Đề tài Tổng quan về chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

CÔNG NGHỆ MẠNG VIỄN THÔNG Đề Tài: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS Giáo viên hướng dẫn: Ngô Hán Chiêu Sinh viên thực hiện: Mai Đức An - 07520425 Nguyễn Thành Trung - 08520435 Trương Thị Thùy Duyên - 08520530 Lê Kim Hùng – 08520548 MỤC LỤC Lịch sử phát triển 05 Giới thiệu MPLS 06 Tổng quan 06 Các thuật ngữ 08 Các khái niệm cơ bản trong MPLS 09 Nhãn 09 Upstream và Downstream LSR 10 Gói tin được dán nhãn 11 Gán và phân phối nhãn 11 Thuộc tính liên kết nhãn 11 Giao thức phân phối nhãn 12 Phân phối nhãn theo yêu cầu và không theo yêu cầu 12 Chế độ lưu giữ nhãn 13 Chồng nhãn 14 Mục chuyển tiếp nhãn trạm kế NHLFE 15 Liên kết nhãn tới ILM 16 Liên kết FEC – NHLFE 16 Hoán đổi nhãn 16 Phạm vi và tính duy nhất của nhãn 17 Đường chuyển mạch theo nhãn LSP, LSP vào, LSP ra 18 Xóa nhãn đối với trạm gần cuối 19 Trạm LSP tiếp theo 21 Nhãn tới không tồn tại 22 Điều kiển LSP: Theo thứ tự và Độc lập 22 Sự tổng hợp 23 Lựa chọn định tuyến 24 Việc thiếu nhãn ra 25 Time-to-live 25 Điều khiển lặp 26 Mã hóa nhãn 26 Sáp nhập nhãn 30 Đường hầm và Phân cấp 32 Giao thức truyền trong phân phối nhãn 36 BGP và LDP 36 Một vài ứng dụng của MPLS 37 MPLS và định tuyến đường truyền theo từng Hop 37 MPLS và định tuyến rõ ràng LSP 41 Chồng nhãn và ngầm thiết lập ngang hàng 42 MPLS và định tuyến đa đường 42 Cây LSP và các thực thể đa điểm đến điểm 42 Quy trình phân phối nhãn hop-by-hop 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO RFC 3031: MPLS ARCHITECTURE INTERNET Lịch sử phát triển MPLS được đề xuất đầu tiên do hãng Ipsilon một hãng rất nhỏ về công nghệ thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông tại Texas. Sau đó Cisco và hàng loạt hãng khác như IBM, Toshiba…công bố các sản phẩm công nghệ chuyển mạch của họ dưới những tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất công nghệ chuyển mạch nhãn. Thiết bị định tuyến chuyển mạch tế bào của Toshiba năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM. Tổng đài của Ipsilon cũng là ma trận chuyển mạch ATM được điều khiển bởi khối xử lý sử dụng công nghệ IP. Công nghệ chuyển mạch thẻ của Cisco cũng tương tự nhưng có bổ sung thêm một vài kỹ thuật như lớp chuyển tiếp tương đương FEC, giao thức phân phối nhãn. Đến năm 1998 nhóm nghiên cứu IETF đã tiến hành các công việc để đưa ra tiêu chuẩn và khái niệm về chuyển mạch nhãn đa giao thức. Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất nhanh của mạng Internet đòi hỏi phải có một giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Có rất nhiều công nghệ xây dựng trên mạng IP IP trên nền ATM (IPoA) IP trên nền SDH/SONET (IPOS) IP qua WDM IP qua cáp quang Mỗi loại có những ưu và nhược điểm riêng. Trong đó công nghệ ATM được sử dụng rộng rãi trong các mạng IP đường trục có tốc độ cao và đảm bảo được dịch vụ, điều khiển luồng và một số đặc tính khác mà các mạng định tuyến truyền thống không có được, trong trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao thì IpoA là giải pháp tối ưu. MPLS được hình thành dựa trên kỹ thuật đó. MPLS thực hiện một số chức năng sau Hỗ trợ các giải pháp mạng riêng ảo VPN Định tuyến hiện (điều khiển lưu lượng) Hỗ trợ cục bộ cho định tuyến IP trong các tổng đài chuyển mạch ATM Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ hai khái