CN100583773C - 以网络层元件控制数据链路层元件的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

网络层装置(4)控制数据链路层装置(6)对数据链路层功能性的提供，以便向订户(8A，8b)提供所请求多媒体服务。例如，网络层装置(4)可控制数据链路层装置(6)对多播详尽细节的执行或者数据链路层装置(6)对包的排队和转发，以便促进根据服务质量类的包传输。网络层装置(4)可把控制消息发送到数据链路层装置(6)，以便动态配置数据链路层装置(6)所存储的控制对象，例如多播过滤信息或服务质量简档。网络层装置(4)可能是服务边缘路由器，以及数据链路层装置(6)可能是客户端设备装置，例如调制解调器或无线接入点，或者交换机、例如数字用户线接入复用器。

Description

以网络层元件控制数据链路层元件的方法及装置
技术领域
[0001]本发明涉及计算机网络，更具体来说，涉及计算机网络中的多媒体订户服务的提供。
背景
[0002]计算机网络是交换数据以及共享资源的互连计算装置的集合。在基于分组的网络、如因特网中，计算装置通过把数据分为称作包的小块来传递数据。包分别通过网络从源装置路由到目标装置。目标装置从包中提取数据，并把数据组装为其原始形式。把数据分为包的操作使源装置能够只是重新发送在传输过程中可能丢失的那些个别包。
[0003]网络中称作路由器的某些装置保存描述通过网络的可用路由的路由选择信息。每个路由定义网络上的两个位置之间的路径。在收到输入数据包时，路由器检查包中的首标信息以识别包的目的地。根据首标信息，路由器访问路由选择信息，为包选择适当路由，并相应地转发该包。
[0004]网络服务提供商(NSP)经由订户装置以及由NSP维护的路由器向订户提供多媒体服务。路由器在开放系统互连(OSI)参考模型的第三层、即网络层中工作，并且通常采用第三层协议相互通信。因此，路由器往往称作网络层装置或第三层装置。类似地，路由器所提供的促进因特网服务的提供的功能性往往称作网络层功能性。由NSP维护并由NSP用来提供多媒体服务的路由器可称作服务边缘(SE)路由器。NSP可采用SE路由器来提供根据每个订户来区分的多媒体服务。
[0005]例如，NSP可允许订户在其各自的订户装置上接收多播流。为了允许订户接收多播流，SE路由器处理来自订户装置对于多播流、例如因特网组管理协议(IGMP)主机成员资格报告的请求。为了提供被请求多播流，SE路由器必须为请求该多播流的各订户装置复制和转发多播流的包。基于每个订户的多播流的复制消耗路由器的大量处理和存储资源以及从路由器出来的网络链路上的带宽。
[0006]NSP还可为订户提供每个订户不同的服务简档。各服务简档可包括例如源自或送往关联订户装置的包的一个或多个服务质量(QoS)类。QoS类可定义带宽分配和突发大小，以便支持那个QoS类中的订户装置的通信吞吐量等级。此外，NSP可为订户提供所请求的某些包流、例如与基于因特网协议的语音(VoIP)呼叫关联的单播包流的QoS类。为了实现根据订户的服务简档中表明的或者订户为包流所请求的QoS类的吞吐量，NSP所维护的路由器可通过网络转发特定包流上源自或发送订户的包，它们可能被指定用于QoS类，并且设计成支持与QoS类关联的吞吐量、例如提供带宽。
发明内容
[0007]一般来说，本发明针对一些技术，它们允许网络层装置、如服务边缘(SE)路由器控制数据链路层装置对数据链路层功能性的提供，以便向订户提供所请求多媒体服务。数据链路层装置是一种装置、诸如交换机或客户端设备(CPE)装置，它在开放系统互连(OSI)参考模型的数据链路层、即OSI参考模型的第二层中工作。CPE装置可能是例如调制解调器、无线接入点或者交换机。网络层装置可把控制消息发送到数据链路层装置，以便动态配置数据链路层装置所存储的控制对象，以及数据链路层装置可根据控制对象的配置来提供数据链路层功能性。
[0008]例如，SE路由器可控制交换机或接入复用器、如数字用户线接入复用器(DSLAM)对多播详尽细节、即多播包的复制和转发的执行。在从订户装置接收到标识多播流、例如因特网组管理协议(IGMP)主机成员资格报告的多播加入/离开消息时，SE路由器向交换机发送控制消息，以便根据多播加入/离开消息动态配置由交换机所维护的多播过滤信息。
[0009]SE路由器可把所请求多播流与例如异步转移模式(ATM)虚拟电路(VC)关联，以及封装所请求多播流的包并将其转发给关联VC上的数据链路层装置。发送给交换机的控制消息可标识与多播流关联的VC以及正请求订户装置。响应控制消息，通过把与多播流关联的VC与订户装置和交换机之间的VC关联、例如“交叉连接”，交换机可动态配置多播过滤信息。交换机可选择多个到指定用于多播业务的订户装置的空闲VC之一。控制消息可在专用于控制消息业务的控制VC上发送。
[0010]在一些实施例中，SE路由器由NSP用于向某个多媒体服务的所有订户提供一些多播流，以及仅向优质(premium)服务的订户提供其它优质多播流。在这类实施例中，SE路由器可保存把多播流分类为优质或非优质的信息以及表明订户是否被授权接收优质多播流的信息。在从订户装置接收到请求多播流的多播加入消息时，SE路由器可确定所请求流是优质还是非优质的，以及订户是否被授权接收所请求流。
[0011]在SE路由器区分优质与非优质多播流的实施例中，SE路由器可与非优质多播流不同地处理优质多播流的包的复制和转发。例如，SE路由器可根据每个订户来复制和转发非优质多播流以及根据每个交换机来复制和转发优质多播流。对于优质多播流，SE路由器控制如上所述由交换机对多播详尽细节的执行，使得多播流被适当地传递到正请求订户。此外，优质多播流可被传递交换到专用VC上。
[0012]SE路由器还可控制交换机或其它CPE装置所执行的包转发，以便于根据对于包流所请求的服务质量(QoS)类的包传输。SE路由器可接收来自订户装置的对于具有特定QoS类的包流、例如基于因特网协议的语音(VoIP)呼叫的请求。SE路由器确定与订户装置关联的订户是否关于QoS类被授权，并检索描述所请求QoS类的QoS信息。SE路由器发送包括QoS信息的至少一部分的控制消息，以便动态配置由交换机或CPE装置维护的第2层链路的QoS简档。第2层链路是交换机或CPE装置与订户装置之间的第2层链路。通过动态配置第2层链路的QoS简档，SE路由器使交换机或CPE装置配置第2层链路，使得所请求QoS等级得到促进。交换机或CPE装置可例如优先对包流的包进行排队，以便增加第2层链路上的包流的包吞吐量。
[0013]SE路由器还可发送控制消息来控制交换机或其它CPE装置所执行的包转发，以便根据服务简档为订户提供多媒体服务。SE路由器可通过接收CPE装置到网络的物理连接的指示，来检测订户的帐户的激活。SE路由器可检索订户的服务简档信息，并且向交换机或CPE装置发送包括服务简档信息的至少一部分的控制消息，以便动态配置交换机或CPE装置所维护的服务简档。交换机或CPE装置所维护的服务简档信息可包括交换机或CPE装置与订户装置之间的第2层链路的QoS简档。
[0014]在一个实施例中，一种方法包括：从订户装置接收对多媒体服务的请求；以及动态配置数据链路层装置所存储的控制对象，以便控制数据链路层装置根据请求来提供数据链路层功能性。
[0015]在另一个实施例中，网络层装置包括控制单元，它从订户装置接收对多媒体服务的请求，并且动态配置数据链路层装置所存储的控制对象，以便控制数据链路层装置根据请求来提供数据链路层功能性。
[0016]在另一个实施例中，计算机可读介质包括一些指令，它们使可编程处理器从订户装置接收对多媒体服务的请求，并且动态配置数据链路层装置所存储的控制对象，以便控制数据链路层装置根据请求来提供数据链路层功能性。
[0017]在另一个实施例中，一种方法包括：存储控制对象；以及从网络层装置接收控制消息，所述控制消息由网络层装置响应从订户装置发送到网络层装置的对多媒体服务的请求而发送。该方法还包括：根据控制消息动态配置控制对象；以及根据控制对象的配置，按照所请求多媒体服务来提供数据链路层功能性。
[0018]在另一个实施例中，数据链路层装置包括控制单元，以便存储控制对象以及从网络层装置接收控制消息，所述控制消息由网络层装置响应从订户装置发送到网络层装置的对多媒体服务的请求而发送。控制单元根据控制消息动态配置控制对象，以及根据控制对象的配置，按照所请求多媒体服务来提供数据链路层功能性。
[0019]在另一个实施例中，计算机可读介质包括一些指令，它们使可编程处理器存储控制对象以及从网络层装置接收控制消息，所述控制消息由网络层装置响应从订户装置发送到网络层装置的对多媒体服务的请求而发送。所述介质还包括一些指令，它们使可编程处理器根据控制消息动态配置控制对象，以及根据控制对象的配置，按照所请求多媒体服务来提供数据链路层功能性。
[0020]在另一个实施例中，一种系统包括：网络层装置，从订户装置接收标识多播流的多播协议消息；以及数据链路层装置，从网络层装置接收多播流。数据链路层装置在网络层装置的控制下复制多播流并将其转发到订户装置。
[0021]在另一个实施例中，一种方法包括：在网络层装置中维护多播流的分类信息；以及根据分类信息动态配置数据链路层装置所存储的多播过滤信息。
