CN101026623A - Ip数字广播系统中的igmp网络设备及其信号处理控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(IGMP)网络设备及其信号处理控制方法。所述方法包括步骤：当从IGMP客户接收到IGMP分组时，在分组发送/接收单元处确定是否通过旁路发送接收到的IGMP分组；当确定通过旁路发送从IGMP客户接收到的IGMP分组时，在分组发送/接收单元处复制所接收的IGMP分组，并将原始IGMP分组旁路发送到上级IGMP网络设备；在分组发送/接收单元处将复制的IGMP分组发送到主机；以及在主机处接收来自分组发送/接收单元的IGMP分组，处理IGMP分组，并同时更新主机的组播表和分组发送/接收单元的组播表。

Description

IP数字广播系统中的IGMP网络设备及其信号处理控制方法
技术领域
本发明涉及因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(internet group membership protocol)(IGMP)网络设备及其信号处理控制方法。
背景技术
一般而言，因特网协议电视，即IP TV，使用超高速因特网，来提供信息服务、运动图像内容和电视广播。IP TV是一种基于因特网和电视组合的数字融合，它与常规因特网TV的不同之处在于电视接收机替代了计算机监视器，遥控器替代了鼠标。
为了使用IP TV，可以将电视接收机、机顶盒和因特网相连。换言之，当将机顶盒或专用调制解调器添加到电视机上，并在打开电视机时供电时，可以使用IP TV。因此，虽然用户不熟悉计算机，但是用户可以使用遥控器，享受多种因特网提供的内容，例如观看电影、家庭购物、家庭理财、在线游戏、MP3、其他服务以及因特网搜索。
在提供包括视频的广播内容方面，IP TV与一般电缆广播或卫星广播没有太大区别，但是，它具有显著的双向性特征。与一般的天波广播、电缆广播或卫星广播不同，观看者可以在他/她方便的时间，只观看他/她希望的节目。因此，TV广播的主动权从广播公司或中继公司交给了观看者。目前，IP TV服务已经在诸如香港、意大利和日本等一些地区提供，但是在全世界还处于初始阶段。在国内，通信服务提供商积极提供IP TV，以使用给定的基础设施，获得最大的经济效应。
IP TV系统包括：至少一个IGMP客户，包括TV接收机和IP机顶盒；以及网络设备，允许IGMP客户通过因特网接收IP TV服务。网络设备包括：主机(CPU)，用于处理IGMP客户(订户)的IGMP请求；以及分组发送/接收单元，通过因特网与IGMP客户相连，并与上级IGMP网络设备相连，以负责数据发送/接收功能。主机和分组发送/接收单元各自具有组播表，作为处理IGMP分组的结果来创建/修改/删除组播表，如果必要，则创建合适的IGMP分组，并将所创建的IGMP分组发送到上级IGMP网络设备，其中所述组播表逐个频道地存储频道信息(群组IP或群组介质访问控制(MAC))和IGMP客户信息。
在IGMP网络设备中，IGMP处理完全依赖于主机，因此，IGMP网络设备提供用于减少向上级IGMP网络设备发送的IGMP分组的数量的计划。换言之，这是一种如下方法：只向上级IGMP网络设备发送从IGMP客户接收的IGMP分组中的必要一个、或由主机创建的IGMP信息，从而减小上级IGMP网络设备的主机负荷。这种功能称作“报告抑制”。IGMP网络设备仅根据由主机进行的处理来提供这种功能。
以下将描述提供上述功能的常规IP TV系统的IGMP网络设备的信号处理过程。为了观看预定频道(Ch 10)，IGMP客户向IGMP网络设备的分组发送/接收单元发送IGMP成员关系报告(“报告”)消息。此后，IGMP网络设备的分组发送/接收单元向主机发送接收到的IGMP报告消息。接着，主机确定由IGMP客户使用IGMP报告消息所请求的频道是否注册在组播表中。
当确定IGMP客户所请求的频道未注册在组播表中时，主机将IGMP客户所请求的频道和IGMP客户信息注册在组播表中。主机还更新分组发送/接收单元的组播表，以与主机的改变相对应。
之后，主机通过分组发送/接收单元，向上级IGMP网络设备发送IGMP报告消息。主机可以无任何改变地发送从IGMP客户接收的IGMP报告消息，或在修改之后发送接收到的IGMP报告消息。
当从下级IGMP网络设备接收到请求预定频道的IGMP报告消息时，上级IGMP网络设备确定是否从IP广播站接收到与IGMP报告消息相关联的频道。