niệm: Tổng đài chuyển mạch và bộ định tuyến. Xét trên góc độ chuyển mạch, phương thức điều khiển luồng, tỉ lệ giá cả và chất lượng tổng đài chuyển mạch sẽ tốt hơn bộ định tuyến. Song bộ định tuyến lại có khả năng định tuyến mềm dẻo mà tổng đài chuyển mạch không có được. Do đó, chuyển mạch nhãn ra đời là sự kết hợp và kế thừa các ưu điểm trên cũng như khắc phục những nhược điểm của cả tổng đài và bộ định tuyến truyền thống. Giới thiệu MPLS Tổng quan Đối với một giao thức mạng không kết nối, khi một gói tin đến một router, việc chuyển tiếp gói tin đi đâu phụ thuộc hoàn toàn vào quyết định của router đó thông qua việc phân tích header của gói tin và kết quả của thuật toán định tuyến được thiết lập trên router đó. Header của gói tin ngoại trừ những thông tin cơ bản để định tuyến còn chứa khá nhiều các thông tin khác. Việc định tuyến do đó thường là sự kết hợp của 2 chức năng. Chức năng đầu tiên sẽ chia các gói tin vào tập lớp chuyển tiếp tương đương FECs (Forwarding Equivalence Classes). Chức năng thứ hai chỉ định cho mỗi FEC một trạm tới kế tiếp. Tất cả các gói tin trong cùng một FEC cụ thể và xuất phát từ một nút cụ thể sẽ đi theo cùng một tuyến đường hoặc theo một tập các tuyến đường liên kết với FEC đó. Đối với việc chuyển tiếp thường thấy ở giao thức IP, router thường cho rằng 2 gói tin là chung FEC nếu chúng cùng có phần tiền tố X của địa chỉ đích trùng khớp nhiều nhất với một mục trong bảng định tuyến. Trong quá trình di chuyển trong mạng, tại mỗi trạm sẽ lại phân tích lại gói tin và ấn định nó vào một FEC. Với MPLS, việc ấn định một gói tin vào một FEC được thực hiện chỉ một lần, khi gói tin bắt đầu vào mạng MPLS. FEC thường ở dạng một giá trị có độ dài ngắn và cố định, gọi là “nhãn” (label). Khi gói tin được chuyển tới trạm tiếp theo, nhãn được gởi kèm với nó, tức là, gói tin được dán nhãn trước khi được chuyển đi. Tại trạm tiếp theo, router không cần phân tích header của gói tin tại tầng network nữa. Router sẽ sử dụng nhãn của gói tin, tra trong bảng, tìm ra trạm kế và thay thế nhãn cũ bằng một nhãn mới. Như vậy, với MPLS, việc chuyển tiếp phụ thuộc vào nhãn. Một số ưu điểm so với việc chuyển tiếp theo kiểu thường thấy như sau: Việc chuyển tiếp bằng MPLS có thể được thực hiện bởi các bộ chuyển mạch có khả năng tìm kiếm và thay thế nhãn nhưng không có chức năng phân tích header tầng 3 hoặc phân tích với tốc độ chậm. Việc ấn định một gói tin vào một FEC được router quyết định bằng các thông tin nó có về gói tin, các thông tin này không nhất thiết chỉ nằm ở header của tầng network. Ví dụ, router có thể sử dụng port của gói tin để quyết định FEC cho gói tin đó. Việc chuyển tiếp thông thường chỉ có thể dựa vào thông tin trong phần header của gói tin lớp mạng. Một gói tin khi đi vào mạng MPLS tại một router cụ thể có thể được dán nhãn khác khi cũng gói tin đó, nhưng đến một router khác trong mạng. Do đó việc chuyển tiếp gói tin trong mạng này phụ thuộc vào router đến (ingress router). Việc này không thể thực hiện được với chuyển tiếp thường thấy vì phần nhận biết router đến của 1 gói tin thì không được chuyển đi kèm với gói tin. Việc xem xét và ấn định FEC cho một gói tin có thể càng lúc càng phức tạp, mà không có bất kì can hệ nào với các router chỉ đơn thuần chuyển tiếp các gói tin đã được dán nhãn. Đôi lúc một gói tin cần phải buộc theo một đường đi cố định