CN100405783C - 以太网组播方法 - Google Patents
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Abstract
以太网组播方法，涉及计算机网络通信领域，尤其涉及以太网内设备的组播报文传输方法。本发明的以太网组播方法，源设备向目的设备发送组播报文，所述组播报文包含源MAC地址、目的MAC地址，所述组播报文还包含第一标识，所述第一标识用于表征该组播报文的目的设备组。本发明的有益效果是，通过采用了dstid(目标设备列表)用以标识组播地址，这种位图的方式和使用传统的组播相比，有效减少了设备维护以太组播地址的代价，提高了匹配组播地址的效率。采用本发明的技术方案可以在机架式设备内部提供一种基于以太的简单、高效、可靠的组播传输方法。并在一定条件下可扩充到有限范围内的主机(或设备)间通信。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络通信领域，尤其涉及以太网内设备的组播报文传输方法。
背景技术
对于以太网内部的数据通信，尤其是机架式设备内部数据传输，当主卡向多个线卡发送同一报文，或者一线卡向多个线卡发送同一报文时，如果采用单播的方式，将该报文多次发送，这样相同报文的多次传输既增加了网络负荷，也降低了发送方的效率。组播是一种受限制的广播方式，它具有组播报文一次发送、利用网络接口硬件检查帧的优点。但是如果采用传统的组播技术，应用程序必须分配一个组播地址。希望接收到组播消息的计算机的接口硬件必须配置为能够接收这个组播地址。
对于以太网，当地址中最高字节的最低位设置为1时表示该地址是一个组播地址，用十六进制可表示为01:00:00:00:00:0016(以太网广播地址ff:ff:ff:ff:ff:ff16可看作是以太网组播地址的特例)。传统的以太组播需要维护相应的组播MAC地址，用户根据组播MAC地址来判断自己是否属于该组播组。对于成员有限的网络，虽然成员总数不大，但可能出现的组播组的数量还是会比较大，各个成员维护相应的组播MAC地址时既耗费资源，并且匹配组播MAC地址的效率也不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种以太网内可靠数据传输方法，特别是为基于以太的卡间通信提供一种简单、高效、可靠的组播通信方法，以降低传统以太维护组播地址的复杂度，提高匹配组播地址的效率，克服传统以太组播不可靠的缺点。
本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是，提供一种以太网组播方法，源设备向目的设备发送组播报文，所述组播报文包含源MAC地址、目的MAC地址，其特征在于，所述组播报文增加内部组播地址标识，所述内部组播地址标识包含第一标识，所述第一标识用于表征该组播报文的目的设备组，以太网内的设备对应第一标识中相应bit位。
所述内部组播地址标识还包含第二标识，所述第二标识用于表征发送该组播报文的源设备。所述第一标识的bit位不少于该以太网内的设备的数目，且每一设备对应至少一个bit位。所述第一标识的bit位不少于该以太网内的设备的数目，且每一设备对应一个bit位。具体的说，包括以下步骤：a.发送组播报文的源设备将报文的目的MAC地址全填F，源MAC地址填源设备的MAC地址，在第一标识中标注目的设备，进入缓存队列，发送；b.以太网内设备收到报文后，通过读取第一标识，判断目的设备组中是否包括本设备，若包含则接收该报文，若不包含则丢弃该报文。还包括以下步骤：c.源设备在第二标识中标注源设备；d.目的设备接收组播报文后，若发现报文序号乱序，则向组播该报文的源设备发送NAK报文；e.源设备收到NAK报文后，重发组播报文。所述设备为机架式设备。
本发明的有益效果是，通过采用了dstid(目标设备列表)用以标识组播地址，这种位图的方式和使用传统的组播相比，有效减少了设备维护以太组播地址的代价，提高了匹配组播地址的效率。采用本发明的技术方案可以在机架式设备内部提供一种基于以太的简单、高效、可靠的组播传输方法。并在一定条件下可扩充到有限范围内的主机(或设备)间通信。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明一个实施例，机架式设备结构图。
图2是本发明的第一标识dstid示意图。
图3是线卡接收数据报文的流程。
具体实施方式
本文所述的以太网内设备是指具有以太网MAC地址的设备，或者说，是以太网的组成单元。
本发明改进传统以太组播通过以太MAC地址作为组播地址的方式，在传统以太报文中增加了第一标识dstid和第二标识srcid两个字段用做内部组播地址标识，接收方将根据dstid和srcid判断自己是否属于该报文的组播成员以及报文的发送方。在正确接收组播报文后，接收方并不向源发送确认报文，而是在接收到乱序的组播报文时，接收方才发送NAK报文告知发送方出现错误，请求重传。也就是说，如果组播报文发送成功，发送方将不会收到NAK报文，此时根据队列门限或者时间门限两种方法进行发送缓存队列的释放。
下面详细描述本发明中对应的内部地址标识和缓存队列释放方法：
1.地址标识
为减少对以太组播地址的维护以及对组播地址的高效匹配，我们增加了dstid和srcid两个字段用做内部组播地址标识，其中：