当确定从IP广播站接收到使用IGMP报告消息所请求的频道时，上级IGMP网络设备将所请求频道的IP TV广播流复制并发送到下级IGMP网络设备的分组发送/接收单元。否则，上级IGMP网络设备与诸如协议独立组播(PIM)之类的组播路由协议相关联并接收对应的IP TV广播流，或再次向其上级网络设备发送IGMP消息以请求IP TV广播流，并将其发送到下级IGMP网络设备的分组发送/接收单元。
如此，下级IGMP网络设备的分组发送/接收单元发送由发送IGMP报告消息的IGMP客户请求的频道的IP TV广播流。
同时，当IGMP客户所请求的频道已注册在分组发送/接收单元的组播表中，并且IGMP客户也注册在该频道上时，主机将IGMP客户信息更新为组播表中注册的频道，并终止。
但是，当IGMP客户所请求的频道已注册在分组发送/接收单元的组播表中，而IGMP客户未注册在频道上时，主机将IGMP客户信息添加到组播表中注册的频道上，并允许将所添加的IGMP客户信息反映到分组发送/接收单元。之后，复制该频道的IP TV流，并发送到IGMP客户。
在常规IP TV系统中，IGMP客户产生IGMP分组以观看TV，并通过至少一个IGMP网络设备，向接收IP TV流的网络设备发送所产生的IGMP分组。不仅在频道改变时，还为了保持观看一个频道，IGMP客户周期性地产生IGMP分组。因此，当与IP TV网络相连的IGMP客户的数量增加时，所产生的IGMP分组总数也增加。
因为由IGMP客户产生以用于选择TV频道的IGMP分组是在IGMP网络设备的主机中处理的，所以该处理引起各个网络设备的主机的延迟，从而导致IGMP客户的频道改变的等待时间的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种IP数字广播系统中的IGMP网络设备及其信号处理控制方法，其中，不在主机中而是在用于发送/接收分组的分组发送/接收单元中处理通过主机提供的IGMP监听的常规报告抑制功能，从而减少主机的负荷和对IGMP客户的频道请求的响应时间。
本发明的另一目的是提供一种IP数字广播系统中的IGMP网络设备及其信号处理控制方法，其中，当使用查询释放当前未使用的频道时，只对使用频道的客户中最初执行查询响应的客户的查询响应进行处理，而不处理从其他客户接收的查询响应，从而减少了由处理所有查询响应而引起的网络负荷。
本发明的另一目的是提供一种网络设备及其技术，以高效、经济且易于实现的方式减少负荷，并增加对频道改变的响应。
本发明的第一方案提供了一种因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(IGMP)网络设备的信号处理控制方法。所述方法包括步骤：当从IGMP客户接收到IGMP分组时，在分组发送/接收单元处确定是否通过旁路发送接收到的IGMP分组；当确定通过旁路发送从IGMP客户接收到的IGMP分组时，在分组发送/接收单元处复制所接收的IGMP分组，并将原始IGMP分组旁路发送到上级IGMP网络设备；在分组发送/接收单元处将复制的IGMP分组发送到主机；以及在主机处接收来自分组发送/接收单元的IGMP分组，处理IGMP分组，并同时更新主机的组播表和分组发送/接收单元的组播表。
所述方法还可以包括步骤：当确定不通过旁路发送从IGMP客户接收到的IGMP分组时，在分组发送/接收单元处将从IGMP客户接收到的IGMP分组发送到主机；以及在主机处接收来自分组发送/接收单元的IGMP分组，处理IGMP分组，更新主机的组播表，并在必要时更新分组发送/接收单元的组播表。
在分组发送/接收单元处确定是否通过旁路发送接收到的IGMP分组步骤可以包括步骤：在分组发送/接收单元处确定从IGMP客户接收到的IGMP分组是否是用于频道请求的IGMP报告消息；当确定从IGMP客户接收到的IGMP分组是IGMP报告消息时，在分组发送/接收单元处检查组播表，并确定通过IGMP报告消息请求注册的频道是否注册在组播表中；以及当确定通过IGMP报告消息请求注册的频道未注册在组播表中时，旁路发送所接收的IGMP分组。
所述方法还可以包括步骤：当确定从IGMP客户接收到的IGMP分组是IGMP离开消息时，在分组发送/接收单元处检查组播表，并确定通过IGMP离开消息请求释放的频道是否注册在组播表中。