[0022]在另一个实施例中，网络层装置包括控制单元，它维护多播流的分类信息；以及根据分类信息动态配置数据链路层装置所存储的多播过滤信息。
[0023]在另一个实施例中，一种方法包括：在网络层装置中存储与订户关联的服务质量简档；以及动态配置数据链路层装置与订户装置之间的第2层链路的服务质量简档，服务质量简档由数据链路层装置来存储。服务质量简档可控制数据链路层装置根据网络层装置所存储的订户服务质量简档为订户转发包。
[0024]在另一个实施例中，网络层装置包括控制单元，以便存储与订户关联的服务质量信息，以及根据与订户关联的服务质量简档动态配置数据链路层装置和与订户关联的订户装置之间的第2层链路的服务质量简档，第2层链路的服务质量简档由数据链路层装置来存储。
[0025]本发明可提供一个或多个优点。一般来说，通过控制数据链路层装置对数据链路层功能性的提供，网络层装置可增强对订户的多媒体服务的提供，和/或从NSP或网络层装置的角度来说减少与提供这些服务关联的负担。
[0026]例如，通过控制数据链路层装置对多播详尽细节的执行，网络层装置能够向订户装置提供多播流，同时仅根据每个交换机来复制这些流。因此，与传统的网络装置相比，网络层装置可具有与提供多播流关联的降低的处理负担，并且可能消耗把网络装置耦合到数据链路层装置的媒体上的更少带宽。此外，通过区分复制优质和非优质流并将其转发给订户的方式，例如根据每个数据链路层装置来传递优质多播流以及经由专用路径到数据链路层装置，网络层装置可促进具有比非优质流更高的QoS的优质流的提供。
[0027]作为另一个实例，通过控制数据链路层装置根据特定包流的服务质量类或者根据订户服务简档表明的一般服务质量类来促进包的传输，网络层装置可提高提供给订户的整体服务质量。此外，通过向数据链路层装置提供订户服务简档信息，网络层装置可使将多媒体服务帐户初始化的过程更高效。
[0028]在附图及以下描述中阐述本发明的一个或多个实施例的详细情况。通过描述和附图以及通过权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点将会十分明显。
附图概述
[0029]图1是框图，说明根据本发明的原理的示例多媒体组网环境，在其中，网络层装置控制数据链路层装置对数据链路层功能性的提供。
[0030]图2是框图，说明根据本发明的原理的示例多媒体组网环境，在其中，服务边缘路由器控制数据链路层装置对多播详尽细节的执行。
[0031]图3是框图，说明根据本发明的原理的另一个示例组网环境，在其中，服务边缘路由器控制数据链路层装置对多播详尽细节的执行。
[0032]图4是框图，说明示例服务边缘路由器，它控制数据链路层装置对多播详尽细节的执行。
[0033]图5是框图，说明示例交换机，它如路由器所表明的执行多播详尽细节。
[0034]图6A和图6B是流程图，说明一种示例方法，在其中，服务边缘路由器控制数据链路层装置对多播详尽细节的执行。
[0035]图7是框图，说明根据本发明的原理的示例多媒体组网环境，在其中，服务边缘路由器控制客户端设备装置的包转发，以便于单播包流的所请求服务质量类。
[0036]图8是框图，说明示例服务边缘路由器，它控制客户端设备装置的包转发，以便于单播包流的所请求服务质量类。
[0037]图9是框图，说明示例客户端设备装置，它从服务边缘路由器接收服务质量信息，以便于根据该信息的单播包流的所请求服务质量。
[0038]图10是流程图，说明根据本发明的原理的示例方法，在其中，服务边缘路由器控制客户端设备装置的包转发，以便于单播包流的所请求服务质量类。
[0039]图11是框图，说明根据本发明的原理的示例多媒体组网环境，在其中，服务边缘路由器控制交换机和客户端设备装置的包转发，以便根据关联服务简档向订户提供多媒体服务。
[0040]图12是框图，说明示例服务边缘路由器，它控制交换机和客户端设备装置的包转发，以便根据服务简档向订户提供多媒体服务。
[0041]图13是框图，说明示例交换机，它从服务边缘路由器接收订户服务简档信息，并根据服务简档信息为订户转发包。
[0042]图14是框图，说明示例客户端设备装置，它从服务边缘路由器接收订户服务简档信息，并根据服务简档信息为订户转发包。
[0043]图15是流程图，说明一种示例方法，在其中，服务边缘路由器控制交换机和客户端设备装置的包转发，以便根据服务简档向订户提供多媒体服务。
详细说明
[0044]图1是框图，说明根据本发明的原理的示例多媒体组网环境2，在其中，网络层装置4控制数据链路层装置6对数据链路层功能性的提供。网络层装置4是一种装置、如路由器，它在开放系统互连(OSI)参考模型的第三层、即网络层中工作。数据链路层装置6是一种装置、例如交换机、接入复用器或者客户端设备(CPE)装置，它在OSI参考模型的第二层、即数据链路层中工作。CPE装置可能是例如调制解调器、无线接入点或者交换机。
[0045]如图1所示，网络层装置4和数据链路层装置6可把订户装置8A和8B(统称为“订户装置8”)耦合到网络10。为了示范目的，参照基于分组的网络、如因特网来描述网络10。网络10可包括多个自主系统(未示出)，其中每个包括各种装置，例如路由器和交换机(未示出)，以便通过网络10路由包。具体来说，网络10包括与向和订户装置8关联的订户提供多媒体服务的网络服务提供商(NSP)关联的自主系统，即提供商网络。
[0046]NSP维护网络层装置4向订户装置8提供对网络10的访问以及经由订户装置8向订户提供多媒体服务。因此，在网络层装置4为路由器的情况下，网络层装置4可称作“服务边缘”(SE)路由器。网络层装置4可用作订户装置8的宽带远程接入服务器(B-RAS)。订户装置8可能是例如个人计算机、服务器、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)或者网络使能设备、如数字电视机顶盒。
[0047]根据本发明的原理，网络层装置4向数据链路层装置6发送控制消息，以便控制数据链路层装置6对数据链路层功能性的提供。控制消息包含数据链路层装置6用来动态更新数据链路层装置6所维护的控制对象的信息，它控制数据链路层装置6对数据链路层功能性的提供。控制消息可能是“带内的”，使得它们由数据链路层装置6更迅速地处理。例如，控制消息可能符合网络层协议、例如经由因特网协议(IP)传递的包。
[0048]本发明可应用于各种环境并且与各种类型的数据链路层装置6结合应用。例如，如上所述，数据链路层装置6可能是交换机或者CPE装置。本发明可应用于例如数字用户线(DSL)或宽带电缆环境，以及数据链路层装置6可能是数字用户线接入模块(DSLAM)或电缆调制解调器端接系统(CMTS)。在这类实施例中，网络层装置4、数据链路层装置6以及订户装置8之间的通信可经由异步转移模式(ATM)虚拟电路(VC)或者ATM VC与虚拟局域网(VLAN)的组合来进行。
[0049]在其它实施例中，数据链路层装置6可能是以太网桥，以及在网络层装置4、数据链路层装置6和订户装置8之间的通信可经由根据IEEE 802.3系列标准的以太网帧来进行。在一些实施例中，下面会更详细地进行描述，从网络层装置4发送到数据链路层装置6的控制消息以及由网络层装置4和数据链路层装置6所维护以便提供网络层功能性的信息的内容可根据本发明所应用的环境来改变。例如，消息和信息的内容可根据数据链路层装置6的类型以及网络层装置4、数据链路层装置6和订户装置8所使用的通信模式来改变。
[0050]NSP采用网络层装置4向与订户装置8关联的订户提供各种多媒体服务。例如，NSP可能允许订户在订户装置8上经由网络层装置4接收多播流。NSP也可采用网络层装置4来根据特定单播包流、如基于IP的语音(VoIP)呼叫的服务质量(QoS)类为订户提供包传输。作为另一个实例，NSP可采用网络层装置4来管理每个订户不同的服务简档。服务简档可定义特定客户的所有入站或出站包业务的一个或多个一般QoS类。
[0051]通过控制数据链路层装置6，网络层装置4可增强这些服务，和/或从NSP或网络层装置4的角度减少与提供这些服务关联的负担。例如，网络层装置4可控制数据链路层装置6对多播详尽细节的执行，从而减少向订户装置8传递多播流的负担。作为另一个实例，网络层装置4可控制数据链路层装置6进行的包转发，以便根据相应订户简档来促进特定包流的QoS类或者一般QoS类。通过控制数据链路层装置6来促进QoS类，提供给订户的整体QoS可能得到改进。
[0052]图2是框图，说明根据本发明的原理的示例多媒体组网环境20，在其中，SE路由器22控制交换机24A和24B(统称为“交换机24”)对多播详尽细节的执行。多播详尽细节包括多播包的复制和转发。包括多播详尽细节的多播通常根据IP多播协议由在OSI参考模型的网络层中工作的装置、如SE路由器22来执行。
[0053]交换机24在OSI参考模型的第二层、即数据链路层中工作。传统交换机不处理IP多播控制包、即因特网组管理协议(IGMP)成员资格报告包。此外，传统的数据链路层交换机虽然能够执行多播详尽细节，但通常对于多媒体组网环境中的多播流的提供不执行多播详尽细节。因此，向多个订户提供多播流的传统SE路由器必须为各订户复制流。
