CN101009669B

CN101009669B - 一种传输组播消息的方法和系统以及路由设备

Info

Publication number: CN101009669B
Application number: CN2007100001911A
Authority: CN
Inventors: 游君平; 王�锋
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2027-01-05
Also published as: CN101009669A

Abstract

本发明公开了一种传输组播消息的方法和系统以及路由设备。该系统包括：第一路由设备和第二路由设备。一种路由设备包括主机接口单元和处理单元。另一种路由设备包括接口单元和处理单元。本发明方法包括：确定接收端网络中接收组播消息的设备的单播地址；以该单播地址为目的地址，将组播消息传输至所述接收组播消息的设备。本发明能够保证组播消息在接收端网络中的传输，从而提高了业务服务质量，并且，本发明还能够降低路由设备的业务负荷量。

Description

一种传输组播消息的方法和系统以及路由设备

技术领域

本发明涉及组播技术，特别是涉及一种传输组播消息的方法和系统以及路由设备。

背景技术

组播技术是在IP网络中完成数据传输的一项重要技术。利用组播技术，组播源可以采用点到多点的方式将一份数据发送到多个接收组播数据的主机，而无需针对多个主机发送多份数据，从而提高了数据传输效率并且节约了网络带宽。

在实现组播业务时，可以采用不同的组播路由协议。比如，当网络规模较大时，为了节约网络带宽资源，可采用稀疏模式的协议无关组播(PIM SM)作为组播路由协议，也就是说，上游设备只有接收到业务请求才会向下游设备发送组播数据。再如，当网络规模较小时，为了便于维护和统一配置，可采用密集模式的协议无关组播(PIM DM)作为组播路由协议，也就是说，上游设备只要未接收到拒收业务信息就会向下游设备发送组播数据。这样，参见图1，当组播源和主机分别位于不同的网络，并且该不同网络使用不同的组播路由协议时，其中一个网络中的组播消息在进入另一个网络后，由于组播路由协议不同，该另一个网络则无法识别和转发组播消息，因此，就必须考虑如何在该不同网络间传输组播消息。

目前，主机和与其直连的路由设备均支持互联网组管理协议(IGMP)。利用这一特性，为了在采用不同组播路由协议的不同网络间传输组播消息，现有技术为主机所处网络即接收端网络中的路由设备配置了IGMP协议中的代理协议即IGMP PROXY，比如，参见图1，为路由设备S1、S2和S4 配置了IGMP PROXY协议。这样，当组播源所处网络即发送端网络中的边缘路由设备R1发送组播消息，比如IGMP协议的查询消息时，接收端网络中的路由设备S1、S2和S4根据配置的IGMP PROXY协议，依次将接收到的IGMP协议的查询消息透传到主机。当主机发送组播消息，比如IGMP协议的加入/离开消息时，接收端网络中的路由设备S4、S2和S1根据配置的IGMP PROXY协议，依次将接收到的IGMP协议的加入/离开消息透传到发送端网络中的边缘路由设备R1。

可见，在现有技术中，接收端网络中的路由设备能够根据配置的IGMPPROXY协议透传组播消息，这样，则可将接收端网络中的路由设备和主机视为主机来处理，而无需考虑接收端网络中路由设备采用的组播路由协议，从而能够在采用不同组播路由协议的网络间传输组播消息，并实现后续的向主机传输组播数据的过程。

然而，在现有技术中，接收端网络中传输组播消息的路径是固定的，也就是说，接收端网络中只配置固定的路由设备支持IGMP PROXY协议，比如，参见图1，在接收端网络中，为路由设备S1、S2和S4配置了IGMP PROXY协议，而路由设备S3没有配置IGMP PROXY协议，这样，接收端网络与发送端网络间的IGMP协议的组播消息只能通过路由设备S1、S2和S4进行透传，传输路径固定。这样，一旦该传输路径上的任意一个路由设备或链路出现故障，那么，则无法通过其他的路径来路由组播消息，从而无法保证组播消息在接收端网络中的传输，大大降低了业务服务质量。