本发明的第二方案提供了一种因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(IGMP)网络设备。所述设备包括：分组发送/接收单元，用于当从IGMP客户接收到IGMP分组时，确定是否通过旁路发送IGMP分组，当确定通过旁路发送IGMP分组时，复制所接收的IGMP分组，并将复制的IGMP分组发送到上级IGMP网络设备和主机，当确定不通过旁路发送IGMP分组时，将所接收的IGMP分组发送到主机；以及主机，用于接收来自分组发送/接收单元的IGMP分组，处理IGMP分组，更新主机的组播表，并在必要时更新分组发送/接收单元的组播表。
分组发送/接收单元的组播表可以管理频道信息(群组IP或群组MAC)和IGMP客户信息，可以根据所述表来复制IP TV流。
当从IGMP客户接收到的IGMP分组是用于频道注册的IGMP报告消息时，仅当通过IGMP报告消息请求的频道未注册在组播表中时，分组发送/接收单元才可以确定旁路发送IGMP分组。当从IGMP客户接收到的IGMP分组是用于频道释放的IGMP离开消息时，仅当请求释放的IGMP客户未注册在组播表的频道上时，分组发送/接收单元才可以确定旁路发送IGMP分组。
本发明的第三方案提供了一种因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(IGMP)网络设备的信号处理控制方法。所述方法包括步骤：当从上级IGMP网络设备接收到IGMP查询时，在分组发送/接收单元处分别将信号处理IGMP查询发送到所有IGMP客户，并从每个IGMP客户接收作为对IGMP查询的响应的IGMP响应报告；在分组发送/接收单元处只将首先接收到的IGMP响应报告旁路发送到上级IGMP网络设备；在分组发送/接收单元处将从每个IGMP客户接收的IGMP响应报告发送给主机；以及在主机处，通过从分组发送/接收单元接收到的IGMP响应报告，更新主机的组播表。
在分组发送/接收单元处只将首先接收到的IGMP响应报告旁路发送到上级IGMP网络设备的步骤中，分组发送/接收单元可以检查用于指示是否禁止发送组播表的IGMP响应报告的特定字段/位，并确定是否执行到上级IGMP网络设备的旁路发送。当未设置表的特定字段或位时，分组发送/接收单元可以将首先接收到的IGMP响应报告旁路发送到上级IGMP网络设备。
在分组发送/接收单元处只将首先接收到的IGMP响应报告旁路发送到上级IGMP网络设备的步骤中，当设置了表的特定字段或位时，分组发送/接收单元可以将IGMP响应报告发送到主机，而不旁路发送到上级IGMP网络设备。
在主机处通过从分组发送/接收单元接收到的IGMP响应报告来更新主机的组播表的步骤中，当在临界时间内未从IGMP客户接收到IGMP响应报告时，主机可以释放在其组播表和分组发送/接收单元的组播表中注册的IGMP客户。
本发明的第四方案提供了一种因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(IGMP)网络设备。所述设备包括：分组发送/接收单元，用于当从IGMP客户接收到作为对从上级IGMP网络设备接收到的IGMP查询的响应的IGMP响应报告时，只将第一IGMP响应报告旁路发送到上级IGMP网络设备，并将所接收的IGMP响应报告发送到主机；以及主机，用于接收来自分组发送/接收单元的IGMP响应报告，处理IGMP响应报告，并更新主机的组播表。
分组发送/接收单元可以包括组播表，所述组播表具有频道信息(群组IP和群组MAC)、IGMP客户信息(端口号或永久虚电路(PVC)信息)和用于确定是否接收到IGMP响应报告的字段/位中的至少一个。
当在临界时间内未从IGMP客户接收到IGMP响应报告时，主机可以释放在其组播表和分组发送/接收单元的组播表中注册的IGMP客户。
本发明的第五方案提供了一种因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(IGMP)网络设备的信号处理控制方法。所述方法包括步骤：在分组发送/接收单元处将从主机产生的IGMP查询发送到所有IGMP客户，并从每个IGMP客户接收作为对IGMP查询的响应的IGMP响应报告；在分组发送/接收单元处将从每个IGMP客户接收到的IGMP响应报告旁路发送到主机；以及在主机处，通过从分组发送/接收单元接收到的IGMP响应报告，更新主机的组播表。