được chỉ định lúc gói tin bắt đầu đi vào mạng MPLS thay vì được chọn bởi các thuật toán định tuyến động thông thường. Điều này có thể được thực hiện bằng các chính sách hoặc các kĩ thuật hỗ trợ đường đi. Với chuyển tiếp thông thường, nó đòi hỏi gói tin phải mang theo mã hóa của đường đi theo nó (source routing). Với MPLS, một nhãn có thể được sử dụng để đại diện cho đường đi này, do đó source routing không cần phải gởi kèm theo với gói tin. Một số router phân tích header gói tin không đơn thuần chỉ để lựa chọn next hop cho gói tin, mà còn để quyết định quyền ưu tiên hay loại dịch vụ của gói tin. Từ đó có thể áp dụng các ngưỡng loại bỏ gói tin hay lập lịch cho các gói tin khác nhau. MPLS cho phép độ ưu tiên hoặc loại dịch vụ có thể được suy ra hoàn toàn hoặc một phần từ nhãn. Trong trường hợp này, có thể nói rằng nhãn thể hiện sự kết hợp giữa FEC và độ ưu tiên hay loại dịch vụ của gói tin. MPLS viết tắt cho Multiprotocol Label Switching. Multiprotocol là vì kĩ thuật của nó có thể được áp dụng cho bất kì giao thức lớp mạng nào. Tuy nhiên, ở đây chúng ta chỉ tập trung nói đến giao thức IP. Một router có hỗ trợ MPLS được gọi là một “Label Switching Router”, hay LSR. Thuật ngữ Các thuật ngữ được sử dụng trong MPLS DLCI: một dạng nhãn được sử dụng trong mạng Fram Relay Forwarding equivalence class: Lớp chuyển tiếp tương đương - một nhóm các gói tin IP được chuyển tiếp theo cùng một hướng xử lý (ví dụ, cùng một đường đi, với cùng một quy trình chuyển tiếp) Label: giá trị ngắn, cố định, được sử dụng để nhận diện một FEC, thường chỉ có ý nghĩa cục bộ. Label merging: kết hợp nhãn - thay thế nhiều nhãn tới cùng một FEC bằng một nhãn ra duy nhất Label swap: hoạt động chuyển tiếp cơ bản, bao gồm việc tìm kiếm nhãn đến, quyết định nhãn ra, đóng gói. Label swapping: Chuyển đổi nhãn Label switched hop : trạm giữa 2 nút MPLS, chuyển tiếp dựa vào nhãn Label switched path: đường xuyên suốt một số LSRs mà gói tin đi theo đối với một FEC Label switching router: một nút MPLS có khả năng chuyển tiếp một gói tin IP bình thường Loop detection: vòng lặp có thể xảy ra và phương thức này dùng để nhận biết và xử lý khi bị lặp. Loop prevention: phương thức tránh xảy ra việc truyền dữ liệu trên một vòng lặp Label stack: chồng nhãn, là tập các nhãn có trật tự Merge point: nút mà ở đó việc kết hợp nhãn xảy ra MPLS domain: một tập các nút chạy MPLS MPLS edge node: nút MPLS biên - một nút MPLS kết nối với một MPLS domain với một nút ngoại mạng MPLS hoặc ở một miền MPLS khác. Chú ý răng nếu một LSR láng giềng với một host không chạy MPLS thì LSR đó là nút MPLS biên. MPLS egress node: nút MPLS ra – có vai trò điều khiển traffic như là một lối ra MPLS MPLS ingress node: nút MPLS vào – như một lối vào MPLS MPLS label: nhãn được gởi kèm trong header của gói tin, đại diện cho FEC của một gói tin. MPLS node: một nút chạy MPLS. Một nút MPLS được nhận biết bởi một giao thức điều khiển MPLS, hoạt động ở một hoặc nhiều giao thức định tuyến L3 và có khả năng chuyển tiếp gói tin dựa vào nhãn. Các khái niệm cơ bản trong MPLS Nhãn Có độ dài ngắn, cố định, có giá trị cục bộ được sử dụng để nhận biết một FEC. Nhãn được đặt vào một gói tin đại diện cho lớp chuyển tiếp tương đương Forwarding Equivalence Class mà gói tin được ấn định. Thông thường, một gói tin được ấn định vào một FEC dựa vào (hoàn toàn hoặc