摘要：本文提出一种在无线信道上利用MPLS的标签转发原理建立双向的虚电路的方案。为适应无线的特点，本文对MPLS的相关内容作了一些改动。当建立起虚电路以后每个节点就利用建立好的标签转发表（FTN）转发进入本网的IP数据报。

关键词：无线分组网；多协议标签交换；标签分配；双向虚链路

一、引言

随着下一代网络技术的兴起，越来越多的宽带实时业务需要全部或部分地通过无线网络来承载。而无线信道带宽窄、误码率高，不适合宽带实时业务的传输，所以要尽量压缩数据率而提高信道利用率。目前应用层的数据压缩技术如LPC等［1］已经取得了较好的效果。相比之下各层协议字段的开销（如TCP/IP报头）占了数据传输的很大一部分，所以人们提出了各种报头压缩技术［1］。然而，在网络中每一个结点都调用报头压缩算法无疑会增加网络的时延，这对无线信道尤其不利。

如果我们考虑在无线网络中利用虚电路来传输数据，那么当虚电路建立起来后我们就可以在网络的入节点用标签替换报头而在出结点恢复报头信息［1］。这样就避免了在中间节点反复调用报头压缩与解压缩算法从而既减少了时延又提高了信道利用率。另外，在基于TDMA、CDMA的信道上，利用虚电路可以实现面向流的动态的分配时隙和码片资源［2］，而不是每个结点分配固定的时隙，这样能更有效地利用有限的信道资源。

MPLS（多协议标签交换）是一种面向连接的、基于标签的交换技术，它采用分组转发的机制。与传统的面向无连接的IP网络相比它具有支持QoS、快速交换和支持多种协议的特点。然而其标签分配协议复杂，建立双向链路开销大，不适合无线链路上的全双工通信。本文提出一种利用MPLS原理在无线链路上快速建立双向标签链路的方案，以适应无线链路上的全双工通信。

二、MPLS原理

1.MPLS概述

MPLS是一种面向连接的、利用定长标签（label）进行转发的一种交换技术。在MPLS网络中的转发节点称为标签交换路由器（LabelSwitchRouter，LSR）。所谓标签即是网络中的路由器根据IP分组中的目的地址，在原始IP分组的前部添加的一个字段。网络中的节点根据该标签转发分组。当一个传统的IP包进入MPLS网络中时，入口路由器（ingressLSR，即MPLS网络和IP网络交界处的边沿路由器）根据IP报头中的目的地址和选路协议确定的路由，为该报文建立一条标签通道（Label Switch Router，LSR），即该报文在传送过程中所经过的一系列LSR)，如图1所示。

在图1所示的网络中两个IP网络之间的通信就可以沿着LSP:进行传递。

2.转发等价类与标签

所谓转发等价类（ForwardEquivalentClass，FEC）就是路由器按照同样方式对待的一组分组的集合［3］。简单地说就是下一跳相同的分组的集合。一般采取每个目的地址绑定一个FEC(细粒度)或每个子网绑定一个FEC(粗粒度)两种方式。

在对一个流进行标签转发之前网络要利用标签分配协议［4］（LabelDistributeProtocol，LDP）为该LSP上的每一个LSR分配标签并建立各自的标签转发表（FTN），如表1。

从表1可以看出，当一个LSR收到一个带标签的分组之后便查看该分组的标签域，当其与FTN中的某一个表项的入标签相同时，则用该表项的出标签替换掉该分组的标签域，然后向表项中的下一跳接口转发该分组。下一个路由器也按照此法工作。表1中给出的表项含义为：入标签为L1的分组与转发等价类F1相对应，并且将要以出标签L2转发给接口1所连接的LSR。

3.标签分配以及标签链路的建立

在MPLS网络中利用标签分配协议分配标签，当标签分配完毕后，一条LSP和各LSR中的FTN也就建立起来了。标签分配一般是下游给上游分配标签［3］，过程如图2所示。

在图2中LSRA向LSRB发送一个标签请求消息［4］（request1），LSRB收到该消息后回复给LSRA一个应答消息［4］(response1)，这个应答消息中包含一个B给A的标签(label1)，A收到此应答后则将其中的标签提取出，添加到自己的FTN中与该分组的目的地址相绑定的FEC的表项的出标签字段，将与B相连接的接口号添加入该表项的下一跳端口字段。B与C的通信和A与B的通信相同。