在主机处通过从分组发送/接收单元接收到的IGMP响应报告来更新主机的组播表的步骤中，当在临界时间内未从IGMP客户接收到IGMP响应报告时，主机可以释放在其组播表和分组发送/接收单元的组播表中注册的IGMP客户。
本发明的第六方案提供了一种因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(IGMP)网络设备。所述设备包括：分组发送/接收单元，用于将从主机产生的IGMP查询发送到所有IGMP客户，然后，当从IGMP客户接收到对IGMP查询的IGMP响应报告时，将IGMP响应报告发送给主机；以及主机，用于接收来自分组发送/接收单元的IGMP响应报告，处理IGMP响应报告，更新主机的组播表，并在必要时，更新分组发送/接收单元的组播表。
分组发送/接收单元的组播表可以包括指示供应频道的群组IP和群组MAC、与当前向其提供所述供应频道的IGMP客户有关的信息、以及确定是否接收到IGMP响应报告的字段/位中的至少一个。
当在临界时间内未从IGMP客户接收到IGMP响应报告时，主机可以释放在其组播表和分组发送/接收单元的组播表中注册的IGMP客户。
附图说明
结合附图，参考以下详细描述，将更加完全、清楚地理解本发明及其优点，附图中相同的参考符号指示相同或相似组件，其中：
图1示出了根据本发明的IP TV系统的结构；
图2是示出了根据本发明第一典型实施例的IP数字广播系统中的IGMP网络设备的信号流的参考图；
图3是示出了根据本发明第一典型实施例的IP数字广播系统中的IGMP网络设备的信号处理控制方法的流程图；
图4是示出了在图3的IP数字广播系统中的IGMP网络设备的信号处理控制方法中确定是否通过旁路发送IGMP分组的步骤的流程图；
图5是示出了根据本发明第二典型实施例的IP数字广播系统中的IGMP网络设备的信号流的参考图；
图6是示出了根据本发明第二典型实施例的IP数字广播系统中的IGMP网络设备的信号处理控制方法的流程图；
图7是示出了根据本发明第三典型实施例的IP数字广播系统中的IGMP网络设备的信号流的参考图；以及
图8是示出了根据本发明第三典型实施例的IP数字广播系统中的IGMP网络设备的信号处理控制方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本发明的典型实施例。在以下描述中，为了简明，省略了对合并在此的已知功能和配置的详细描述。
图1示出了根据本发明的因特网协议电视(IP TV)系统的结构。
根据本发明第一实施例的因特网协议(IP)数字广播系统中的因特网群组成员关系协议(IGMP)网络设备100包括分组发送/接收单元110和主机120。分组发送/接收单元110包括发送/接收单元组播表111，主机120包括主机组播表121。主机120的主机组播表121的信息反映在发送/接收单元组播表111中。
当接收到来自IGMP客户1-1的IGMP分组时，分组发送/接收单元110确定是否通过旁路发送IGMP分组。当确定通过旁路发送IGMP分组时，分组发送/接收单元110复制所接收的IGMP分组，然后将结果分别发送给上级IGMP网络设备100-1和主机120。另一方面，当确定不通过旁路发送IGMP分组时，分组发送/接收单元110将所接收的IGMP分组发送给主机120。分组发送/接收单元110包括发送/接收单元组播表111，发送/接收单元组播表111包括群组IP或群组介质访问控制(MAC)、以及与IGMP客户1-1有关的信息。如果从IGMP客户1-1接收到的IGMP分组是用于频道注册的IGMP报告消息时，只有在没有发送/接收单元组播表111的频道信息时，分组发送/接收单元110才确定旁路发送IGMP分组。如果从IGMP客户1-1接收到的IGMP分组是用于频道释放的IGMP离开消息时，只有在除了IGMP客户1-1信息之外的其他任何IGMP客户信息未注册在发送/接收单元组播表111的频道上时，分组发送/接收单元110才确定旁路发送IGMP分组，并执行至上级IGMP网络设备100-1的旁路发送。
主机120从分组发送/接收单元110接收IGMP分组，然后处理所接收的IGMP分组，更新主机组播表121，并在必要时，更新发送/接收单元组播表111。
发送/接收单元组播表111包括频道(群组IP或群组MAC)和与IGMP客户1-1有关的信息。
在每个构成元件的一般功能和具体操作中，将省略对其信号处理的描述，并将参考图2描述与本发明相关的操作。
