CN100386987C - 组播数据下发方法及实现该方法的数据下发装置和终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灵活的组播数据下发方法及实现该方法的数据下发装置和终端，主要思想是通过头端主动通知终端加入某一组播组，并根据终端选择的返回信息来进行组播组的建立，使得一些时效性很强，或者针对人群很明确的内容能够准时，正确，并尽可能节省资源的发送到终端上面。并且，对于一对多点播的情况，也可以采用上述模式通过组播的方式实现，尽可能的节省系统和网络资源。本发明方案所提供的数据传输技术特别适合应用于基于宽带互联网的媒体平台IPTV。

Description

组播数据下发方法及实现该方法的数据下发装置和终端

技术领域

本发明涉及基于宽带互联网的媒体平台IPTV(Internet Protocol Television，网络电视)技术领域，具体是涉及一种组播数据下发方法及实现该方法的数据下发装置和终端。

背景技术

IPTV是基于宽带IP(Internet Protocol，因特网协议)网络提供的一种个性化、交互式媒体平台。它利用但不限于ADSL或以太网等接入宽带网，向电脑、电视和其他终端用户提供丰富的互动式多媒体服务。在IP网络中，数据主要有这样几种传输方式：

单播(Unicast)传输，发送方和每一个接收方需要一个独立的数据通道。这种方式也是网络双向通讯最常规的模式。

广播(Broadcast)传输，发送方和接收方共享一个数据通道。这种方式是由源主机向一个直接广播的区域发送数据包，目标网络中的所有主机不论是否需要该数据都必须处理此广播数据包。该方式更像有线电视广播的方式，但是对于IP网络上的主机而言对不需要的数据包进行处理是一种额外的负担。

组播(Multicast)传输，在发送方和接收方之间实现一点对多点传输的网络方式。数据包以尽力传送的形式发送到网络中的某个确定节点子集。IP组播的基本思想是源IP主机只发送一份数据，一个或多个接收者可接收相同数据的拷贝。组播的最大优点是节省了网络的带宽及服务器资源。不同用户如果接收同一个组播流，服务器只需发送一份数据，网络只需在用户的分支点进行复制，在分支点以上的网络只需传送一个数据流。同时还可以定义屏蔽不需要接收数据的主机用户。

基于上述传输方式各自的特点，目前IPTV的大量数据下发一般都是基于组播方式，因为这种方式的数据下发，对网络性能影响比广播方式小，同时对于主机负担又比单播小。所以基于组播方式的数据下发成为目前IPTV的主流数据下发方式。

但是，在现有的组播数据下发方式中，加入哪个组播组都是由终端决定的，头端数据处于被动请求的状态。这种方式存在如下不足：当头端有紧急消息需要下发的时候，需要建立一个组播组，并通过EPG(Electronic Program Guide，电子节目指南)把该组播组通告出去，用户在调用EPG时看到后，可以请求加入。然而，新建了组播组的时候，终端并不能马上知道该组播组的存在，并接受此消息，这就影响了消息的时效性。

此外，在另一种情况下，当某一用户为另外一组用户在头端服务器上点播了媒体内容(视频，音频等)，而这些用户处于不同的组播组内，现有的做法是用单播将点播内容发送到这个组内的每个用户，当用户数量很多或者需要发送的媒体内容很大的时候，单播给网络造成了很大负担，也给服务器造成很大负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组播数据下发方法及实现该方法的数据下发装置和终端，使得头端紧急下发的数据内容能够及时被用户获知，同时也使一对多点播能够以更节省系统和网络资源的组播方式实现。

为达到本发明的目的，所采取的技术方案是：一种组播数据下发方法，是由头端向目标终端单播发送加入组播组的消息；接收终端的返回信息，若为拒绝加入组播组的应答则不再向该终端发送加入该组播组的消息；若为确认应答则接收终端加入组播组的请求，向终端发送组播数据。

头端可以将目标终端地址集中存储于目标地址库中，便于通知消息的发送和对地址的管理，此过程包括如下步骤：

1)接收包含有终端识别内容的输入信息；

2)根据输入信息查找相应的目标终端地址，并将查到的地址存储在目标地址库中；

3)向目标地址库中各个地址所属的终端发送加入组播组的消息。

头端在接收终端加入组播组的请求后还可判断该终端地址是否属于目标地址库，若否，则发送拒绝加入消息，若是则发送组播数据。

优选的是，所述输入信息中还包含有待播发内容或对待播发内容的指定；在所述步骤2)中，头端根据输入信息存储目标终端地址后，还经过一段等待时间再执行步骤3)，若在所述等待时间内有其它用户选择了与待播发内容相同的内容，则将该用户所请求的目标终端地址并入所述目标地址库中。