另外，在现有技术中，接收端网络中与主机直连的路由设备在配置了IGMP PROXY协议后，只要接收到主机发来的组播消息，就会透传该组播消息，因此，在大量主机同时发送组播消息时，会导致接收端网络中同时出现大量的组播消息，从而加重了接收端网络中路由设备的业务负荷量。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一目的在于提供一种传输组播消息的方法，本发明的第二目的在于提供一种传输组播消息的系统，本发明的第三和第四目的在于提供一种路由设备，以便于在发送端网络和接收端网络采用不同组播路由协议时，保证组播消息在接收端网络中的传输。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种传输组播消息的方法，包括：

确定接收端网络中接收组播消息的设备的单播地址；

以该单播地址为目的地址，将组播消息传输至所述接收组播消息的设备。

所述接收网络中接收组播消息的设备为边缘路由设备，而与主机直连的路由设备接收到主机发来的组播消息后，确定所述接收端网络中边缘路由设备的单播地址；

所述传输的步骤包括：与主机直连的路由设备根据封装的目的地址，将所述组播消息传输给接收端网络中的边缘路由设备。

所述确定接收端网络中边缘路由设备的单播地址的步骤包括：与主机直连的路由设备根据预先配置确定接收端网络中边缘路由设备的单播地址；或者，根据接收端网络中边缘路由设备预先在广播消息中携带的地址信息，确定接收端网络中边缘路由设备的单播地址。

在与主机直连的路由设备接收到主机发来的组播消息之后、发送所述组播消息之前进一步包括：

与主机直连的路由设备根据预先配置的组播地址所属网络信息，和主机发来的所述组播消息中携带的组播地址信息，确定主机发来的组播消息是否为外网组播组对应的组播消息，如果是，则继续执行所述的确定接收端网络中边缘路由设备的单播地址的步骤，否则，在本网中传输所述组播消息，结束当前流程。

在将所述组播消息传输给接收端网络中的边缘路由设备之后，进一步包括：

接收端网络中的边缘路由设备对接收到的所述组播消息进行解封装处理后发送至发送端网络中的边缘路由设备；

或者，

接收端网络中的边缘路由设备对接收到的组播消息进行解封装，如果根据解封装后组播消息的内容确定自身中未维护该组播消息对应的组播组业务信息，则在自身中维护该组播组的业务信息，并将该组播消息直接发送至发送端网络中边缘路由设备，如果根据解封装后组播消息的内容确定自身中已维护该组播消息对应的组播组业务信息，则更新所维护的该组播组的业务信息，并在发送端网络中边缘路由设备发来查询消息后，将维护的组播组的业务信息发送至发送端网络中的边缘路由设备。

所述主机发来的组播消息为：同一组播组中多个主机发来的多个加入消息；

所述封装的步骤包括：与主机直连的路由设备将确定的单播地址封装为所述多个加入消息中第一个接收到的加入消息的目的地址；

所述传输的步骤包括：根据封装的目的地址，仅将第一个接收到的加入消息传输给接收端网络中的边缘路由设备。

所述主机发来的组播消息为：同一组播组中多个主机发来的多个离开消息；

与主机直连的路由设备收到多个离开消息中非最后一个离开消息时，断开对发送该离开消息的主机的组播，继续保持发送端向接收端传输的组播数据流；与主机直连的路由设备收到多个离开消息中最后一个离开消息时，将接收端网络边缘路由设备的单播地址封装为所述最后一个离开消息的目的地址，将所述离开消息传输至接收端网络中的边缘路由设备。

该方法进一步包括：与主机直连的路由设备定期将组播查询消息发送至主机；

所述组播消息为组播查询响应消息。

该方法进一步包括：根据主机所在组播组的信息，在接收端网络中的边缘路由设备上配置组播组地址和与主机直连的路由设备地址之间的对应关系；

所述的接收端网络中接收组播消息的设备是与主机直连的路由设备，该设备的单播地址是由接收端网络中的边缘路由设备根据组播消息中携带的组播组地址和预先配置的所述对应关系确定。

