在ipOA技術的發展過程中，陸續出現了CIPOA（經典IPOA，即ATM上的傳統lP）、LANE（局域網仿真）、MPOA（ATM上的多協議傳輸）、IP交換、CSR（信元交換路由器技術）、ARIS（集成IP交換技術）、TapSwitching（標簽交換技術）、MPLS等技術。 這些IPOA技術可以分為兩類，即重疊模型和集成模型。

　　集成模式既采用MPLS技術作為解決方案。MPLS是一種新的網絡標準，此項技術已得到了廣泛的認可。提出這種技術的出發點是把路由器和ATM交換機融為一體，從而提高IP包的傳送速度，簡化網絡，并作為L3Switching(三層交換)技術的國際標準。

　　MPLS網絡由標記邊緣路由器（LER）和標記交換路由器（LSR）組成（如圖1所示）。在LSR內，MPLS控制模塊以IP功能為中心，轉發模塊基于標記交換算法，并通過標記分發協議（LDP）在節點間完成標記信息以及相關信令的發送。LDP信令以及標記綁定信息只在MPLS相鄰節點間傳遞。LSR之間或LSR與LER之間依然需要運行標準的路由協議，并由此來獲得拓撲信息。通過這些信息LSR可以明確選取報文的下一跳并可最終建立特定的標記交換路徑（LSP）。MPLS使用控制驅動模型，即基于拓撲驅動方式對用于建立LSP的標記綁定信息的分配及轉發進行初始化。LSP屬于單向傳輸路徑，因而全雙工業務需要兩條LSP，每條LSP負責一個方向上的業務。

　　MPLS網絡圖

　　一個數據在具有MPLS功能的網絡中傳遞可由以下四步完成。

　　第一步：網絡可自動生成路由表，因為路由器或ATM交換機可參與內部網關協議如OSPF/ISIS信息交換。LDP使用路由表中的信息去建立相鄰設備的標記值，這個標準創建了LSP，預先設置了與最終目的地之間的對應關系，不象ATM永久虛電路，需要人工設置VPI/VCI，MPLS的標記是自動分配的。

　　第二步：一個數據包進入邊緣LER時，它會被處理，決定需要哪種第三層的業務，如QoS和帶寬治理。基于路由和策略的需求，邊緣LER有選擇地放入一個標記到數據包頭中，然后轉發。

　　第三步：位于網絡核心的LSR讀每一個數據包的標記，并根據交換表替換一個新的，這個動作將會在所有中心設備中重復。

　　第四步：在出口邊緣的LER，除去標記，讀數據包頭，將其轉發到最終目的地。

　　MPLS將IP路由和ATM交換技術緊密結合，既實現了路由器的智能，又利用了ATM交換機的高效硬件交換。ATM與IP的完美結合可以比任何一項單獨技術更優越。

　　MPLS技術可以提高路由器的轉發能力，從而提高整個IP網絡的性能，并且只需在用戶現有的路由器上進行軟件升級，即可以完全支持MPLS技術，從而可以保證用戶原有的投資。

　　MPLS解決方案，給ATM網絡提供了智能的IP應用服務，這是與ATM/FR的傳輸業務有區別的。相比，IP-OVER-ATM的解決方案，將IP數據流和ATM數據流作同等處理，限制了實現端到端IP服務的能力。MPLS使業務提供商通過利用IP和ATM的屬性，維持目前ATM和FR業務的營業額。同時，在同一網絡上，提供商業IP服務，如Internet和ExtranetVPN來增加產值和利潤。

　　MPLS只是多業務ATM網絡的一項技術，網絡運營商仍然可以提供現存的FR，語音和多業務的ATM傳輸業務。通過IP+ATM平臺，多種網絡業務如IP、FR和ATM可以利用虛擬交換端口(VSI)技術通過一個單一網絡支持。VSI是多業務論壇(MSF)的新標準，用于將二層交換與三層控制分開進行模快化設計，提高交換機的靈活性以及可擴展性。虛擬交換端口(VSI)這種機制可以明確控制分配給每種服務的網絡資源，因此每一個虛擬網絡彼此獨立。VSI可同時支持MPLS和PNNI以及其他控制平臺，因為它答應在同一個IP+ATM交換機上同時運行不同的協議棧。

　　沒有MPLS，IP經由ATM的傳輸就需要一個復雜的協議翻譯過程，要把IP地址路由對應于ATM地址和路由，放入到ATM交換表中。在這種情況下，ATM網絡需要PNNI路由協議、ATM地址解析協議(ATMARP)將IP網段映射到ATM網段中，然后通過NHRP實現網間路由。相反，MPLS省略了把IP地址和路由映射到ATM交換表上的復雜性，MPLS標記交換與ATM交換機交換信元機制相同。