một phần) địa chỉ mạng đích của nó. Tuy nhiên, nhãn không bao giờ là mã hóa của địa chỉ này. Nếu Ru và Rd là LSRs, giả sử Ru muốn chuyển gói tin đến cho Rd, Ru sẽ dán nhãn L vào gói tin khi và chỉ khi gói tin là một thành viên của FEC F. Có nghĩa là, có một “kết nối” giữa nhãn L và FEC F để chuyển gói tin từ Ru sang Rd. Như vậy, L trở thành “nhãn ra” (outgoing label) của Ru, đại diện cho FEC F, và là “nhãn vào” (incoming label) của Rd. L chỉ có giá trị cục bộ giữa Ru và Rd. Khi nói gói tin được chuyển từ Ru sang Rd, ta ko hề ngụ ý rằng nguồn của gói tin là Ru hay đích là Rd. Đúng hơn là, gói tin đi qua các LSRs. Thỉnh thoảng sẽ khó hoặc thậm chí là không thể để Rd xác định với một gói tin đến mang theo nhãn L, thì nhãn L đã được đặt vào trong gói tin bởi Ru hay là một LSR nào khác. (trường hợp này thường là khi Ru và Rd không phải là các láng giềng trực tiếp – direct neighbors). Khi đó, Rd phải chắc chắn rằng việc gắn kết nhãn – FEC là một-một. Nghĩa là, Rd KHÔNG ĐƯỢC đồng ý với Ru1 liên kết L – FEC F1, trong khi cho phép một LSR Ru2 nào đó gắn kết L với một FEC F2 khác,TRỪ PHI Rd có thể xác định, khi nó nhận được một gói tin với nhãn vào là L, thì Ru1 hay Ru2 là router đặt nhãn L vào gói tin. Trong đó: Label: giá trị của nhãn EXP: dành cho thực nghiệm. Khi các gói tin xếp hàng có thể dùng các bít này tương tự như các bit IP ưu tiên (IP Precedence), có thể dùng để phân loại dịch vụ (class of service) S: là bít cuối chồng. Nhãn cuối chồng bit này được thiết lập lên 1,các nhãn khác có giá trị bít này là 0. TTL: Time To Live, là thời gian di chuyển trên mạng, có ý nghĩa tương tự TTL của IP. Giá trị của nó được giảm tại mỗi chặng để tránh vòng lặp mãi mãi. Upstream và Downstream LSRs Giả sử Ru và Rd cho phép liên kết nhãn L với FEC F với các gói tin đi từ Ru đến Rd. Lúc này, Ru là một upstream LSR, và Rd là downstream LSR. Dữ liệu đi từ Upstream LSR đến Downstream LSR để tới được mạng đích. Như ở hình dưới, ta có: Với FEC 10.1.1.0/24, R1 là Downstream LSR đối với R2. R2 là Upstream LSR đối với R1. Với FEC 10.1.1.0/24, R1 là Downstream LSR đối với R2 và R2 lại là Downstream đối với R3. Đối với FEC 10.1.1.0/24, R1 là Downstream LSR đối với R2. Nhưng ở FEC 10.2.2.0/24, R2 lại là Downstream LSR đối với R1. Labeled Packet – gói tin được dán nhãn Labeled packet là một gói tin có nhãn được mã hóa. Trong một vài trường hợp, nhãn được gắn riêng vào một header đặc biệt. Một vài trường hợp khác, nhãn có thể nằm trong phần header của tầng data link hay network sẵn có nếu có một trường trống có thể sử dụng cho mục đích này. Một kĩ thuật mã hóa cụ thể được sử dụng phải có sự đồng ý của cả 2 chủ thể mã hóa và chủ thể giải mã nhãn. Label Assignment and Distribution – Gán và phân phối nhãn Trong kiến trúc MPLS, quyết định gán một nhãn L cụ thể cho một FEC F cụ thể được thực hiện bởi LSR là Downstream. Downstream LSR sau đó sẽ báo cho Upstream LSR về liên kết L – F này. Do đó nhãn là được ấn định bởi downstream “downstream-assigned”, và liên kết nhãn được phân phối theo chiều “downstream to upstream”. Nếu một LSR được thiết kế để chỉ có thể tìm kiếm nhãn trong một khoảng giá trị nhất định, thì cần đảm bảo rằng nó chỉ liên kết những nhãn nằm trong khoảng này. Attributes of a Label Binding – thuộc tính của liên kết nhãn Một liên kết cụ thể nhãn L với FEC F, sau đó phân phối tới Ru bởi