[0054]通过控制符合本发明的原理的交换机24对多播详尽细节的执行，SE路由器22能够向订户装置26A-D(统称为“订户装置26”)提供多播流，同时仅根据每个交换机来复制这些流。因此，与传统的SE路由器相比，SE路由器22可具有与提供多播流关联的减少的处理负担。此外，与传统的SE路由器的消耗相比，在提供多播流时，SE路由器22可能消耗把SE路由器22耦合到交换机24的媒体28A和28B(统称为“媒体28”)上的更少带宽。
[0055]如图2所示，SE路由器22是计算机网络30中的路由器。网络30是基于分组的网络、如因特网。网络30可包括多个自主系统(未示出)以及诸如附加路由器和交换机之类的装置(未示出)，以便通过网络30路由包。网络30包括与维护SE路由器22的网络服务提供商(NSP)关联的自主系统(未示出)，即提供商网络。
[0056]NSP经由SE路由器22向与订户装置26关联的订户提供多媒体服务。例如，NSP使多播流可用于订户，以及订户在其关联的订户装置26上接收被请求多播流。订户装置26可能是例如个人计算机、膝上型计算机、手持计算机或者电视机顶盒。多播流可包括例如视频、音频、数据或它们的任何组合。
[0057]SE路由器22维护描述所接收多播包应当如何被复制并转发给订户装置26的一个或多个的多播过滤信息32。SE路由器22根据从订户装置26接收的表明希望加入或离开多播组、即接收或停止接收多播流的消息来更新多播过滤信息。例如，当与订户装置26A关联的订户请求多播流时，订户装置26A向相邻路由器、即SE路由器22发送多播加入消息，例如请求与所请求多播流关联的多播组中成员资格的IGMP主机成员资格报告。作为数据链路层装置，交换机24A没有处理加入消息而把加入消息转发到SE路由器22。
[0058]SE路由器可用作订户装置26的B-RAS。因此，SE路由器22可认证与订户装置26A关联的订户，并确定该订户是否被授权接收多播流。网络30上可用的服务器34可存储标识订户并表明订户被授权接收什么多播流的信息。当与订户装置26之一关联的订户登录或者激活其多媒体服务帐户时，SE路由器22可查询服务器34，以便认证订户并接收订户的授权信息。服务器34可能是例如远程认证拨号用户服务(RADIUS)服务器。
[0059]当SE路由器22从订户装置26之一接收多播加入/离开消息时，SE路由器22访问认证和授权信息，以便检验该用户经过认证并被授权接收所请求多播流，SE路由器22更新多播过滤信息32，从而表明所请求多播流将被复制并转发到订户装置26A。由于SE路由器22控制交换机24对多播详尽细节的执行，因此，如上所述，SE路由器22只需要根据每个交换机来复制多播流。因此，SE路由器22确定多播过滤信息32是否表明关联多播流目前被转发给交换机24A，即订户装置26B当前是否正接收所请求多播流，如果不是，则更新多播详尽细节信息32，以便表明关联多播流将被转发给交换机24A。如果SE路由器22当前没有接收所请求多播流，则SE路由器可向请求多播流的相邻的、例如下一跳的路由器发送协议无关多播(PIM)加入消息。
[0060]为了执行多播详尽细节，交换机24A和24B中每一个分别维护描述所接收多播包、或者更具体为包含这类多播包的数据链路层帧或信元应当如何被复制并转发到订户装置26中一个或多个的多播过滤信息36A和36B。交换机24根据从SE路由器22所接收的控制消息动态配置多播过滤信息36。例如，当SE路由器22从请求多播流的订户装置26A接收消息并且如上所述更新多播过滤信息32时，SE路由器22还将向交换机24A发送控制消息，表明订户装置26A将接收多播流。
[0061]根据控制消息，交换机24A将动态配置多播过滤信息36A，以便表明包含从SE路由器22所接收的多播的包的帧或信元将被复制并转发到订户装置26A。控制消息可能是在数据链路层帧或信元中传送的IP包。控制消息可能是带内控制消息，从而允许消息由交换机26迅速接收和处理。
[0062]把交换机24耦合到订户装置26的媒体38A-D(统称为“媒体38”)可能是数字用户线(DSL)，以及交换机24可采取DSLAM的形式。把交换机24耦合到SE路由器22的媒体28例如可采取符合同步光纤网(SONET)或同步数字系列(SDH)标准的光链路的形式。
[0063]在这类实施例中，SE路由器22、交换机24和订户装置26之间的通信可根据多种数据链路层通信模式中任一种来进行。例如，SE路由器22、交换机24和订户装置26之间的通信可根据ATM来进行。订户装置26中的每一个可经由一个或多个ATM VC向其相应的交换机24发送ATM信元以及从其接收ATM信元，以及交换机24中的每一个可经由一个或多个VC向SE路由器22发送ATM信元以及从其接收ATM信元。VC可包括专用于包含单播包业务的信元的传输的VC以及专用于包含多播包业务的信元的传输的VC。专用于传递控制消息以便如上所述使交换机执行多播详尽细节的VC可在SE路由器22与交换机24中的每个之间建立。
[0064]在其中交换机24为DSLAM的一些实施例中，媒体28可采取支持如IEEE 802.3系列标准中规定的千兆字节以太网(G-Eth)通信的光纤的形式。在这类实施例中，取代ATM信元和VCC，交换机24可经由在交换机24与SE路由器22之间建立的一个或多个VLAN向SE路由器22发送帧以及从其接收帧。VLAN可包括专用于包含单播包业务的帧的传输的VLAN以及专用于包含多播包业务的帧的传输的VLAN。专用于传递控制消息以便如上所述使交换机执行多播详尽细节的VLAN可在SE路由器22与交换机24中的每个之间建立。
[0065]在一些实施例中，交换机24为以太网桥。在这类实施例中，媒体28可支持G-Eth通信，以及媒体38可支持IEEE 802.3系列标准中规定的城市以太网通信。在这类实施例中，SE路由器22、交换机24和订户装置26可根据IEEE 802.3系列标准在帧中发送、接收和/或转发IP包业务。
[0066]在其它实施例中，媒体38采取同轴电缆的形式，以及交换机24采取CMTS的形式。在这类实施例中，SE路由器22、交换机24和订户装置26之间的通信可根据基于电缆服务接口规范的数据(DOCSIS)经由ATM VCC来进行。下面将会更详细地进行描述，SE路由器22用于使交换机24执行多播详尽细节的控制消息以及SE路由器22和交换机24所维护的多播过滤信息32和36的内容取决于交换机24的类型，即DSLAM、以太网桥、CMTS以及SE路由器22、交换机24和订户装置26所采用的数据链路层通信模式，即ATMVC、VLAN或者根据IEEE 802.3系列标准的通信等。
[0067]在一些实施例中，SE路由器22可由NSP用于向与订户装置26关联的所有订户提供一些多播流，以及仅向优质服务的订户提供其它优质多播流。在这类实施例中，如下面会更详细地进行描述，SE路由器22可维护把多播流分类为优质或非优质的信息以及表明订户是否被授权接收优质多播流的信息。在从订户装置26之一接收到请求多播流的多播加入消息时，SE路由器22可确定所请求流是优质还是非优质的，以及与订户装置26中正请求的一个装置关联的订户是否被授权接收所请求流。
[0068]在这类实施例中，SE路由器22可与非优质多播流不同地处理优质多播流的包的复制和转发。例如，SE路由器22可根据每个订户来复制和转发非优质多播流以及根据每个交换机来复制和转发优质多播流，例如如上所述控制交换机24对多播详尽细节的执行。此外，优质多播流可在专用VC或VLAN上传递到交换机24，而所有非优质流则在与单播包业务共享的VC或VLAN上传递到交换机24。
[0069]图2所示的网络环境20的配置只是示范。例如，SE路由器22可耦合到任何数量的交换机24。此外，交换机24各可耦合到任何数量的订户装置26。另外，虽然在图2中未示出，但订户装置26的一个或多个可经由诸如一个或多个调制解调器、无线接入点或交换机之类的一个或多个CPE装置耦合到交换机24之一。
[0070]图3是框图，说明根据本发明的原理的另一个示例组网环境40，在其中，SE路由器22控制交换机24对多播详尽细节的执行。在所述示例环境中，SE路由器22和交换机24经由附加媒体42以环形拓扑耦合。媒体42可能是符合SONET或SDH标准的光链路。在媒体42上的SE路由器22与交换机24之间的通信例如可经由一个或多个ATM VC或VLAN来进行。媒体42上的通信可能是单向的。
[0071]媒体42由SE路由器22用于把多播业务转发给交换机24。采用媒体42来转发多播业务允许SE路由器22转发订户装置26之一当前所请求的各多播流的单个副本，而不是根据每个交换机来复制这些流。交换机24根据多播详尽细节信息36向订户装置26的一个或多个转发在媒体42上接收的包含多播包的信元或帧，并且还沿着媒体42形成的环转发信元或帧。如果没有任何耦合到交换机24之一的订户装置26正接收与所接收信元或帧关联的多播流，则那个交换机24在媒体42上转发信元或帧。