由所述的接收端网络中边缘路由设备将确定的单播地址封装为组播消息的目的地址；根据封装的目的地址，将组播消息传输给与主机直连的路由设备。

一种传输组播消息的系统，该系统包括：第一路由设备和第二路由设备，其中，

第一路由设备，用于确定接收端网络中接收组播消息的设备的单播地址，将确定的单播地址封装为组播消息的目的地址，然后发送该组播消息；

第二路由设备，用于接收组播消息，根据组播消息封装的目的地址，发送该组播消息。

所述第一路由设备为接收端网络中的边缘路由设备或与主机直连的路由设备；所述第二路由设备为接收端网络中的其他路由设备。

一种路由设备，该路由设备包括：接口单元和处理单元，其中，

接口单元，用于接收外部网络的边缘路由设备发来的组播消息，将该组播消息发送至处理单元；

处理单元，用于确定与接收组播消息的主机直连的路由设备的单播地址，将确定的单播地址封装为接收到的组播消息的目的地址，根据封装的目的地址，发送该组播消息。

所述接口单元，进一步用于接收本网络中的组播消息，将该组播消息发送至处理单元，接收外部网络中边缘路由设备发来的组播查询消息，将查询指示发送至处理单元，将接收到的组播组的业务信息发送至外部网络中的边缘路由设备；

所述处理单元，进一步用于根据接收到的组播消息，维护组播组的业务信息，并在接收到查询指示时，将维护的组播组的业务信息发送至接口单元。

该路由设备进一步包括存储单元，用于存储组播组地址和与主机直连的路由设备地址之间的对应关系；

所述处理单元，用于根据接收到的组播消息中的组播组地址和存储单元中保存的对应关系，确定所述的与接收该组播消息的主机直连的路由设备的单播地址。

由此可见，本发明具有以下优点：

1、在发送端网络和接收端网络采用不同组播路由协议时，本发明在主机所处的接收端网络中采用单播方式来传输组播消息，这样，无论组播消息从接收端网络传输到发送端网络，还是从发送端网络传输到接收端网络，在接收端网络中，均可以利用单播方式由各个路由器来完成对组播消息的路由传输，也就是说，在接收端网络中传输组播消息的路径是通过路由的过程确定的，而不是现有技术中的固定路径，因此，即使一些路由设备或链路故障，本发明仍可保证组播消息在接收端网络中的传输，从而大大提高了业务服务质量。

2、在本发明中，与主机直连的路由设备在在较短时间内接收到同一组播组中多个主机发来的多个相同的组播消息后，可以有间隔地发送该多个组播消息，也可以仅发送其中任意一个组播消息，因此，避免了接收端网络中同时出现大量的组播消息，减轻了接收端网络中路由设备的业务负荷量。

3、在本发明中，能够对接收端网络内部组播组对应的组播消息进行过滤，从而避免了现有技术中对所有组播消息进行透传所导致的传输错误的问题。

附图说明

图1是当组播源和主机处于不同网络且该不同网络使用不同组播路由协议时的网络结构示意图。

图2是本发明实施例1的流程图。

图3是本发明实施例2的流程图。

图4是本发明系统的基本结构示意图。

图5是在本发明中与主机直连的路由设备的结构示意图。

图6是在本发明中接收端网络中边缘路由设备的基本结构示意图。

图7是在本发明中接收端网络中边缘路由设备的一种具体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明提出了一种传输组播消息的方法，其核心思想是：确定接收端网络中接收组播消息的设备的单播地址；以该单播地址为目的地址，将组播消息传输至所述接收组播消息的设备。

可见，在本发明中，由于在接收端网络中以单播报文的形式传输组播消息，因此，组播消息可以在接收端网络中被路由传输，而无需依赖于一条固定的路径，从而保证了组播消息在接收端网络中的传输。