首先，预定IGMP客户1-1向IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110发送IGMP报告消息(包括频道“10”和IGMP客户的MAC信息)。这里，从IGMP客户1-1发送的IGMP报告消息包括由IGMP客户1-1请求的频道信息(群组IP和群组MAC)、以及IGMP客户信息。
IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110检查由分组发送/接收单元110管理的发送/接收单元组播表111。假设组播表111如表1所示。
[表1]
    频道信息     IGMP客户(端口)信息
    Ch 1     端口2，  端口3
    Ch 2     端口4，  端口5
如表1所示，当包括在IGMP报告消息中的请求频道(Ch 10)未注册在发送/接收单元组播表111时，分组发送/接收单元110复制从IGMP客户1-1接收到的IGMP报告消息，并将结果发送给上级IGMP网络设备100-1或IP广播站200。
分组发送/接收单元110将所接收的所有IGMP报告消息发送到主机120。此时，分组发送/接收(发送或接收、或者发送且接收)单元110无改变地发送复制的IGMP报告消息，或者进行处理，然后将合适的变量值发送到主机120。
主机120处理所接收的IGMP报告消息，将频道(Ch 10)和IGMP客户1-1信息(端口1)更新为如表2所示的主机组播表121和发送/接收单元组播表111。
[表2]
    频道信息     IGMP客户(端口)信息
    Ch 1     端口2，端口3
    Ch 2     端4，端5
    Ch 10     端口1
之后，接收IGMP报告消息(频道“10”和IGMP客户的MAC信息)的上级IGMP网络设备100-1或IP广播站200向IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110发送与IGMP报告消息相对应的频道(Ch 10)的IP TV广播流。
接着，IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110向IGMP客户1-1发送所接收的频道(Ch 10)的IP TV广播流。
由此，IGMP客户1-1的订户可以观看频道(Ch 10)。
同时，如图3所示，当发送/接收单元组播表111中先前注册有包括在从IGMP客户1-1接收的IGMP报告消息中的请求频道(Ch 10)、以及与观看请求频道(Ch 10)的其他IGMP客户1-1有关的信息(端口7)时，分组发送/接收单元110向主机120发送从IGMP客户1-1接收的IGMP报告消息。此时，主机120不向上级IGMP网络设备100-1发送IGMP报告消息。
[表3]
    频道信息     IGMP客户(端口)信息
    Ch 1     端2，端3
    Ch 2     端口4，端口5
    Ch 10     端口7
    Ch 11     端口6
如果是这种情况，如表4所示，主机120更新主机组播表121和发送/接收单元组播表111，以与从IGMP客户1-1接收的IGMP报告消息相对应。
[表4]
    频道信息     IGMP客户(端口)信息
    Ch 1     端口2，端口3
    Ch 2     端4，端5
    Ch 10     端口1，端口7
    Ch 11     端口6
之后，主机120复制从上级IGMP网络设备100-1或IP广播站200接收的频道(Ch 10)的IP TV广播流，并将复制的流发送到端口1的IGMP客户1-1。
由此，IGMP客户1-1的订户可以观看频道(Ch 10)。
现在将描述允许正在观看频道(Ch 10)的IGMP客户1-1的订户观看频道(Ch 11)的操作。
在这之前，假设发送/接收单元组播表111中注册有用于频道改变的IGMP客户1-1请求释放的频道(Ch 10)、以及正在观看频道(Ch 10)的IGMP客户1-1的信息。
首先，正在观看频道(Ch 10)的IGMP客户1-1向IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110发送用于释放频道(Ch 10)的IGMP离开消息(频道“10”和IGMP客户的MAC信息)。
接着，接收IGMP离开消息(频道“10”和IGMP客户的MAC信息)的IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110检查主机组播表121。