[0072]图4是框图，进一步说明SE路由器22。SE路由器22包括接口卡50A-50N(“IFC 50”)，它们分别经由网络链路52和54接收和发送包流。IFC 50通常经由多个接口端口(未示出)耦合到网络链路52、54。SE路由器22可包括具有用于接纳包括IFC 50在内的一组卡的多个插槽的机架(未示出)。各卡可被插入机架的相应插槽，用于经由总线、背板或其它电气通信机构把卡电耦合到控制单元56。
[0073]一般来说，SE路由器22从网络链路52接收入站包，确定所接收包的目的地，以及根据目的地在网络链路54上输出包。更明确地说，在经由入站链路52之一接收到入站包时，IFC 50的相应一个把包转发到控制单元56。进行响应，控制单元56从包中读取称作“密钥”、可能包括包的目的地的IP地址的数据块，并根据密钥来转发包。
[0074]SE路由器22维护描述网络30的拓扑、即通过网络30的路由的路由选择信息58。SE路由器22与网络30中的其它路由选择装置交换路由选择信息，从而了解通过网络的路由。SE路由器22可根据一个或多个路由选择协议、如边界网关协议(BGP)与其它路由选择装置交换路由选择信息。
[0075]控制单元56根据路由选择信息58来产生转发信息60。控制单元56通过比较包的密钥与转发信息60，来选择包的路由，例如确定在哪些链路54上转发包。转发信息60包括标识在链路54中哪一个、以及在一些实施例中在哪个VC或VLAN上转发送往订户装置26之一的IP单播包的信息。
[0076]控制单元56还维护多播过滤信息32以及从服务器34(图2和图3)所接收的认证/授权信息62，如上所述。控制单元56经由链路52和IFC 50从订户装置26接收多播加入/离开消息、如IGMP主机成员资格报告。多播加入/离开消息包括订户装置26中正请求的一个装置的源IP地址、标识与所请求多播流关联的多播组的目标IP地址以及所请求动作、即加入或离开。控制单元56根据所接收的加入/离开消息来更新多播过滤信息32，并根据多播过滤信息32来复制和转发所接收多播包。
[0077]例如，当订户装置26之一请求多播流时，以及如果如通过检查认证/授权信息62所确定的，订户装置26中正请求的一个装置经过认证并被授权接收所请求流，则控制单元56更新多播过滤信息32，以便把订户装置26中正请求的一个的IP地址与所请求流的多播组的IP地址关联。控制单元56还根据其IP地址为目标装置26中正请求的一个标识VC，并把VC与所请求流的多播组的IP地址关联。控制单元56还确定在链路54的哪一个上转发所请求流的多播包以到达目标装置26中正请求的一个，并在多播详尽细节信息32中把所确定链路与所请求流的多播组的IP地址关联。在一些实施例中，控制单元56还标识与所请求流的IP地址关联的预先配置VC或VLAN，或者动态地把VC或VLAN与所请求流的IP地址关联。控制单元56在关联VC或VLAN上转发所请求流的多播包。
[0078]在其中交换机24采取以太网桥形式的另一实施例中，控制单元56从其中封装了多播加入/离开消息的帧的首标中识别订户装置26中正请求的一个装置的媒体访问控制(MAC)地址，并把MAC地址与所请求多播流的多播组的IP地址关联。在这类实施例中，控制单元56还为多播流分配“多播MAC地址”，以及把多播MAC地址与所请求流的多播组的IP地址关联，并转发包括多播MAC地址的帧中的多播包。
[0079]如果SE路由器22当前没有接收所请求流的多播包，则控制单元可经由链路54之一向相邻路由器发送请求流的PIM加入消息。如上所述，SE路由器22根据每个交换机来复制和转发多播包。因此，在SE路由器22已经向把订户装置26中正请求的一个耦合到SE路由器22的交换机24之一转发多播包的情况下，控制单元56可能只是把订户装置26中正请求的一个的IP地址与所请求流的IP多播组地址、到交换机24的先前确定链路54以及用于向交换机24传送多播流的相关VC或VLAN关联。在交换机24采取以太网桥形式的实施例中，控制单元可把订户装置中正请求的一个的IP地址和MAC地址与到交换机24的先前确定链路54以及多播流的先前分配多播MAC地址关联。
[0080]除了如多播过滤信息32所表明的那样根据每个交换机来复制所接收多播包之外，控制单元56还封装多播包，以便把多播包转发到交换机24。例如，控制单元56可封装具有ATM信元首标或以太网帧首标的多播包，用于如多播过滤信息32中所表明的那样传送到在与多播组的IP源地址关联的VC或VLAN上的交换机24。在交换机24采取以太网桥形式的情况中，控制单元56如多播过滤信息32中所表明的那样封装具有包括已分配的多播MAC地址的以太网帧首标的多播包。
[0081]为了控制交换机24对多播详尽细节的执行，即控制交换机24完成SE路由器22所接收并根据每个交换机转发到交换机24的多播包的多播详尽细节，控制单元56向交换机24发送控制消息。控制消息可能是带内的，以及控制单元56可经由专用控制VC或VLAN向交换机24发送控制消息。此外，如上所述，控制消息的内容取决于交换机24的类型，即DSLAM、以太网桥或CMTS以及数据链路层通信模式或SE路由器22、交换机24和订户装置26所采用的模式，即ATM VC、VLAN或根据IEEE 802标准的通信。
[0082]例如，在交换机24为DSLAM或CMTS、并且SE路由器22与交换机24之间的通信经由VC或VLAN来进行的情况下，响应从订户装置26之一所接收的多播加入/离开消息由控制单元56向交换机24发送的控制消息标识所请求多播流的包将在其上被发送到交换机24的VC或VLAN、与订户装置26中正请求的一个关联的VC以及所请求动作、即加入或离开。在交换机24为以太网桥的情况下，响应从订户装置26之一所接收的多播加入/离开消息由控制单元56发送到交换机24的控制消息标识分配给所请求多播、在包含所请求多播的多播包的帧的首标中包括的MAC地址、订户装置26中正请求的一个的MAC地址以及所请求动作、即加入或离开。下面将参照图5更详细地进行描述，交换机24根据从SE路由器22所接收的控制消息动态配置交换机24维护的多播过滤信息36。
[0083]如上所述，SE路由器22可由NSP用于区分优质与非优质多播流，并且可与非优质多播流不同地处理优质多播流的复制和转发。具体来说，SE路由器22可根据每个交换机来复制和转发优质多播流，以及对于优质多播流，如上所述，控制交换机24对多播详尽细节的执行，同时根据每个订户来复制和转发非优质多播流。此外，在这类实施例中，经由专用于关联多播流的业务的VC进行的传递可保留用于优质多播流。
[0084]在这类实施例中，控制单元56可维护把多播流分类为优质或非优质的信息，例如多播流分类64。当控制单元56从订户装置26之一接收多播加入消息时，控制单元56根据多播流分类64来确定所请求多播流是优质还是非优质的。控制单元56确定是否配置多播过滤信息32以及根据确定以上述方式向交换机24之一发送控制消息。
[0085]控制单元56可包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它逻辑电路。控制单元56可包括存储器(未示出)，它存储使控制单元56执行本文中属于它的功能的计算机可读程序指令。存储器可包括任何磁、光或电介质，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、CD-ROM或者电可擦可编程ROM(EEPROM)。控制单元56可在存储器中以一个或多个表、数据库、链表、基数树、数据库、平面文件或者其它任何数据结构的形式来保存路由选择信息58、转发信息60、认证/授权信息62、多播流分类54以及多播详尽细节信息32。
[0086]图5是框图，说明一种示例交换机24。交换机24可能是例如DSLAM、CMTS或以太网桥，如上所述。交换机24包括IFC70，它分别经由链路72和74接收及发送ATM信元或以太网帧的流。一般来说，交换机24从网络链路72接收信元或帧，并根据信元、帧或封装包的首标中包含的信息经由网络链路74转发信元或帧。
[0087]更明确地说，在接收到入站信元或帧时，IFC 70中相应的一个把信元或帧转发到控制单元76。控制单元76通过比较信元或帧的首标中的信息与控制单元76所保存的转发信息78，来识别在其中转发所接收信元或帧的适当出站链路74。在一些情况中，控制单元可重新封装、即修改信元或帧的首标，以便在转发信息78所表明的特定VC或VLAN上转发信元或帧。
[0088]控制单元78保存多播过滤信息36，并根据从SE路由器22所接收的控制消息动态配置多播过滤信息38。如上所述，控制消息可标识所请求多播流的包将在其中被发送到交换机24的VC或VLAN或者由SE路由器22分配给所请求多播流的多播MAC地址。控制消息还标识订户装置26中正请求的一个装置的关联VC或MAC地址以及所请求动作、即加入或离开。
[0089]对于各多播流，控制单元76维护多播过滤信息36，以便包括所表明的入站VC或VLAN或者所表明的多播MAC地址。根据从SE路由器22所接收的控制消息，控制单元76把已经加入多播的订户装置26的VC或MAC地址与所表明的VC、VLAN或者多播MAC地址关联。在交换机24为以太网桥并且控制单元76接收包括多播MAC地址的以太网帧的情况下，控制单元76根据与多播过滤信息36中的多播MAC地址关联的订户装置MAC地址复制帧并向订户装置26转发帧。交换机24重新封装具有包括相应订户装置26的MAC地址的以太网帧首标的复制多播包。