dstid：目标设备列表，2字节(可扩充)。以位图方式标识线卡，即每bit代表一个设备，最多同时支持15个设备(当设备数大于15时可扩充dstid字节数)。最低bit位对应线卡1，第N位对应线卡N+1，通过这种方式对各线卡赋予地址标识。dstid最高有效位表示报文是否属于组播报文(1表示报文是组播报文，0表示报文是单播报文)。dstid中其余bit位置1表示对应的设备属于组播组。接收方根据组播报文中本设备对应的dstid位判断自己是否属于该组播组。例如二进制1000000100001010(0x810A)表示线卡2、4、9属于本次组播组。
srcid：源设备id，2字节，直接以线卡卡号(槽位号)赋值。
源设备发送组播报文时：目的MAC填全F，源MAC填本线卡MAC，dstid填本次组播设备列表，srcid填源设备卡号。
线卡发送对组播报文的响应时：目的MAC填该组播报文的发送方MAC，源MAC填本卡MAC，dstid填本次组播设备列表，srcid填本卡卡号(如线卡1卡号为1)，组播发送方将根据响应报文中的dstid字段判断该响应报文是否属于组播响应报文，并找到对应的组播发送进程，根据srcid字段判断响应报文的源。
对于dstid，其应当能够表征一台或多台设备。例如，如果网内共有N台设备，则每一台设备都应当能够在dstid内以某种形式得到描述。最简单的例子是，如果有共有7台设备，则dstid以7个bit位分别对应(代表)这7台设备，如果某一设备属于组播对象，则其对应为置1，不属于则置0。反之亦可。
当局域网范围内的主机(或设备)可以通过管理人员进行编号，以适应dstid和srcid的设计思路时，我们可以进一步将本方案扩充到一定范围、传输相对可靠(误码率低)的局域网环境中使用。编号方法可以采用固定管理员主机对网内所有主机动态分配编号(主机启动便向管理员主机申请编号)的方式，也可以采用固定主机编号的方式，管理员为每一台主机分配一个固定的、独一无二的编号。
以下以一款机架式路由交换机进行说明。系统含13张线卡，通过1000M以太连接，如图1所示。
以线卡13发送组播组成员为线卡2、4、9的组播报文为例：
1.构造报文，目的MAC填全F，源MAC填线卡13的MAC，dstid填0x810A，具体dstid地址示意图见图2，srcid填13，将报文进入缓存队列，发送；
2.所有线卡收到组播报文后，判断dstid中本卡对应的位是否为1，如果为1表明本卡属于本报文中的组播组，接收此报文，如果为0则丢弃报文；
3.当线卡2、4、9接收组播报文后，如果发现报文序号乱序(报文号大于预期报文号)，则根据srcid向组播报文发送方(线卡13)发送NAK报文，该报文目的MAC填线卡13的MAC，源MAC填本卡MAC，dstid为本组播报文的dstid，即0x810A，srcid填本卡的卡号，报文类型为NAK，报文内容包含预期收到的报文序号N(R)；
4.线卡13收到NAK报文，根据dstid和N(R)，从该序号起将对应的组播报文重新发送；
5.线卡2、4、9收到组播报文后，若发现该报文已经接收(报文号小于预期报文号)，直接丢弃报文，如果一切正常(报文序号正常，属于该接收的报文)，则不往线卡13发送任何报文，线卡接收数据报文的流程如图3所示；
6.线卡13一直未收到线卡2、4、9发来的NAK报文，则认为线卡2、4、9已经成功接收报文；
本组播方案采用X.25的流控方式，故障检测采用保活报文的方式，因这些内容不涉及创新部分，故在此不再赘述。
Claims (7)
1.以太网组播方法，源设备向目的设备发送组播报文，所述组播报文包含源MAC地址、目的MAC地址，其特征在于，所述组播报文增加内部组播地址标识，所述内部组播地址标识包含第一标识，所述第一标识用于表征该组播报文的目的设备组，以太网内的设备对应第一标识中相应bit位。
2.如权利要求1所述的以太网组播方法，其特征在于，所述内部组播地址标识还包含第二标识，所述第二标识用于表征发送该组播报文的源设备。
3.如权利要求1所述的以太网组播方法，其特征在于，所述第一标识的bit位不少于该以太网内的设备的数目，且每一设备对应至少一个bit位。
4.如权利要求1所述的以太网组播方法，其特征在于，所述第一标识的bit位不少于该以太网内的设备的数目，且每一设备对应一个bit位。
5.如权利要求1所述的以太网组播方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.发送组播报文的源设备将报文的目的MAC地址全填F，源MAC地址填源设备的MAC地址，在第一标识中标注目的设备，进入缓存队列，发送；
b.以太网内设备收到报文后，通过读取第一标识，判断目的设备组中是否包括本设备，若包含则接收该报文，若不包含则丢弃该报文。
6.如权利要求5所述的以太网组播方法，其特征在于，还包括以下步骤：
c.源设备在第二标识中标注源设备；
d.目的设备接收组播报文后，若发现报文序号乱序，则向组播该报文的源设备发送NAK报文；
e.源设备收到NAK报文后，重发组播报文。
7.如以上任意一权利要求所述的以太网组播方法，其特征在于，所述设备为机架式设备。
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