　　通過MPLS，IP unicast和multicast信息與現有ATM體系相集成，使得服務提供商不但可以提供IP服務給用戶，而且為日益擴大的Internet帶來好處：通過將IP的優先級別與ATM交換機中的不同服務等級隊列相映射，為用戶提供端對端的QoS；每個MPLS優先級別的帶寬分配都是可以任意調節的；通過Opticlass的帶寬預定和分配功能滿足用戶對帶寬，優先級別和時延的不同要求。

　　同時，TrafficEngineering功能使得服務提供商能夠根據Traffic的要求來分配和調整帶寬以及提供諸如VPN(虛擬專網)等增值服務。MPLS豐富、強大的功能讓服務提供商在建立自己大型、可擴展業務服務網絡的同時，更具備了強大的市場競爭力。

　　MPLS具有較強的可擴展性。傳統的IP與ATM的結合是依靠中間層的翻譯。這種方式帶來了一系列的后果，如虛電路“N的平方”問題等等。而MPLS有效地解決了這一系列的問題，使ATM的可擴展性得到了提高。

　　MPLS主要采用以下方式解決IP與ATM結合時所帶來的可擴展性問題：

　　VC合并：為了減少虛電路的數量，降低系統的開銷，采用了一種VCMerge的技術。它可以將多個虛電路壓縮到一組，共同使用一個標記。這樣這一組的虛電路實現上就只相當于一個虛電路。

　　支持CIDR：EdgeLSR和LabelSwitchingController都支持標準的IP路由協議，如用于INTERNET骨干網上的BGP4及多數電信運營商所采用的內部路由協議， OSPF、IS-IS等標準的IP路由協議都支持定義于RFC1519的CIDR(Classless Inter-Domain Routing)。

　　CIDR的主要功能表現在：在路由表中降低C類網段的總數，因此，在今天的國際互連網的主干網中，總共只有600,000個網段，而不是2,000,000個網段。由于路由表的總數降低，使得路由器查詢的速度急劇提高，也降低了路由器對Memory及CPU的要求。此項功能由標志路由器來完成，由于CIDR的功能，使標志交換機需建立的LVC總數大大減少。

　　支持IPCoS(ClassofService)：MPLS提供與IP CoS(Class of Service)的互通，使得電信運營商能夠更有擴展性的提供不同等級的CoS給一般大眾；而對優先客戶，則提供與RSVP的互通，或經由Traffic Engineering提供特定的QoS。因此，TVC的總數也會有相當程度的降低。

　　避免端到端的重新路由(Rerouting)：每個交換都有第三層的智能，能重新選擇路徑進行連接。因此，即使是主干網發生故障后，服務也不會被中斷。當中間的某個路線出現故障時，系統不是像以往那樣重新建鏈（這需要很長的時間），而是采用重新選擇路徑的迂回方法。這就不僅提高了可連接性，還使系統的開銷降至最低。傳統IP技術下，IP的地址空間很大，索引、查找還均無法實現硬件化。這就會大大降低網絡的速度。而ATM的好處是用了標記和虛電路之后，使用標記來索引避免了在路由表中的漫長的查找。因此，它就會答應IP直接驅動硬件，實現超高速的查詢索引。這樣就無需信元化處理，因此省掉了大型路由器中的信元緩沖器，節省了開支。

　　另外，MPLS還支持IPVPN業務，這將是電信運營商的業務增長點。

　　對于新加的IP商業服務，MPLS最顯著的益處在于能夠分配標記，這有非常非凡的意義，不同的標記可以區分路由信息、應用類型和業務級別。MPLS標記類似于中心設備中預先計算好的交換表，并含有第三層信息，答應每個交換機自動將每個數據包賦與正確的IP服務，表是預先計算的，因此沒有必要在每一跳都重新處理數據包，這樣不僅僅使數據流量分類成為可能，例如將best-effort數據流與基于重要任務的數據流分開，還可提供高擴展性。

　　MPLS減少了數據轉發分析IP包頭的時間，因為它使用了標記交換的機制，標記只受本地局限，因此，用盡標記的可能性幾乎沒有，這種特性是實施IP增值服務的基礎，如QoS、VPNTracfficEngineering。

　　綜上所述，MPLS集成了IP與ATM技術各自的優勢，采用三層路由機制與LDP結合的方式建立路由表以及前傳表，采用二層ATM技術進行快速交換，為新一代電信網絡提供了優越的技術基礎，既可以完成三層的靈活性、可擴展性，又可以完成二層的快速交換、流量治理、安全性以及QoS的保障機制。MPLS已被證實是大型網絡可擴展性的最佳解決方案。