[0090]在交换机24为DSLAM的实施例中，控制单元76维护多播过滤信息36，它把传递多播流的VC或VLAN与关联接收流的订户装置26的VC关联。控制单元76还可根据与订户装置26关联的VC动态分配接收流的订户装置26的专用多播VC，以及把专用多播VC与多播过滤信息36中表明的订户装置VC的每个关联。在一些实施例中，对于正接收多播流的订户装置26的每个，控制单元76可根据可用性选择专用于向那个订户装置26传送多播流的多个VC之一。当控制单元76在VC或VLAN上接收包含多播包的ATM信元或以太网帧时，控制单元76复制与多播过滤信息36中的VC或VLAN关联的订户装置26的每个的多播包。控制单元76封装复制多播包，用于经由与多播过滤信息36中接收多播包所在的VC或VLAN关联的多播VC进行传递。
[0091]控制单元76可包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其它逻辑电路。控制单元76可包括存储器(未示出)，它存储使控制单元76执行本文中属于它的功能的计算机可读程序指令。存储器可包括任何磁、光或电介质，例如RAM、ROM、硬盘、CD-ROM或者EEPROM。控制单元76可在存储器中以一个或多个表、数据库、链表、基数树、数据库、平面文件或者其它任何数据结构的形式来保存转发信息78和多播详尽细节信息36。
[0092]图6A和图6B是流程图，说明根据本发明的原理的一个示例方法，在其中，SE路由器22控制交换机24对多播详尽细节的执行。如图6A所示，SE路由器22从订户装置26接收多播加入/离开消息、如IGMP主机成员资格报告(80)。如果SE路由器22确定消息为加入消息(82)，则SE路由器22校查多播流分类64以确定所请求多播流是优质还是非优质的(83)。如果流为优质的，则SE路由器检查从服务器34所接收的认证/授权信息62，以便检验与正请求订户装置26关联的订户经过认证并被授权接收加入消息中所请求的多播流(84)，例如已经预订包括优质多播流的接收的多媒体服务等级。如果订户经过认证和授权，或者如果SE路由器22确定消息为离开消息，则SE路由器22更新过滤信息32(86)。SE路由器22可把正请求订户装置26的IP地址和VC或MAC地址与所选或先前关联的VC或VLAN或者所分配的多播MAC地址关联，如上所述。
[0093]SE路由器22向交换机24发送控制消息，以便动态更新交换机24维护的多播过滤信息36(88)。所述消息包括订户装置26中正请求的一个装置的VC或MAC地址以及所请求动作、即加入或离开。消息还可包括所选VC或VLAN或者已分配的多播MAC地址。如上所述，消息可能是带内IP消息，并且可经由指定的控制VC或VLAN发送到交换机24。
[0094]交换机24接收控制消息(90)，并根据控制消息动态配置多播过滤信息36(92)。对于每个活动多播流、即SE路由器22当前正向交换机24传递的每个多播流，交换机24把已经请求多播流的订户装置26的VC或MAC地址与交换机24正在其中接收那个多播流的VC或VLAN关联，或者与SE路由器22分配给那个多播流的多播MAC地址关联，如上所述。在交换机24为DSLAM的实施例中，交换机24还把出站多播专用VC与正请求订户装置24的VC中的每个关联。
[0095]SE路由器22接收多播流的多播包(94)，并按照多播过滤信息32根据每个交换机来复制和转发多播包(96)，如上所述。为了把多播包转发到交换机24，SE路由器22封装多播包，以便经由多播过滤信息32中或者在包括多播的已分配多播MAC地址作为帧的首标中的目标地址的以太网帧中表明的所选VC或VLAN进行传递，如上所述。交换机24接收多播包(98)，以及根据多播过滤信息36复制并向订户装置26转发多播包(100)。
[0096]通过比较多播包在其中到达的VC或VLAN或者包含多播包的以太网帧的多播MAC地址与多播详尽细节信息，交换机24识别将接收多播包的订户装置24。交换机为每个所表明订户装置26复制多播包。交换机24可转发对所表明订户装置26寻址、即包含所表明订户装置26的MAC地址作为帧的首标中的目标地址的以太网帧中的复制多播包，或者可封装复制多播包，以便经由多播过滤信息36中所表明的VC进行传递，如上所述。
[0097]如果SE路由器22确定所请求流为非优质流(83)，则SE路由器22将检查认证/授权信息以检验订户的认证和授权(101)，并更新过滤信息32(102)以便把正请求订户装置26的IP地址以及到交换机24的公共单播VC与和所请求多播流关联的多播组的IP地址关联。当SE路由器22接收所请求非优质多播流的包时(103)，SE路由器22根据每个订户复制多播包，以便在所表明的单播VC上转发(104)。交换机24接收每个订户的多播包的副本(105)，并且未经复制将其转发给所表明的订户装置(106)。
[0098]图7是框图，说明根据本发明的原理的示例组网环境110，在其中，SE路由器112A和112B(统称为“SE路由器112”)控制客户端设备(CPE)装置114A和114B(统称为“CPE装置114”)进行的包转发，以便促进根据为单播包流所请求的服务质量(QoS)类的包传输。一般来说，网络层装置、如SE路由器112采用QoS信息，使得管理网络层装置的NSP可为订户提供包流的所请求QoS类。所请求QoS类可包括包流的优先路由选择、例如通过指定或设计的包流的路由选择，以便提高包流的传输速度以及减少从包流中丢包的发生。
[0099]SE路由器112采用QoS简档116A和116B(统称为“QoS信息116”)为使用订户装置118A和118B(统称为“订户装置118”)的订户提供单播包流的所请求QoS类。此外，SE路由器112向CPE装置114提供QoS信息，以便动态配置CPE装置114为例如CPE装置114与订户装置118之间的VC或VLAN等的第2层链路所维护的QoS简档120A和120B(统称为“QoS简档120”)。QoS简档120控制CPE装置114在第2层链路上转发包，促进根据所请求QoS类的包传输。通过动态配置CPE装置114保存的QoS简档120，与没有向CPE装置114提供QoS信息的传统SE路由器112相比，SE路由器112可为订户装置118提供改进的QoS。
[00100]SE路由器112可对其提供增强QoS的示范单播包流是通过网络122在订户装置118之间的单播基于因特网协议的语音(VoIP)呼叫。用于VoIP呼叫的订户装置118可能是例如个人计算机、膝上型计算机或者手持计算机，它们包括或耦合到喇叭及话筒，以便于语音通信。订户装置118还可能是耦合到或者结合与CPE装置114接口并执行建立VoIP呼叫所需的上层功能的计算装置的电话。
[00101]CPE装置114是把订户装置118耦合到SE路由器112和网络122的数据链路层客户端装置。CPE装置114可能是调制解调器、无线接入点或者交换机。CPE装置114A和114B分别经由交换机124A和124B(统称为“交换机124”)耦合到SE路由器112A和112B。交换机124可能是DSLAM、CMTS或者以太网桥，如上所述。
[00102]网络122可能是基于分组的网络、如因特网，并且可包括多个自主系统(未示出)以及装置、如附加路由器和交换机(未示出)，以便通过网络122路由包。SE路由器112可由向与订户装置118关联的订户提供多媒体服务的单个NSP或者不同NSP来维护。SE路由器112可用作订户装置118的B-RAS。
[00103]订户装置118A通过与订户装置118B协商VoIP会话，经由网络122对订户装置118B发出VoIP呼叫。订户装置118还向SE路由器112发送请求消息，请求将携带VoIP呼叫的包流的增强QoS。响应请求消息，SE路由器112检验先前从相应服务器126A和126B所接收的认证和授权信息，以便认证相应订户，以及确定相应订户是否被授权接收VoIP呼叫的所请求QoS类。服务器126可能是例如RADIUS服务器。在一些实施例中，SE路由器112由单个服务器126提供服务。
[00104]服务器126A和126B分别存储QoS简档128A和128B(统称为“QoS简档128”)。QoS简档128描述订户、例如与订户装置118关联的订户被授权接收的任何QoS类。当与订户装置118关联的订户先前登录或者激活其多媒体服务帐户时，SE路由器112维护的QoS简档116包括从服务器126接收的QoS信息。如果SE路由器112根据QoS简档116中包含的信息确定与订户装置118关联的订户被授权使用VoIP呼叫的所请求QoS类，则SE路由器112A和112B分别标识QoS简档116A和116B中的信息，根据呼叫的订户装置118A和118B所请求的QoS类描述包传输。QoS简档116可包括例如描述可由SE路由器112用来提供VoIP呼叫的增强QoS的指定路由或包流的信息。所表明的路由或包流可提供更大的带宽，或者可专用于VoIP包或者为VoIP包提供优先级。