本发明可以应用于如下两种方式的业务场景：

方式一、接收端网络将主机发送的组播消息传输给发送端网络中的边缘路由设备。

方式二、接收端网络将发送端网络中边缘路由设备发来的组播消息传输给主机。

下面针对上述两种方式分别举一个实施例来详细说明本发明方法的实现过程。

实施例1：

图2是本发明实施例1的流程图。参见图1和图2，本实施例针对上述业务场景中的方式一，实现传输组播消息的过程具体包括以下步骤：

步骤201：在接收端网络中，预先在与主机直连的路由设备上配置不同组播组地址所属网络的信息。

在实际的业务实现中，不仅发送端网络中存在组播源，主机所处的接收端网络中也可能会存在组播源，也就是说，主机所在的组播组不仅可以是外网组播组，即发送端网络向接收端网络进行组播的组播组，也可以是本网组播组，即在接收端网络内进行组播的组播组。这样，对于本网组播组即接收端网络中的组播组，其组播消息应该在接收端网络内部进行传输，而不应该传输到外网，因此需要对此种组播消息进行过滤。为了能够对位于接收端网络中组播组对应的组播消息进行过滤，本步骤在与主机直连的路由设备上配置不同组播组地址所属网络的信息。

步骤202：主机将组播消息发送给与其直连的路由设备。

这里，主机发送给路由设备的组播消息可以是任意一种IGMP协议的组播消息。比如，当主机初始加入或离开一个组播组时，主机将IGMP协议的加入/离开消息发送至与其直连的路由设备。

较佳地，在本实施例中，与主机直连的路由设备还可以定期向主机发送组播查询消息，查询主机的状态，当主机接收到组播查询消息后，通过组播查询响应消息将自身的状态信息发送至与其直连的路由设备。这样，在本步骤中，所述的组播消息可以是主机向与其直连的路由设备返回的组播查询响应消息。

步骤203：与主机直连的路由设备根据预先配置的不同组播组地址所属网络信息和主机发送的组播消息中所携带的组播组地址信息，判断当前接收到的组播消息是否为外网组播组对应的组播消息，如果是，则执行步骤205，否则，执行步骤204。

由于与主机直连的路由设备只要接收到主机发来的组播消息，就会将组播消息通过接收端网络中的边缘路由设备透传给发送端网络中的边缘路由设备，因此，若不经过特别处理，如果主机发送了针对本网中的组播组的组播消息，则该本网的组播消息将会被错误地发送到外部的网络。本发明的实施例1为了避免这一缺点，通过上述步骤201和本步骤203的处理，则可过滤出对应于本网组播组的组播消息，保证只将对应于外网组播组的组播消息发送到外部网络。

步骤204：与主机直连的路由设备在接收端网络内部传输该组播消息，结束当前流程。

步骤205：与主机直连的路由设备确定接收端网络中边缘路由设备的单播地址。

本步骤的实现过程包括但不限于以下方式：

方式A、预先在与主机直连的路由设备上配置接收端网络中边缘路由设备的地址信息，在本步骤中，与主机直连的路由设备根据该配置确定接收端网络中边缘路由设备的单播地址。

方式B、预先由接收端网络中的边缘路由设备在接收端网络中发送携带自身地址信息的广播消息，在本步骤中，与主机直连的路由设备根据接收到的广播消息中的地址信息，确定接收端网络中边缘路由设备的单播地址。

步骤206：与主机直连的路由设备转发从主机中接收到的组播消息，并将接收端网络中边缘路由设备的确定的单播地址封装为组播消息的接收到的组播消息的目的地址。

本步骤的具体实现过程为：与主机直连的路由设备在接收到的组播消息外封装一个单播头，将确定的接收端网络中边缘路由设备的单播地址作为该单播头的目的地址。

步骤207：与主机直连的路由设备根据封装的目的地址，路由该组播消息。

步骤208：在接收端网络中，其他接收到组播消息的路由设备根据组播消息封装的目的地址路由该组播消息，直至将其路由至接收端网络中的边缘路由设备。

需要说明的是，在现有技术中，接收端网络中与主机直连的路由设备只要接收到主机发来的组播消息，就会透传该组播消息，因此，很可能会导致接收端网络中同时出现大量的报文。为了避免这一缺点，较佳地，如果在上述步骤202中，与主机直连的路由设备在一设定的较短时间长度内接收到了属于同一组播组中的多个主机发来的多个相同的组播消息，那么，在上述步骤206至步骤208中，具体的处理过程可以是：

