Главной целью технологии MPLS IGP является ускорение продвижения пакетов через сеть поставщика услуг за счет замены маршрутизации коммутацией. Поэтому данная область применения называется также ускоренной MPLS-коммутацией.
При использовании технологии MPLS IGP пути коммутации по меткам LSP прокладываются в соответствии с существующей топологией IP-сетей и не зависят от интенсивности трафика. При этом все устройства LSR (в то числе и LER) должны поддерживать сигнальный протокол распределения меток (LDP). Кроме того, каждое устройство LSR должно поддерживать один из стандартных протоколов маршрутизации, например IS-IS или OSPF.
В результате работы протоколов маршрутизации или же после ручной модификации администратором сети в таблице маршрутизации устройства LSR может появиться запись о новой сети назначения (новый узел LER), для которой в сети поставщика услуг еще не проложен путь коммутации по меткам. В этом случае данное устройство автоматически инициирует процедуру прокладки нового пути. Для прокладки нового пути коммутации по меткам устройства LSR используют обычный алгоритм продвижения пакета в IP-сети на основе таблиц маршрутизации. Опишем подробно способ установки меток и формирование LSP.
Пусть, например, некоторый узел LSR1 обнаруживает, что в его IP-таблице маршрутизации появилась новая запись о сети назначения с адресом 132.100.0.0 и в качестве следующего хопа в таблице IP-маршрутизации указано устройство LSR2. В то же время весь виртуальный путь к этой сети не проложен, так как в таблице продвижения отсутствует соответствующая запись. В этом случае LSR1 становится инициатором прокладки пути к сети и посылает LDP-запрос устройству LSR2. В этом запросе указывается IP-адрес сети назначения (132.100.0.0), к которой нужно проложить новый путь.
Запрос от LSR1 принимается и обрабатывается устройством LSR2 на основе информации, имеющейся в его таблицах маршрутизации и продвижения. Если маршрутизатор LSR2 находит, что у него также нет проложенного пути к сети 132.100.0.0, он передает LDP-запрос следующему устройству LSR, адрес которого указан в его таблице маршрутизации как следующий хоп для сети 132.100.0.0.
Пусть следующим хопом для LSR2 является LSR3, на котором путь коммутации по меткам должен закончиться, так как следующий хоп ведет за пределы сети поставщика услуг. Возникает вопрос: как устройство LSR3 узнает о том, что является последним в сети поставщика услуг на пути к сети 132.100.0.0? Дело в том, что LDP – это протокол, ориентированный на соединение, и при установлении логического LDP-соединения возможно применение автоматической аутентификации устройств. Поэтому устройство LSR3, обнаружив, что для пути к сети 132.100.0.0 оно является пограничным, назначает для прокладываемого пути метку, еще не занятую его входным интерфейсом, и сообщает об этой метке устройству LSR2 в LDP-объявлении.
В свою очередь, LSR2 назначает неиспользуемую его входным интерфейсом метку и сообщает об этом в LDP-объявлении устройству LSR1. После этого новый путь коммутации по меткам, ведущий от LSR1 к сети 132.100.0.0, считается проложенным, и вдоль него пакеты начинают передаваться уже на основе меток и таблиц продвижения, а не IP-адресов и таблиц маршрутизации. При этом направление установки меток противоположно направлению передачи трафика.
Очевидно, что нерационально прокладывать отдельный путь для каждой сети назначения каждого маршрутизатора. Поэтому устройства LSR стараются строить агрегированные пути коммутации по меткам и передавать вдоль них пакеты, следующие к некоторому набору сетей. Так, LSR1 передает по пути LSP1 пакеты, следующие не только к сети 132.100.0.0, но, например, и к сетям 194.15.17.0 и 201.25.10.0, так как пути к этим сетям совпадают в пределах MPLS-сети поставщика услуг.
Для передачи пакетов узлам сетей 105.0.0.0 и 192.201.103.0 у устройства LSR1 имеется другой путь, а именно LSP2. С помощью протокола LDP можно агрегировать также пути, которые совпадают не для всей последовательности устройств LSR от входного пограничного устройства до выходного, а имеют только часть общих устройств LSR. Протокол MPLS IGP ускоряет продвижение пакетов за счет сокращения просматриваемых таблиц, так как обычно таблица маршрутизации содержит гораздо больше записей, чем таблица продвижения. Особенно ощутима эта разница для крупных магистралей, где маршрутизаторы могут оперировать с таблицами маршрутизации размером в несколько десятков тысяч записей. Другим фактором, влияющим на ускорения продвижения пакетов, является отсутствие этапов замены кадров канального уровня каждым маршрутизатором с использование МАС-адресов, что характерно для технологии IP.