为了使上述过程在实际应用中更加完善，本发明方法中还可进一步采用如下策略：若在设定时间内未收到终端的返回信息，则重新向该终端发送加入组播组的消息；给目标地址库中的各条目均设置超时时间，若达到超时时间则将该条目从目标地址库中删除；在重发所述加入组播组的消息设定次数后仍未获得终端的返回信息，则将该终端地址标记为不活跃，并延长重发的间隔时间；标记为不活跃的终端返回确认应答后，将组播数据以单播的形式发送给该终端。

本发明还提供一种实现上述组播数据下发方法的系统，包括进行组播数据下发的装置和相应的数据接收终端。

进行组播数据下发的装置包括单播发送模块和组播组控制模块；所述单播发送模块向目标终端发送加入组播组的消息，并接收终端的确认或拒绝应答，若为拒绝加入组播组的应答则不再向该终端发送加入该组播组的消息；所述组播组控制模块接收终端的加入请求，并进行数据的组播发送。

该装置还可进一步包括判断逻辑模块和目标地址库；所述判断逻辑模块接收包含有终端识别内容的输入信息，根据输入信息查找相应的目标终端地址，并将查到的地址存储在目标地址库中；所述目标地址库将存储的目标终端地址发送给所述单播发送模块；所述组播组控制模块还判断所接收加入请求对应的终端地址是否属于目标地址库，若否，则发送拒绝加入消息，若是则发送组播数据。

优选的是，所述目标地址库在获得根据输入信息查到的目标终端地址后，还经过一段等待时间再将目标终端地址发送给所述单播发送模块；所述判断逻辑模块在所述等待时间内，还根据所述输入信息中包含的待播发内容或对待播发内容的指定，判断是否有其它用户选择了相同的内容，若是则将该用户所请求的目标终端地址并入所述目标地址库中。

所述单播发送模块还可执行对目标地址库中终端地址的管理，标记出未应答终端地址，并在设定的时间间隔后重新向该终端发送加入组播组的消息；若重发设定次数后仍未获得终端应答，则将该终端地址标记为不活跃，并延长重发的间隔时间；所述目标地址库也可对各条目均设置超时时间，若达到超时时间则将该条目删除。

所述单播发送模块还可在标记为不活跃的终端返回确认应答后，将组播数据以单播的形式发送给该终端。

与上述组播数据下发装置相应的数据接收终端包括数据接收决策模块，该模块接收所述加入组播组的消息，并根据用户的选择，或者向所述单播发送模块返回确认应答并且向所述组播组控制模块返回加入组播组的请求，或者返回拒绝应答。

采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于：

1)本发明方案使得组播数据的下发机制更加灵活。通过头端主动通知终端加入某一组播组，并由终端选择应答的方式，使得一些时效性很强，或者针对人群很明确的内容能够准时，正确，并尽可能节省资源的发送到终端上面。并且，对于一对多点播的情况，也可以采用上述模式通过组播的方式实现，尽可能的节省系统和网络资源。

2)本发明方案中还进一步提供了各种可灵活选择的补充设置，例如，对终端的组播加入消息的合法性做验证、设置目标地址库的等待时间等，使得上述主动式的组播发送方式更完善和具有更强的可操作性。

附图说明

下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明组播数据下发方法的一种实现流程示意图。

图2是实现本发明方法的系统的模块结构示意图。

图3是图2中终端的处理流程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种组播数据下发方法，其核心思想是，改变现有头端被动等待终端发送IGMP(Internet Group Manage Protocol，因特网组管理协议)请求的方式，由头端主动向目标终端发送加入组播组的消息，然后根据终端的应答情况确定是否向终端发送组播数据。

下面详细描述本发明方法的一种实现流程。如图1所示，包括如下步骤：

1)头端接收输入信息，输入信息中通常包含用户名或者地区名等可作为终端识别依据的内容，并且还可包含待播发的内容或对将要播发内容的指示；

输入信息的产生通常有两种方式：一种是头端的系统运营商或网络维护者具有需要即时下发到特定用户群的内容时，即创建包含目标用户地址信息和所需发送内容的消息，直接输入头端，这种情况下，所需发送内容一般是对特定用户群的通知信息以及运营商提供的多媒体内容等；另一种则来源于头端提供的点播业务，用户通过访问头端相应的服务器，选择点播内容并指定接收用户群，从而产生包含目标用户地址信息和对所需发送内容的指示的消息，通过提供点播服务的服务器发送给头端，这种情况下，所需发送内容一般是运营商提供的服务内容；