[00105]QoS简档116还包括由CPE装置114用来提供VoIP呼叫的增强QoS的信息。SE路由器112向CPE装置114提供这种信息，以便使CPE装置促进VoIP呼叫的所请求QoS类。CPE装置114存储SE路由器112作为CPE装置114与订户装置118之间的第2层链路的QoS简档120提供的QoS信息。QoS简档120可包括例如指导CPE装置114为VoIP包提供优先排队的信息。
[00106]图8是框图，说明一种示例SE路由器112。SE路由器112可为包流、如VoIP呼叫提供所请求QoS类，并且还可控制CPE装置114促进包流的所请求QoS类，如上所述。SE路由器112包括IFC 130、入站和出站链路132和134以及维护路由选择信息138和转发信息140以便转发在入站链路134上所接收的包的控制单元136，如以上参照SE路由器22以及图4所述，其中的SE路由器22包括IFC 50、入站和出站链路52和54以及维护路由选择信息58和转发信息60的控制单元56。
[00107]控制单元136维护QoS简档116，它们由控制单元136用于向一个或多个订户提供一个或多个包流的所请求QoS类。例如，控制单元136可经由入站链路132和IFC 130其中之一从订户装置118接收请求具有特定QoS类的VoIP呼叫的认证和授权的消息。控制单元136检查认证/授权信息142，以便认证和授权与正请求订户装置118关联的订户，以及访问QoS简档116中存储的VoIP呼叫的QoS信息。如上所述，QoS简档可包括描述可由控制单元136用于根据VoIP呼叫的所请求QoS类提供包传输的路由包流的信息。
[00108]QoS简档116还可包括表明将由CPE装置114用于促进根据VoIP呼叫的所请求QoS类的包传输的VoIP包的排队优先的信息。控制单元136经由IFC 130之一以及出站链路134中相应的一个向CPE装置114发送控制消息，以便指导CPE装置114实现VoIP呼叫的所表明优先排队。控制单元136可在专用控制ATM VC上向CPE装置114发送控制消息，如以上参照图2的SE路由器22与交换机24之间的通信所述。
[00109]控制单元136可包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其它逻辑电路。控制单元136可包括存储器(未示出)，它存储使控制单元136执行本文中属于它的功能的计算机可读程序指令。存储器可包括任何磁、光或电介质，例如RAM、ROM、硬盘、CD-ROM或者EEPROM。控制单元136可在存储器中以一个或多个表、数据库、链表、基数树、数据库、平面文件或者其它任何数据结构的形式来保存路由选择信息138、转发信息140和QoS信息116。
[00110]图9是框图，说明一个示例CPE装置114，它从SE路由器112接收QoS信息，并根据QoS信息动态配置CPE装置114与订户装置118之间的第2层链路的QoS简档120。如上所述，CPE装置114可能是例如调制解调器、无线接入点或者交换机。CPE装置114包括接口150，用于把CPE装置114耦合到一个或多个订户装置或者一个或多个其它CPE装置，以及用于把CPE装置114耦合到网络122，例如经由交换机124耦合到SE路由器112。接口150可包括例如以上所述的如IFC 50、70和130之类的IFC，或者用于经由无线媒体来通信、例如根据IEEE 802.11系列标准之一的通信的收发信机。在CPE装置114为调制解调器的情况下，接口150可包括或者经由电路(未示出)耦合到控制单元152，用于对CPE装置114经由接口150发送或接收的信号进行调制和解调。
[00111]控制单元152从交换机124接收信元、帧或者封装包，并把其中的包根据IEEE 802.3或802.11系列标准在以太网帧中转发到所连接订户装置118。控制单元152还从所连接订户装置118接收以太网帧，并封装其中的包，以便传送到交换机124。如上所述，控制单元152从SE路由器112接收控制消息，并且根据控制消息动态配置QoS简档120。根据QoS简档120，控制单元152在第2层链路上根据所连接订户装置118的包流的所请求QoS类提供包传输。例如，如上所述，控制单元可根据QoS简档120对包流的包优先排队。
[00112]控制单元152可包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其它逻辑电路。控制单元152可包括存储器(未示出)，它存储使控制单元152执行本文中属于它的功能的计算机可读程序指令。存储器可包括任何磁、光或电介质，例如RAM、ROM、硬盘、CD-ROM或者EEPROM。控制单元152可在存储器中保存QoS信息120。
[00113]图10是流程图，说明根据本发明的原理的一个示例方法，在其中，SE路由器112向CPE装置114提供QoS信息。具体来说，图10说明一个示例方法，在其中，SE路由器112和CPE装置采用QoS信息来根据单播包流、在所述实例中为VoIP呼叫的所请求QoS类提供包传输。当使用订户装置118的订户发起VoIP呼叫时，SE路由器112从订户装置118接收VoIP请求消息(160)。请求消息可请求具有根据特定QoS类的包传输的VoIP呼叫的认证和授权。
[00114]SE路由器112检查认证/授权信息142，以便认证和授权订户(162)，以及从QoS简档116检索VoIP呼叫的QoS信息(164)。如上所述，QoS简档116可包括描述可由SE路由器112用于根据VoIP呼叫的所请求QoS类提供包传输的路由或包流的信息以及描述可由CPE装置114用于根据VoIP呼叫的所请求QoS类提供包传输的优先排队的信息。
[00115]SE路由器112向CPE装置114发送控制消息，它包括由CPE装置114用于根据VoIP呼叫的所请求QoS类提供包传输的QoS信息(168)。如上所述，控制消息可能是带内消息，并且可经由专用控制VC或VLAN发送到CPE。根据控制消息中包含的信息，CPE装置114动态配置CPE装置114与订户装置118之间的第2层链路的QoS简档120(172)。CPE装置114经由第2层链路把VoIP包转发给所连接订户装置以及交换机，以便例如通过对VoIP包优先排队来根据所请求QoS类提供包传输(174)。例如通过经由对于VoIP包业务指定的网络122在路由或包流上转发VoIP包，SE路由器112转发VoIP包，以便根据QoS信息116所表明的QoS类提供包传输(176)。
[00116]图11是框图，说明根据本发明的原理的示例多媒体组网环境180，在其中，SE路由器182控制交换机184和CPE装置186进行的包转发，以便根据关联服务简档向订户提供多媒体服务。订户的服务简档可包括例如源自或送往与订户关联的订户装置188的包流的一个或多个一般QoS类。服务简档可标识例如SE路由器182可在其上转发源自订户装置188的包的通过网络190的路由或包流。服务简档还可标识在SE路由器182、交换机184和CPE装置186之间配置的第2层链路、例如VC、VLAN等，源自或送往订户装置188的包流可在其上被转发。服务简档可标识包的类，它们可能在优先包流、VC、VLAN等上被转发。此外，服务简档可标识用于源自或送往订户装置188的包的排队的优先等级。
[00117]网络200可能是基于分组的网络、如因特网，如上所述。交换机184可能是例如DSLAM、CMTS或以太网桥，如上所述。CPE装置186可能是例如调制解调器、无线接入点或者交换机，如上所述。订户装置188可能是例如个人计算机、膝上型计算机、手持计算机、电视机顶盒或者因特网电话，如上所述。虽然为了便于描述而在图11中未示出，但大家理解，SE路由器182可耦合到多个交换机，各交换机可耦合到多个CPE装置，以及装置182-186中的每个可根据那个装置服务于的多个订户的每个的相应服务简档来提供服务。
[00118]通过控制交换机184和CPE装置186进行的包转发以便根据服务简档为订户提供多媒体服务，PE路由器182可从订户的角度来改进服务，例如改进提供给订户的整体QoS。此外，在传统数据链路层装置接收了某种服务简档信息的方面来说，PE路由器182向交换机184和CPE装置186提供服务简档信息的更高效分配。
[00119]订户的服务简档可在启动订户的多媒体服务帐户时创建，并且可在服务或者订户对那些服务的预订改变时被更新。因此，希望装置182-186在这类事件发生时接收服务简档信息。
[00120]例如，从装置182-186的角度来看，表明新订户服务帐户启动的事件是CPE装置186到交换机184的物理耦合。当CPE装置186在物理上耦合到交换机184时，CPE装置186和交换机184执行同步协议，以及交换机184向SE路由器182报告同步速率。在交换机184为DSLAM的DSL实施例中，同步可由交换机184和CPE装置186根据ATM集成本地管理接口(ILMI)协议来执行。交换机184还可在CPE装置186与SE路由器182之间交换排队简档信息，并且向SE路由器182提供CPE装置186的MAC地址。交换机184可采用本文所述的、由路由器用来向数据链路层装置提供控制消息的相同消息传递协议与SE路由器182交换信息，例如可发送包含消息的带内IP包。