这里，当如表4所示，发送/接收单元组播表111中注册有频道(Ch10)和与正在观看频道(Ch 10)的IGMP客户1-1有关的信息时，分组发送/接收单元110向主机120发送IGMP离开消息。
接着，主机120从发送/接收单元组播表111的频道(Ch 10)中释放IGMP客户1-1。
由此，分组发送/接收单元110停止向IGMP客户1-1发送的频道(Ch 10)的IP TV流，IGMP客户1-1的订户无法观看频道(Ch 10)。
当如表2所示，在频道上注册的IGMP客户1-1只有其自己的频道(Ch 10)和频道注册的IGMP客户1-1信息时，分组发送/接收单元110复制用于释放频道的最后的IGMP离开消息，并将其发送到IGMP网络设备100或IP广播站200。
接着，IGMP网络设备100或IP广播站200停止提供给IGMP网络设备100的频道(Ch 10)的IP TV流。
之后，IGMP客户1-1向IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110发送IGMP报告消息(频道“11”和IGMP客户的端口信息“端口1”)。
接着，IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110检查由分组发送/接收单元110管理的发送/接收单元组播表111。
当如表1所示，包括在从IGMP客户1-1接收的IGMP报告消息中的请求频道(Ch 11)未注册在发送/接收单元组播表111时，分组发送/接收单元110复制从IGMP客户1-1接收到的IGMP报告消息，并将复制的消息发送给上级IGMP网络设备100-1或IP广播站200。
分组发送/接收单元110将所有IGMP报告消息发送到主机120。
接着，主机120处理所接收的IGMP报告消息，将频道(Ch 10)和IGMP客户信息(端口1)注册在主机组播表121中，然后更新为如表5所示。
[表5]
    频道信息     IGMP客户(端口)信息
    Ch 1     端2，端口3
    Ch 2     端口4，端5
    Ch 11     端口1
之后，接收IGMP报告消息(频道“11”和IGMP客户的MAC信息)的上级IGMP网络设备100-1或IP广播站200向IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110发送与IGMP报告消息相对应的频道(Ch 11)的IP TV广播流。
接着，IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110向频道请求IGMP客户1-1发送接收到的频道(Ch 11)的IP TV广播流。
由此，IGMP客户1-1的订户可以观看频道(Ch 11)。
同时，当发送/接收单元组播表111中先前注册有包括在所接收的IGMP报告消息中的请求频道、以及观看该频道的其他IGMP客户1-1时，分组发送/接收单元110向主机120发送从IGMP客户1-1接收的IGMP报告消息。
接着，如表6所示，主机120更新发送/接收单元组播表111，以与所接收的IGMP报告消息相对应。
[表3]
    频道信息     IGMP客户(端口)信息
    Ch 1     端2，端3
    Ch 2     端口4，端5
    Ch 10     端口7
    Ch 11     端口1，端口6
之后，主机120复制所接收的频道(Ch 11)的IP TV广播流，然后将复制的流发送到IGMP客户1-1。
由此，IGMP客户1-1的订户可以观看频道(Ch 11)。
以下将参考图3描述IP数字广播系统中的IGMP网络设备100的控制方法。
首先，当接收到来自IGMP客户1-1的IGMP分组时，分组发送/接收单元110确定是否通过旁路发送所接收的IGMP分组(步骤1)。
现在将参考图4描述在分组发送/接收单元110中确定(步骤1)是否通过旁路发送所接收的IGMP分组的步骤。
首先，分组发送/接收单元110确定从IGMP客户1-1接收到的IGMP分组是否是用于频道请求的IGMP报告消息(步骤11)。
当在步骤11确定从IGMP客户1-1接收到的IGMP分组是IGMP报告消息时，分组发送/接收单元110检查发送/接收单元组播表111，并确定请求频道注册的频道是否注册在组播表中(步骤12)。