2a)根据输入信息在分配地址的数据库中查找与输入的用户名或地区名对应的目标终端地址(IP地址)，并将查到的IP地址存储在目标地址库中；

2b)将与输入信息对应的终端IP地址存储到目标地址库后，保持一段等待时间，等待时间的长短可根据实际情况设定，在等待时间内，判断是否有其它用户选择了与待播发内容相同的内容，若有则将该用户所请求的目标终端地址与目标地址库合并；

3a)分别向目标地址库中各个IP地址所属的终端发送加入组播组的单播通知消息；由于这里单播发送的仅仅是通知消息，因此即便是采用单播方式也不会对系统和网络构成负担；

3b)为尽可能的将消息有效的发送给目标用户，若在设定时间内未收到终端的返回信息，则重新向该终端发送加入组播组的消息；

4)接收终端的返回信息，若为拒绝加入组播组的应答则不再向该终端发送加入该组播组的消息，对于该终端地址，流程结束；若为确认应答则接收终端加入组播组的请求并执行步骤5)；(图1中表示的是接收应答为确认的情况。)

5)判断发送请求的源IP地址是否属于目标地址库，若否则发送拒绝加入消息，阻止发送组播数据；若是则发送组播数据。

为了保证上述流程中所采用的无应答则重发通知的策略不至于导致目标地址库中长期驻留不活跃的甚至有可能是无效的IP地址，最好还应用相应的地址管理策略，即：

1、给目标地址库中的各条目均设置超时时间，若达到超时时间则将该条目从目标地址库中删除；

2、在重发消息设定次数后仍未获得终端的返回信息，则将该终端地址标记为不活跃，并延长重发的间隔时间，比如过24小时再尝试和该IP地址联系；为体现本发明方法的灵活性，对于这种情况，本发明还提供一个额外的流程，即在标记为不活跃的终端对定时发送的通知消息返回确认应答后，将组播数据以单播的形式发送给该终端，确保数据被可靠接收。

在上述实现方法中采用了将目标IP地址集中存储于目标地址库的优选方案，该方案便于通知消息的集中发送和对IP地址的管理，使得一些使本发明方法更完善并具有更强可操作性的策略得以运用，例如：对IP地址的驻留时间进行限制和管理、对无应答IP地址进行消息重发、根据重发次数设置重发间隔、对终端组播加入消息的合法性做验证等。

此外，目标地址库等待时间的设置，是为了尽量充分利用网络资源，使得在一定时间内发送相同内容的多个组播组可以合并。

另外，在进行数据组播发送前还对终端的组播加入消息的合法性做验证，则是为了保证数据发送的可靠性，确保数据只被指定的用户所接收。

本发明还提供一种实现上述组播数据下发方法的系统，模块结构示意图如图2所示，包括进行组播数据下发的装置(即头端)和相应的数据接收终端。

头端包括判断逻辑模块、目标地址库、单播发送模块和组播组控制模块；

判断逻辑模块：该模块负责接收来自外部输入或点播服务器发送等途径的前述输入信息，根据输入信息查找相应的目标终端地址，并将查到的地址存储在目标地址库中；同时，还在目标地址库的等待时间内，判断是否有其它用户选择了相同的内容，若是则将该用户所请求的目标终端地址合并到同一目标地址库中；

目标地址库：该模块负责存储目标终端的IP地址，并在等待时间后将所存储的IP地址发送给单播发送模块；该模块中存储的条目均有超时时间，若达到超时时间则将相应条目删除。

单播发送模块：该模块负责接收传来的IP地址，向每个IP地址所属的终端发送一个加入组播组的消息；并负责接收终端的确认或拒绝应答；若在设定的时间间隔后未收到应答则重新向该终端发送加入组播组的消息；若重发设定次数后仍未获得终端应答，则将该终端地址标记为不活跃，并延长重发的间隔时间；若收到终端拒绝加入组播组的应答则不再向该终端发送加入该组播组的消息；此外，该模块还负责在标记为不活跃的终端返回确认应答后，将组播数据以单播的形式发送给该终端；

组播组控制模块：该模块负责接收终端的加入请求，进行数据的组播发送；同时，它也负责对终端的组播加入消息的合法性做验证，若所接收加入请求对应的终端地址属于目标地址库，则发送组播数据，若否，则发送拒绝加入消息。

与上述组播数据下发装置相应的数据接收终端包括数据接收决策模块，该模块负责接收所述加入组播组的消息，并根据用户的选择，或者向所述单播发送模块返回确认应答并且向所述组播组控制模块返回加入组播组的请求，或者返回拒绝应答。该模块的处理流程如图3所示，包括