[00121]响应从交换机184接收CPE装置186的MAC地址，SE路由器182查询服务器202以便获取其中存储的、与CPE装置186关联的订户的服务简档204。SE路由器182检索装置182-186所使用的服务简档204的部分，并存储信息作为服务简档206。服务器202可能是RADIUS服务器。此外，如上所述，SE路由器182可用作订户装置188的B-RAS。
[00122]SE路由器发送控制消息，以便动态配置分别由交换机184和CPE装置186维护的服务简档208和210。控制消息向装置提供服务简档206的适当部分。服务简档208和210可包括装置182-188之间的第2层链路的QoS简档。
[00123]图12是框图，说明一种示例SE路由器182。SE路由器182包括IFC 220、入站和出站链路222和224以及维护路由选择信息228和转发信息230以便转发在入站链路222上所接收的包的控制单元226，如以上参照SE路由器22以及图4所述，其中的SE路由器22包括IFC 50、入站和出站链路52和54以及维护路由选择信息58和转发信息60的控制单元56。
[00124]控制单元226维护服务简档206，它们由控制单元226用于根据相应服务简档向一个或多个订户提供多媒体服务。例如，控制单元226可经由入站链路22和IFC 220其中之一从交换机184接收表明同步速率、排队简档以及新CPE装置186的MAC地址的消息。控制单元226查询服务器202，以便检索与MAC地址关联的订户的服务简档206。如上所述，订户的服务简档206可包括描述源自或送往与订户关联的订户装置188的包流的一般QoS等级的信息。
[00125]此外，如上所述，服务简档206可包括SE路由器182用于控制由交换机184和CPE装置186进行的包转发的信息，以便根据服务简档提供多媒体服务。控制单元226经由IFC 130之一以及出站链路134中相应的一个向交换机184和CPE装置186发送控制消息，以便控制数据链路层装置根据服务简档信息来提供因特网服务。控制单元226可在专用控制ATM VC上向交换机184和CPE装置186发送控制消息，如以上参照图2的SE路由器22与交换机24之间的通信所述。
[00126]控制单元136可包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其它逻辑电路。控制单元136可包括存储器(未示出)，它存储使控制单元136执行本文中属于它的功能的计算机可读程序指令。存储器可包括任何磁、光或电介质，例如RAM、ROM、硬盘、CD-ROM或者EEPROM。控制单元136可在存储器中以一个或多个表、数据库、链表、基数树、数据库、平面文件或者其它任何数据结构的形式来保存路由选择信息138、转发信息140和QoS信息116。
[00127]图13是框图，说明一种示例交换机184。交换机184可能是例如DSLAM、CMTS或以太网桥，如上所述。交换机184包括：IFC 240，分别经由链路242和244接收和发送ATM信元或以太网帧的流；以及控制单元246，根据转发信息248来控制信元、帧或其它封装包的转发。交换机184可经过配置，并且如以上参照图4的交换机24所述工作，它包括IFC 70、入站和出站链路72和74以及维护转发信息78的控制单元76。
[00128]控制单元246执行与新连接的CPE装置186的同步协议，并且接收同步速率信息和CPE装置186的MAC地址。控制单元246向SE路由器182发送可能是带内IP消息的一个或多个控制消息。控制消息包括同步速率信息和CPE装置186的MAC地址。控制单元246还可与CPE装置186及SE路由器182交换排队简档信息。
[00129]如上所述，控制单元246从SE路由器182接收包括服务简档信息的控制消息，并且存储服务简档信息作为服务简档208。控制单元246根据关联服务简档208为订户装置188转发包。例如，控制单元246可在特定VC上发出出站包或者由关联服务简档208所表明的队列入站和出站包。服务简档208可包括第2层链路、如VC的QoS简档。
[00130]控制单元246可包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其它逻辑电路。控制单元246可包括存储器(未示出)，它存储使控制单元246执行本文中属于它的功能的计算机可读程序指令。存储器可包括任何磁、光或电介质，例如RAM、ROM、硬盘、CD-ROM或者EEPROM。控制单元246可在存储器中保存服务简档信息210。
[00131]图14是框图，说明一种示例CPE装置186。如上所述，CPE装置186可能是例如调制解调器、无线接入点或者交换机。CPE装置186包括：接口250，可以按以上参照接口150、CPE装置114和图9所述的方式配置；以及控制单元252，它向和从订户装置188转发包，如以上参照CPE装置114和图9所述。
[00132]控制单元252检测一个或多个接口250到交换机184的物理连接，并且如上所述执行与交换机184的同步协议。如上所述，控制单元252从SE路由器182接收包括服务简档信息的控制消息，并且存储服务简档信息作为服务简档210。控制单元252根据服务简档210为与订户装置188关联的订户转发包。例如，控制单元252可在特定VC上发出出站包或者由服务简档210所表明的队列入站和出站包。服务简档210可包括第2层链路、如VC的服务质量简档。
[00133]控制单元252可包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其它逻辑电路。控制单元252可包括存储器(未示出)，它存储使控制单元252执行本文中属于它的功能的计算机可读程序指令。存储器可包括任何磁、光或电介质，例如RAM、ROM、硬盘、CD-ROM或者EEPROM。控制单元252可在存储器中保存服务简档信息210。
[00134]图15是流程图，说明一种示例方法，在其中，SE路由器182控制交换机184和CPE装置186进行的包转发，以便根据相应的服务简档向订户提供多媒体服务。CPE装置186检测到交换机184的物理连接(260)，并且响应该检测而开始CPE装置186与交换机184之间的同步协议(262，264)。在同步例程完成之后，交换机184向SE路由器182报告同步速率和CPE装置186的MAC地址(266)。交换机184还可在CPE装置186与SE路由器182之间交换排队简档信息。如上所述，交换机184可采用本文所述的、由路由器用来向数据链路层装置提供控制消息的相同消息传递协议与SE路由器182交换信息，例如可发送包含消息的带内IP包。
[00135]响应从交换机184接收MAC地址(268)，SE路由器182查询服务器202以便从与其中存储的MAC地址关联的服务简档204中获取服务简档信息。SE路由器182检索装置182-186所使用的服务简档信息的部分(270)，并存储信息作为服务简档206。SE路由器182向交换机184和CPE装置186发送控制消息，以便向装置提供服务简档206的适当部分，从而控制交换机184和CPE装置186进行的包转发，以便根据与MAC地址关联的订户的服务简档来提供多媒体服务(272)。根据服务简档提供多媒体服务的步骤可包括根据简档所表明的QoS类提供数据传输，如上所述。
[00136]已经描述了本发明的各种实施例。但是，本领域的技术人员会理解，可对所述实施例进行添加或修改，而没有背离本发明的范围。例如，虽然本文描述为控制数据链路层装置的路由器主要描述为提供商边缘(SE)路由器，但是，本发明不限于此。其它路由器、例如网络核心中的路由器可执行属于本文的SE路由器的功能。这些及其它实施例处于以下权利要求的范围之内。

Claims (35)

1.一种用于控制数据链路层装置的方法，包括：
经由网络层装置从订户装置接收对多媒体服务的请求；
通过所述网络层装置动态配置数据链路层装置所存储的控制对象，从而控制所述数据链路层装置根据所述请求来提供数据链路层功能性，
其中所述数据链路层装置包括交换机、接入复用器以及电缆调制解调器端接系统其中之一，
其中接收对多媒体服务的请求包括从所述订户装置接收多播协议消息，以及动态配置控制对象包括动态配置所述数据链路层装置所存储的多播过滤信息，从而控制所述数据链路层装置根据所述多播协议消息来执行多播详尽细节，
其中所述多播协议消息标识多播流，
所述方法还包括：
把所述多播流与虚拟电路、虚拟局域网以及地址其中之一关联；以及
封装所述多播流的包并根据所述关联向所述数据链路层装置转发所述多播流的包，
其中动态配置多播过滤表包括动态配置所述多播过滤表，以便把与所述多播流关联的所述虚拟电路、所述虚拟局域网以及所述地址其中之一和与所述订户装置关联的虚拟电路和地址其中之一相关联。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
接收多个多播协议消息；
为所述数据链路层装置复制多播流以产生所述多播流的副本；以及
把所述多播流的副本转发到所述数据链路层装置，