当在步骤11确定从IGMP客户1-1接收到的IGMP分组是IGMP离开消息时，分组发送/接收单元110检查发送/接收单元组播表111，并确定其他IGMP客户1-1是否注册在请求释放的频道上(步骤13)。
当在步骤1确定通过旁路发送从IGMP客户1-1接收到的IGMP分组时，分组发送/接收单元110复制从IGMP客户接收到的IGMP分组，并将原始IGMP分组发送到上级IGMP网络设备100-1(步骤2)。
之后，分组发送/接收单元110将复制的IGMP分组发送到主机120(步骤3)。
接着，主机120接收来自分组发送/接收单元110的IGMP分组，处理所接收的IGMP分组，更新主机组播表121，并在必要时更新发送/接收单元组播表111(步骤4)。
当在步骤1确定不通过旁路发送IGMP分组时，分组发送/接收单元110向主机120发送从IGMP客户1-1接收到的IGMP分组(步骤5)。
之后，主机120接收来自分组发送/接收单元110的IGMP分组，处理所接收的IGMP分组，更新主机组播表121，并在必要时更新发送/接收单元组播表111(步骤6)。
之后，分组发送/接收单元110通过更新的发送/接收单元组播表111，执行与之对应的过程。换言之，分组发送/接收单元110按照与常规技术相同的方式，处理IGMP报告消息和IGMP离开消息。
根据本发明第二典型实施例的IP数字广播系统中的IGMP网络设备100包括分组发送/接收单元110和主机120，还包括各自的组播表111和121。
当从IGMP客户1-1接收到作为对从上级IGMP网络设备100-1接收到的IGMP查询的响应的IGMP响应报告时，分组发送/接收单元110只将最初的IGMP响应报告发送到上级IGMP网络设备100-1，并将所接收的IGMP响应报告发送到主机120。分组发送/接收单元110的发送/接收单元组播表111包括如下信息中的至少一个：指示频道的频道信息(群组IP和群组MAC)；与当前向其提供所供应频道的IGMP客户有关的信息(端口号或永久虚电路(permanent virtual circuit)(PVC)信息)；以及用于确定是否接收到IGMP响应报告的字段/位(字段或位、或者字段和位)。
主机120接收来自分组发送/接收单元110的IGMP响应报告，处理IGMP响应报告，更新主机组播表121，并在必要时更新发送/接收单元组播表111。当主机120在临界时间内未接收到来自IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，主机120释放在主机组播表121和发送/接收单元组播表111中注册的IGMP客户1-1。
在每个构成元件的一般功能和具体操作中，将省略对其信号处理的描述，并将参考图5描述与本发明相关的操作。
首先，上级IGMP网络设备100-1将IGMP查询发送到由上级IGMP网络设备100-1管理的下级IGMP网络设备100。每两分钟发送一次从上级IGMP网络设备100-1向下级IGMP网络设备100发送的IGMP查询。下级IGMP网络设备100与至少一个IGMP客户1-1相连，上级IGMP网络设备100-1与要通过因特网与IP广播站200相连的至少一个下级IGMP网络设备100相连。
接收来自上级IGMP网络设备100-1的IGMP查询的下级IGMP网络设备100的网络分组发送/接收单元110将IGMP查询发送到所有IGMP客户1-1。
当在预定临界时间内接收到来自每个IGMP客户1-1的对IGMP查询的IGMP响应报告时，下级IGMP网络设备100的网络分组发送/接收单元110只将最初的IGMP响应报告发送到上级IGMP网络设备100-1。
将接收到的所有IGMP响应报告发送到主机120。当在预定关键时间内未接收到来自IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，下级IGMP网络设备100的网络分组发送/接收单元110从频道释放未接收到IGMP响应报告的IGMP客户1-1，并将发送/接收单元组播表111更新为与之相对应。
此时，主机120改变发送/接收单元组播表111中的字段/位，以确定在预定关键时间内是否接收到来自每个IGMP客户1-1的IGMP响应报告。换言之，当如表7所示，接收到来自上级IGMP网络设备100-1的IGMP查询时，将发送/接收单元组播表111的字段/位全部设置成“0”(零)。
[表7]