①接收头端发来的加入组播组通知；

②根据用户的选择决定是否加入组播组，若是，则转到步骤③，若否则转到步骤④；这个过程一般通过在终端所控制的显示界面上弹出对话框的方式进行；

③向头端返回确认应答，并发送IGMP请求；

④向头端返回拒绝应答，继续等待加入组播组通知。

本发明提供了灵活的组播数据下发解决方案，弥补了现有IPTV数据传输方式的不足，特别适合应用于时效性强或针对人群很明确的内容的传输。

Claims (14)

1.一种组播数据下发方法，其特征在于：

由头端向目标终端单播发送加入组播组的消息；

接收终端的返回信息，若为拒绝加入组播组的应答则不再向该终端发送加入该组播组的消息；若为确认应答则接收终端加入组播组的请求，向终端发送组播数据。

2.根据权利要求1所述的组播数据下发方法，其特征在于：头端通过如下步骤向目标终端发送加入组播组的消息：

1)接收包含有终端识别内容的输入信息；

2)根据输入信息查找相应的目标终端地址，并将查到的地址存储在目标地址库中；

3)向目标地址库中各个地址所属的终端发送加入组播组的消息。

3.根据权利要求2所述的组播数据下发方法，其特征在于：若终端的返回信息为确认应答，还包括如下步骤：

4)在接收终端加入组播组的请求后，判断该终端地址是否属于目标地址库，若否，则发送拒绝加入消息，若是则发送组播数据。

4.根据权利要求2或3所述的组播数据下发方法，其特征在于：所述输入信息中还包含有待播发内容或对待播发内容的指定；在所述步骤2)中，头端根据输入信息存储目标终端地址后，还经过一段等待时间再执行步骤3)，若在所述等待时间内有其它用户选择了与待播发内容相同的内容，则将该用户所请求的目标终端地址并入所述目标地址库中。

5.根据权利要求2或3所述的组播数据下发方法，其特征在于：所述步骤3)中，若在设定时间内未收到终端的返回信息，则重新向该终端发送加入组播组的消息。

6.根据权利要求5所述的组播数据下发方法，其特征在于：所述目标地址库中的各条目均设置有超时时间，若达到所述超时时间则将该条目从目标地址库中删除。

7.根据权利要求5所述的组播数据下发方法，其特征在于：在重发所述加入组播组的消息设定次数后仍未获得终端的返回信息，则将该终端地址标记为不活跃，并延长重发的间隔时间。

8.根据权利要求7所述的组播数据下发方法，其特征在于：标记为不活跃的终端返回确认应答后，将组播数据以单播的形式发送给该终端。

9.一种进行组播数据下发的装置，其特征在于：包括单播发送模块和组播组控制模块；所述单播发送模块向目标终端发送加入组播组的消息，并接收终端的确认或拒绝应答，若为拒绝加入组播组的应答则不再向该终端发送加入该组播组的消息；所述组播组控制模块接收终端的加入请求，并进行数据的组播发送。

10.根据权利要求9所述的进行组播数据下发的装置，其特征在于：还包括判断逻辑模块和目标地址库；

所述判断逻辑模块接收包含有终端识别内容的输入信息，根据输入信息查找相应的目标终端地址，并将查到的地址存储在目标地址库中；

所述目标地址库将存储的目标终端地址发送给所述单播发送模块；

所述组播组控制模块还判断所接收加入请求对应的终端地址是否属于目标地址库，若否，则发送拒绝加入消息，若是则发送组播数据。

11.根据权利要求10所述的进行组播数据下发的装置，其特征在于：

所述目标地址库在获得根据输入信息查到的目标终端地址后，还经过一段等待时间再将目标终端地址发送给所述单播发送模块；

所述判断逻辑模块在所述等待时间内，还根据所述输入信息中包含的待播发内容或对待播发内容的指定，判断是否有其它用户选择了相同的内容，若是则将该用户所请求的目标终端地址并入所述目标地址库中。

12.根据权利要求10或11所述的进行组播数据下发的装置，其特征在于：

所述单播发送模块还在所述目标地址库中标记出未应答终端地址，并在设定的时间间隔后重新向该终端发送加入组播组的消息；若重发设定次数后仍未获得终端应答，则将该终端地址标记为不活跃，并延长重发的间隔时间；

所述目标地址库对各条目均设置超时时间，若达到所述超时时间则将该条目删除。

13.根据权利要求12所述的进行组播数据下发的装置，其特征在于：所述单播发送模块还在标记为不活跃的终端返回确认应答后，将组播数据以单播的形式发送给该终端。

14.一种与权利要求9～13任意一项所述进行组播数据下发的装置相应的数据接收终端，其特征在于：包括数据接收决策模块，该模块接收所述加入组播组的消息，并根据用户的选择，或者向所述单播发送模块返回确认应答并且向所述组播组控制模块返回加入组播组的请求，或者返回拒绝应答。

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