其中动态配置多播过滤表包括动态配置所述多播过滤表，以便使所述数据链路层装置根据所述多播协议消息为多个订户装置中每一个复制所述多播流的副本。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述多播协议消息请求多播流，所述方法还包括：
维护标识多播流为优质和非优质其中之一的信息；以及
确定所请求多播流是否为优质多播流，
其中动态配置多播过滤表包括根据所述确定来动态配置所述数据链路层装置所存储的所述多播过滤表。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
当所请求多播流为优质多播流时，在所述网络层装置上根据每个数据链路层装置来复制所请求多播流；以及
当所请求多播流为非优质多播流时，在所述网络层装置上根据每个订户来复制所请求多播流。
5.如权利要求1所述的方法，其中接收对多媒体服务的请求包括从所述订户装置接收对根据单播包流的服务质量类的包传输的请求，
其中动态配置控制对象包括动态配置由所述数据链路层装置所存储的、所述数据链路层装置与所述订户装置之间的第2层链路的服务质量简档，以及
其中所述数据链路层装置根据所述服务质量简档，经由所述第2层链路为所述订户装置转发包，以便促进根据所请求服务质量类的包传输。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述单播包流包括指定所述订户装置的基于因特网协议的语音呼叫的包流。
7.如权利要求5所述的方法，其中动态配置服务质量简档包括控制所述数据链路层装置根据所请求服务质量类来提供所述包流的包的优先排队。
8.如权利要求1所述的方法，其中接收对多媒体服务的请求包括接收对所述订户装置的多媒体服务帐户的激活的请求，以及
其中动态配置控制对象包括：
查询服务器以获取关于与所述订户装置关联的服务简档的信息；以及
动态配置由所述数据链路层装置所存储的、所述数据链路层装置与所述订户装置之间的第2层链路的服务质量简档，以便控制所述数据链路层装置促进根据所述服务简档经由所述第2层链路为所述订户装置的包传输。
9.如权利要求8所述的方法，其中接收对帐户的激活的请求包括接收表明客户端设备装置到网络的物理连接的消息。
10.如权利要求1所述的方法，其中动态配置数据链路层装置所存储的控制对象包括把控制消息从所述网络层装置发送到所述数据链路层装置。
11.如权利要求10所述的方法，其中发送控制消息包括经由为所述控制消息的传输保留的虚拟电路和虚拟局域网其中之一发送所述控制消息。
12.如权利要求10所述的方法，其中发送控制消息包括发送带内因特网协议消息。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述网络层装置是服务边缘路由器。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述服务边缘路由器包括宽带远程接入服务器。
15.一种网络层装置，包括从订户装置接收对多媒体服务的请求的控制单元，所述控制单元动态配置数据链路层装置所存储的控制对象，以便控制所述数据链路层装置根据所述请求来提供数据链路层功能性，
其中所述数据链路层装置包括交换机、接入复用器以及电缆调制解调器端接系统其中之一，
其中所述控制单元从所述订户装置接收多播协议消息，以及动态配置所述数据链路层装置所存储的多播过滤信息，以便控制所述数据链路层装置根据所述多播协议消息来执行多播详尽细节，
其中所述多播协议消息标识多播流，以及所述控制单元把所述多播流与虚拟电路、虚拟局域网以及地址其中之一关联，根据所述关联把所述多播流的包转发到所述数据链路层装置，以及动态配置多播过滤表，以便把与所述多播流关联的所述虚拟电路、所述虚拟局域网以及所述地址其中之一和与所述订户装置关联的虚拟电路和地址其中之一相关联。
16.如权利要求15所述的网络层装置，其中所述控制单元接收多个多播协议消息，复制多播流以产生所述多播流的副本，把所述多播流的副本转发到所述数据链路层装置，以及动态配置所述多播过滤信息，以便使所述数据链路层装置根据所述多播协议消息为多个订户装置中每一个复制副本。
17.如权利要求15所述的网络层装置，其中所述多播协议消息请求多播流，以及所述控制单元维护标识多播流为优质和非优质其中之一的信息，确定所请求多播流是否为优质流，以及根据所述确定来动态配置所述数据链路层装置所存储的所述多播过滤信息。
18.如权利要求17所述的网络层装置，其中当所请求多播流为优质多播流时，所述控制单元根据每个数据链路层装置复制所请求多播流，以及当所请求多播流为非优质多播流时，根据每个订户复制所请求多播流。
19.如权利要求15所述的网络层装置，其中所述控制单元从与所述订户关联的订户装置接收对根据单播包流的服务质量类的包传输的请求，以及动态配置所述数据链路层装置所存储的、所述数据链路层装置与所述订户装置之间的第2层链路的服务质量简档，以便控制所述数据链路层装置促进经由所述第2层链路根据所请求服务质量类为所述订户装置的包传输。
20.如权利要求19所述的网络层装置，其中所述单播包流包括包含所述订户装置的基于因特网协议的语音呼叫的包流。
21.如权利要求19所述的网络层装置，其中所述控制单元动态配置所述服务质量简档，以便控制所述数据链路层装置根据所请求服务质量类来提供所述包流的包的优先排队。
22.如权利要求15所述的网络层装置，其中所述控制单元检测所述订户装置的多媒体服务帐户的激活，查询服务器以获取关于与所述订户装置关联的服务简档的信息，以及动态配置所述数据链路层装置所存储的、所述数据链路层装置与所述订户装置之间的第2层链路的服务质量简档，以便控制所述数据链路层装置促进经由所述第2层链路根据所述服务简档为所述订户装置的包传输。
23.如权利要求22所述的网络层装置，其中所述控制单元通过接收表明客户端设备装置到网络的物理连接的消息，来检测所述帐户的激活。
24.如权利要求15所述的网络层装置，其中所述控制单元向所述数据链路层装置发送控制消息，以便动态配置所述数据链路层装置所存储的控制对象。
25.如权利要求24所述的网络层装置，其中所述控制单元经由为所述控制消息的传输保留的虚拟电路和虚拟局域网其中之一发送所述控制消息。
26.如权利要求15所述的网络层装置，其中所述网络层装置包括提供商服务边缘路由器。
27.如权利要求15所述的网络层装置，其中所述网络层装置包括宽带远程接入服务器。
28.一种数据链路层装置，包括控制单元，用于从网络层装置接收控制消息，所述控制消息由所述网络层装置响应从订户装置发送到所述网络层装置的对多媒体服务的请求而发送，根据所述控制消息动态配置控制对象，以及根据所述控制对象的配置按照所请求多媒体服务来提供数据链路层功能性，
其中所述数据链路层装置包括交换机、接入复用器以及电缆调制解调器端接系统其中之一，
其中所述对多媒体服务的请求包括从所述订户装置发送到所述网络装置的多播协议消息，所述控制对象包括多播过滤表，以及所述控制单元根据所述多播过滤表的配置按照所述多播协议消息来执行多播详尽细节，
其中所述控制消息标识所述订户装置，以及与所述多播协议消息向所述网络层装置标识的多播流关联的虚拟电路、虚拟局域网、隧道协议隧道和地址其中之一，以及其中所述控制单元通过把与所述订户装置关联的虚拟电路和地址其中之一和与所述流关联的虚拟电路、虚拟局域网和地址其中之一相关联来动态配置所述多播过滤表，从所述网络层装置接收所述多播流的包，所述包是根据与所述多播流关联的所述虚拟电路、所述虚拟局域网和所述地址其中之一来封装的，把根据与所述订户装置关联的虚拟电路和地址其中之一来封装的所述多播流的包转发到所述订户装置。
29.如权利要求28所述的数据链路层装置，其中所述控制消息包括服务质量信息，所述控制对象包括所述数据链路层装置与所述订户装置之间的第2层链路的服务质量简档，以及
其中所述控制单元根据所述服务质量信息动态配置所述服务质量简档，并且通过经由第2层链路根据所述服务质量信息为所述订户装置传送包来提供数据链路层功能性。
30.如权利要求29所述的数据链路层装置，其中所述对多媒体服务的请求包括对单播包流的服务质量类的请求，以及所述控制单元根据所请求服务质量类来传送所述单播包流的包。
31.如权利要求30所述的数据链路层装置，其中所述单播包流包括包含所述订户装置的基于因特网协议的语音呼叫的包流。
32.如权利要求29所述的数据链路层装置，其中所述控制单元根据所述服务质量信息来提供所述包流的包的优先排队。
33.如权利要求28所述的数据链路层装置，其中所述网络层装置是服务边缘路由器。
34.如权利要求28所述的数据链路层装置，其中所述网络层装置包括宽带远程接入服务器。
35.一种系统，包括如权利要求15至27中任一项所述的网络层装置以及如权利要求28至34中任一项所述的数据链路层装置：
其中所述网络层装置从订户装置接收标识多播流的多播协议消息；以及
其中所述数据链路层装置从所述网络层装置接收所述多播流，并且在所述网络层装置的控制下复制所述多播流并向所述订户装置转发所述多播流。
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