぼすため、ネットワークの安定性に劣る。MPLS-TEではOSPFやRSVP、LDPに拡張を施すことにより、 制御対象のネットワーク(通常のデータが通るネットワーク)とは別の回線で制御を行うことが可能となった。拡張されたプロトコルは、それぞれ、OSPF-TE、RSVP-TE、CR-LDP となる。
MPLSをサポートする通信装置は、LSR (Label Switch Router) と呼ばれる。MPLS網のエッジに位置する装置をLER (Label Edge Router) と呼び区別する場合もある。
MPLSでは、ルーティングとフォワーディングが明確に区別されており、ルーティングに関しては基本的に従来のIPネットワークで用いられていたInterior Gateway Protocol (IGP) を使用する。
フォワーディングは、ラベル交換 (Label Swapping) を伴う転送となる。Label Swappingでは、入力インターフェイスから到着したパケットのラベルを、別のラベルに入れ替え (Swap) し、出力インターフェイスへ送出する。 この際の入力インターフェイス/入力ラベルのペアと、出力インターフェイス/出力ラベルのペアの対応表はラベルテーブル (Label Table) と呼ばれ後述のラベル配布プロトコルによって各LSRに配布される。
ラベル階層を多層化し、LSPを多層化することもできる。
なお、ラベル交換によるフォワーディングはMPLSの最も理解しやすい一面であり、これをもってMPLSと説明されることもある。MPLSの開発当初は、最長一致 (longest match) が必要で、ルーティングテーブルのエントリ数により処理時間が増大するIPアドレスベースでの次ホップ検索よりも、完全一致で事足りるMPLSラベル検索の方が処理が簡潔になり、高速転送が実現できるという目論見があった。