如果所述多个相同的组播消息为初始加入组播组的加入消息，那么，与主机直连的路由设备将确定的单播地址封装为所述多个加入消息中第一个接收到的加入消息的目的地址，根据封装的目的地址，仅将第一个接收到的加入消息通过其他路由设备传输给接收端网络中的边缘路由设备；

如果所述多个相同的组播消息为离开组播组的离开消息，那么，与主机直连的路由设备收到多个离开消息中非最后一个离开消息时，断开对发送该离开消息的主机的组播，继续保持发送端向接收端传输的组播数据流；并且，与主机直连的路由设备收到多个离开消息中最后一个离开消息时，将接收端网络边缘路由设备的单播地址封装为所述最后一个离开消息的目的地址，将该最后一个离开消息传输至接收端网络中的边缘路由设备。

步骤209：接收端网络中的边缘路由设备对接收到的组播消息进行解封装，然后将组播消息发送至发送端网络中的边缘路由设备。

本步骤中，对组播消息进行解封装的过程为：剥离组播消息封装的单播头。

本步骤209的过程还可以为：

接收端网络中的边缘路由设备对接收到的组播消息进行解封装，即剥离所接收到的组播消息的单播头并获取组播消息的内容；

接收端网络中的边缘路由设备根据解封装后组播消息的内容确定自身中未维护该组播消息对应的组播组业务信息；

如果所述接收网络中的边缘路由没有维护对应的组播组业务信息，则所述边缘路由增加对该组播组的业务信息的维护，并将该组播消息直接发送至发送端网络中边缘路由设备；

如果所述接收网络中的边缘路由维护对应的组播组业务信息，则所述边缘路由更新所维护的该组播组的业务信息，并在接收到发送端网络中边缘路由设备发送的查询消息后，将经过更新的组播组的业务信息发送至发送端网络中的边缘路由设备。

实施例2：

图3是本发明实施例2的流程图。参见图1和图3，本实施例针对上述业务场景中的方式二，实现传输组播消息的过程具体包括以下步骤：

步骤301：发送端网络中的边缘路由设备将组播消息发送给接收端网络中的边缘路由设备。

这里，发送端网络中的边缘路由设备所发送的组播消息可以是任意一种IGMP协议的组播消息，比如，查询消息等。

步骤302：接收端网络中的边缘路由设备接收到发送端网络发来的组播消息后，确定与接收该组播消息的主机直连的路由设备的单播地址。

本实施例中，预先根据主机所在组播组的信息，在接收端网络中的边缘路由设备上配置组播组地址和与主机直连的路由设备地址之间的对应关系，比如，主机1和主机2均与路由设备1直连，且主机1和主机2所在的组播组为组播组1，那么，则在接收端网络中的边缘路由设备上配置组播组1的地址与路由设备1的地址之间的对应关系。这样，在本步骤中，确定与接收该组播消息的主机直连的路由设备的单播地址的实现过程包括：接收端网络中的边缘路由设备根据接收到的组播消息中的组播组地址，从预先配置的上述对应关系中确定与接收该组播消息的主机直连的路由设备的单播地址。