Rd, quá trình này có thể được liên tưởng tới khái niệm “attributes”. Nếu Ru hoạt động như một downstream LSR, đồng thời phân phối một liên kết một nhãn với FEC F, thì dưới một số điều kiện nhất định, nó có thể bị đòi hỏi phải đồng thời phân phối attribute tương ứng mà nó nhận được từ Rd. Label Distribution Protocols – giao thức phân phối nhãn Một giao thức phân phối nhãn là một tập các thủ tục mà một LSR báo cho một LSR khác về liên kết nhãn – FEC mà nó có. 2 LSRs sử dụng giao thức phân phối nhãn để trao đổi các thông tin nhãn –FEC được gọi là “label distribution peers” (cặp phân phối nhãn ngang hàng). Nếu 2 LSRs là cặp phân phối nhãn ngang hàng, ta nói rằng có một “label distribution adjacency” (mối quan hệ phân phối nhãn liền kề) giữa chúng. Chú ý, 2 LSRs có thể là cặp phân phối nhãn ngang hàng đối với một số tập các liên kết, nhưng có thể là không với một số tập liên kết khác. Giao thức phân phối nhãn cũng đảm nhiệm việc thương lượng về khả năng của MPLS giữa 2 cặp phân phối nhãn ngang hàng. Cấu trúc MPLS không nhất thiết rằng chỉ có duy nhất một giao thức phân phối nhãn. Thực tế, có một số các giao thức phân phối nhãn khác nhau đang dần trở thành chuẩn. Một số giao thức đã tồn tại được mở rộng thêm để có thể thực thi luôn việc phân phối nhãn (ví dụ MPLS-BGP, MPLS-RSVP-TUNNELS….) Các giao thức mới cũng được thiết lập cho mục đích này (ví dụ MPLS-LDP, MPLS-CR-LDP) Trong tài liệu này, ta coi như LDP là giao thức phân phối được định nghĩa trong MPLS-LDP. Unsolicited Downstream và Downstream-on-Demand (downstream-ko-theo-yêu-cầu và downstream-theo-yêu-cầu) Cấu trúc MPLS cho phép một LSR đòi hỏi bắt buộc từ trạm kế của nó một FEC cụ thể, một liên kết nhãn cho FEC đó. Việc này được coi là phân phối nhãn “downstream-on-demand”. Tuy nhiên, kiến trúc MPLS đồng thời cũng cho phép một LSR phân phối liên kết nhãn tới một LSR là cái ko yêu cầu điều này. nó được gọi là phân phối nhãn ko theo yêu cầu. MPLS có thể cung cấp chỉ một cơ chế phân phối nhãn theo yêu cầu hoặc không theo yêu cầu, hoặc cung cấp cả hai. Cái nào được cung cấp phụ thuộc vào thuộc tính của interface hỗ trợ MPLS. Tuy nhiên, cả 2 kĩ thuật phân phối này có thể được sử dụng trong cùng một mạng tại cùng một thời điểm. với bất kì một mối quan hệ phân phối liền kề cho trước (label distribution adjacency), upstream LSR và downstream LSR buộc phải cùng thỏa thuận kĩ thuật được sử dụng. Ví dụ về phân phối nhãn theo yêu cầu: Ví dụ về phân phối nhãn không theo yêu cầu: Label retention mode – chế độ lưu nhãn Một LSR Ru có thể nhận (hoặc phải nhận) một liên kết nhãn – FEC từ một LSR Rd, thậm chí khi Rd không phải là next hop của Ru (hoặc không còn là next hop của Ru) đối với FEC này. Ru sau đó phải chọn lựa xem liệu có tiếp tục lưu lại liên kết này hay không. Nếu Ru tiếp tục giữ liên kết này, sau đó nó có thể ngay lập tức sử dụng liên kết này trở lại nếu Rd trở lại thành next hop của nó đối với FEC này, tuy nhiên việc này là ko biết trước được. nếu Ru xóa liên kết này, sau đó khi Rd trở thành next hop, liên kết này sẽ buộc phải thiết lập lại. Nếu một LSR có hỗ trợ “Liberal Label Retention Mode”, nó sẽ bảo lưu các liên kết giữa 1 nhãn và 1 FEC nhận được từ LSRs không phải là next hop đối với FEC. Nếu một LSR hỗ trợ “Conservative Label Retention Mode”, nó sẽ hủy liên kết này. Liberal label retention mode cho phép