步骤303：接收端网络中的边缘路由设备将确定的单播地址封装为接收到的组播消息的目的地址。

本步骤的具体实现过程为：接收端网络中的边缘路由设备在接收到的组播消息外封装一个单播头，将确定的与主机直连的路由设备的单播地址作为该单播头的目的地址。

步骤304：接收端网络中的边缘路由设备根据组播消息封装的目的地址，路由该组播消息。

步骤305：在接收端网络中，其他接收到组播消息的路由设备根据组播消息封装的目的地址路由该组播消息，直至将其路由至与主机直连的路由设备。

步骤306：与主机直连的路由设备对接收到的组播消息进行解封装，然后将组播消息发送至与其直连的主机。

另外，本发明还提出了一种传输组播消息的系统。图4是本发明系统的基本结构示意图。参见图4，本发明系统的基本结构包括：第一路由设备和第二路由设备，其中，

第一路由设备，用于确定接收端网络中接收组播消息的设备，获取该设备的单播地址，将获取的单播地址封装为组播消息的目的地址，然后发送该组播消息；

在本发明系统中，第一路由设备可以为接收端网络中的边缘路由设备或与主机直连的路由设备，第二路由设备则为接收端网络中除边缘路由设备和与主机直连的路由设备之外的其他路由设备，并且，该第二路由设备的个数可以为多个且级连在一起。

本发明还提出了一种与主机直连的路由设备。参见图5所示，该与主机直连的路由设备包括：主机接口单元和处理单元，其中，

主机接口单元，接收主机发来的组播消息，将该组播消息发送至处理单元；处理单元，将接收端网络中边缘路由设备的单播地址封装为接收到的组播消息的目的地址，然后根据该组播消息封装的目的地址，发送该组播消息。

参见图5，较佳地，在与主机直连的路由设备中，处理单元，进一步用于定期将组播查询消息发送给主机接口单元；主机接口单元，进一步将接收到的组播查询消息发送至主机，接收主机发来的组播查询响应消息。

本发明还提出了一种接收端网络中的边缘路由设备。参见图6所示，该边缘路由设备包括：接口单元和处理单元，其中，

接口单元，接收外部网络的边缘路由设备发来的组播消息，将该组播消息发送至处理单元；处理单元，确定与接收该组播消息的主机直连的路由设备的单播地址，将确定的单播地址封装为接收到的组播消息的目的地址，然后根据该组播消息封装的目的地址，发送该组播消息。

参见图6，较佳地，在接收端网络的边缘路由设备中，接口单元进一步用于接收本网络中的组播消息，将该组播消息发送至处理单元，接收外部网络中边缘路由设备发来的组播查询消息，将查询指示发送至处理单元，将接收到的组播组的业务信息发送至外部网络中的边缘路由设备；处理单元，进一步用于根据接收到的组播消息，维护组播组的业务信息，并在接收到查询指示时，将维护的组播组的业务信息发送至接口单元。

参见图7，接收端网络中的边缘路由设备可以进一步包括存储单元，用于存储组播组地址和与主机直连的路由设备地址之间的对应关系。这样，接收端网络边缘路由设备中的处理单元，是根据接收到的组播消息中的组播组地址和存储单元中保存的对应关系，完成上述的确定与接收该组播消息的主机直连的路由设备的单播地址的过程。

在本发明的具体应用中，所述的组播消息可以是IGMP协议的组播消息。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种传输组播消息的方法，其特征在于，该方法包括：

确定接收端网络中接收组播消息的设备的单播地址；

以该单播地址为目的地址，将组播消息传输至所述接收组播消息的设备；

其中，所述接收端网络中接收组播消息的设备为边缘路由设备，而与主机直连的路由设备接收到主机发来的组播消息后，确定所述接收端网络中边缘路由设备的单播地址；其中主机所处网络为接收端网络；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在与主机直连的路由设备接收到主机发来的组播消息之后、发送所述组播消息之前进一步包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述组播消息传输给接收端网络中的边缘路由设备之后，进一步包括：

或者，

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述主机发来的组播消息为：同一组播组中多个主机发来的多个加入消息；

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述主机发来的组播消息为：同一组播组中多个主机发来的多个离开消息；

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：与主机直连的路由设备定期将组播查询消息发送至主机；

所述组播消息为组播查询响应消息。