khôi phục nhanh chóng khi việc định tuyến thay đổi, nhưng conservative label retention mode lại giúp cho LSR lưu giữ ít nhãn hơn. The label Stack – chồng nhãn Lúc trước, chúng ta nói rằng một packet labeled (gói tin được dán nhãn) chỉ mang theo duy nhất một nhãn. Tuy nhiên gói tin có thể mang theo nhiều nhãn và các nhãn này được sắp xếp theo một thứ tự nào đó (chẳng hạn như last-in first-out). Chúng ta gọi đó là một chồng nhãn (label stack). Mặc dù vMPLS hỗ trợ phân tầng, nhưng quy trình của một gói tin luôn được thực thi dựa trên nhãn hiện đang ở tầng cao nhất (top label) mà không quan tâm đến khả năng là có một vài nhãn có thể từng đứng trước nó, hay các nhãn đang ở sau nó hiện thời. Một gói tin chưa được dán nhãn có thể được coi như là một gói tin chứa chồng nhãn rỗng (chồng nhãn có bậc là 0) Nếu chồng nhãn có bậc là m, có nghĩa là nhãn dưới cùng trong chồng nhãn được coi như nhãn tầng 1, nhãn tiếp theo trên nó là nhãn tầng 2, và nhãn trên cùng của chồng nhãn là nhãn tầng m. Lợi ích của chồng nhãn sẽ rõ ràng hơn trong phần giới thiệu về LSP Tunnel và MPLS Hiarachy. The Next Hop Label Forwarding Entry (NHLFE) – mục chuyển tiếp nhãn trạm kế NHLFE được sử dụng khi chuyển một gói tin đã được dán nhãn. Nó gồm các yếu tố sau: Trạm tiếp của gói tin Các hoạt động có thể có đối với chồng nhãn : Thay thế nhãn trên cùng của chồng nhãn với một nhãn mới Pop the label stack – hủy chồng nhãn Thay thế nhãn trên cùng của chồng nhãn bằng một nhãn mới, và sau đó đặt một hoặc nhiều nhãn mới vào chồng nhãn. Còn có thể kèm theo: Đóng gói tầng data link khi vận chuyển gói tin Cách mã hóa chồng nhãn khi vận chuyển gói tin Các thông tin cần thiết khác Chú ý rằng tại một LSR cho trước, trạm tiếp theo của một gói tin (next hop) có thể là chính nó. Trong trường hợp này, LSR cần xóa nhãn trên cùng (pop the top level label), và sau đó “chuyển” gói tin cho chính nó. Sau đó nó có thể có quyết định việc chuyển tiếp tùy vào các thông tin còn lại sau. Đó có thể vẫn là một gói tin được dán nhãn, hoặc là một gói tin IP thường. Incoming Label Map (ILM) ILM liên kết nhãn tới với tập các NHLFEs. Nó được sử dụng khi chuyển một gói tin đã được dán nhãn. Nếu ILM liên kết một nhãn tới một tập các NHLFEs chứa nhiều trạm kế, một trong số trạm kế sẽ được chọn. một ILM liên kết một nhãn với một tập chứa nhiều hơn một NHLFE có thể hữu dụng nếu nó có chức năng cân bằng tải qua nhiều đường có giá trị bằng nhau. FEC-to-NHLFE Map (FTN) – Liên kết giữa FEC và NHLFE FTN liên kết một FEC tới một tập các NHLFE. Nó được sử dụng khi gói tin lúc đến chưa được dán nhãn, và được dán nhãn trước khi truyền tiếp. Label Swapping – Hoán đổi nhãn Hoán đổi nhãn được sử dụng như sau: Để chuyển một gói tin đã được dán nhãn, một LSR sẽ phân tích nhãn trên cùng của chồng nhãn. Nó sử dụng ILM để liên kết nhãn này tới một NHLFE. Sử dụng thông tin có trong NHLFE để quyết định chuyển gói tin đến đâu, và thực hiện nhiệm vụ đối với chồng nhãn của gói tin. Sau đó nó mã hóa (encode) chồng nhãn mới vào gói tin và chuyển đi. Để chuyển một gói tin chưa được dán nhãn, một LSR sẽ phân tích header của tầng network, để xác định gói tin thuộc FEC nào. Sau đó nó sử dụng FTN để liên kết tới một NHLFE. Sử dụng các thông tin có trong NHLFE để quyết định chuyển gói tin đi đâu, và thực hiện nhiệm vụ đối với chồng nhãn (xóa nhãn, dĩ nhiên là bất hợp ph