    频道信息     IGMP客户(端口)信息     字段/位
    Ch 1     端口2，端口3     0
    Ch 2     端口4，端口5     0
    Ch 10     端口7     0
    Ch 11     端口1，端口6     0
之后，当接收到来自每个IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，主机120将接收IGMP响应报告的频道的字段/位改变成“1”，并且将发送/接收单元组播表111的设置改变为如表8所示。
[表8]
    频道信息     IGMP客户(端口)信息     字段/位
    Ch 1     端口2，端口3     1
    Ch 2     端口4，端口5     1
    Ch 10     端口7     1
    Ch 11     端口1，  端口6     1
当甚至在经过临界时间之后还未接收到来自IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，主机120从频道释放未从其接收到IGMP响应报告的IGMP客户1-1。
现在将参考图6描述根据本发明第二实施例的IP数字广播系统中的上述结构的IGMP网络设备的信号处理控制方法。
首先，当接收到来自上级IGMP网络设备100-1的IGMP查询时，分组发送/接收单元110将信号处理IGMP查询发送到所有IGMP客户1-1，并从每个IGMP客户1-1接收响应于IGMP查询的IGMP响应报告(步骤101)。
之后(在步骤101之后)，分组发送/接收单元110只复制首先接收到的IGMP响应报告，并将复制的报告发送到上级IGMP网络设备100-1(步骤102)。可以通过在分组发送/接收单元110处检查特定字段/位来实现步骤102，其中特定字段/位指示是否禁止发送发送/接收单元组播表111的IGMP响应报告。
接着，分组发送/接收单元110向主机120发送从每个IGMP客户1-1接收到的IGMP响应报告(步骤103)。
之后(在步骤103之后)，主机120通过从分组发送/接收单元110接收到的IGMP响应报告，更新主机组播表121和发送/接收单元组播表111(步骤104)。当在临界时间内未从IGMP客户1-1接收到IGMP响应报告时，主机120释放在主机组播表121和发送/接收单元组播表111中注册的IGMP客户1-1。
接着，在必要时，主机120更新分组发送/接收单元110的组播表。
根据本发明第三典型实施例的IP数字广播系统中的IGMP网络设备100包括分组发送/接收单元110和主机120。分组发送/接收单元110包括发送/接收单元组播表111，主机120包括主机组播表121。
分组发送/接收单元110将从主机120产生的IGMP查询发送到所有IGMP客户1-1，并接收作为IGMP查询的响应的IGMP响应报告，然后将所接收的IGMP响应报告发送到主机120。分组发送/接收单元110的发送/接收单元组播表111包括如下信息中的至少一个：指示频道的频道信息(群组IP(因特网协议)和群组MAC(介质访问控制))；与当前向其提供所供应频道的IGMP客户(端口号或永久虚电路(PVC)信息)有关的信息；以及用于确定是否接收到IGMP响应报告的字段/位。
在主机120接收来自分组发送/接收单元110的IGMP响应报告之后，处理IGMP响应报告，更新主机组播表121，并在必要时更新发送/接收单元组播表111。当主机120在临界时间内未接收到来自IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，主机120释放在主机组播表121和发送/接收单元组播表111中注册的IGMP客户1-1。
此外，发送/接收单元组播表111包括如下信息中的至少一个：指示频道的频道信息(群组IP和群组MAC)；与当前向其提供所供应频道的IGMP客户(端口号或永久虚电路(PVC)信息)有关的信息；以及用于确定是否接收到IGMP响应报告的字段/位。
在每个构成元件的一般功能和具体操作中，将省略对其信号处理的描述，并将参考图7描述与本发明相关的操作。
首先，IGMP网络设备100将IGMP查询发送到由IGMP网络设备100管理的所有IGMP客户1-1。
在IGMP网络设备100将IGMP查询发送到所有IGMP客户1-1之后，IGMP网络设备100在预定临界时间内接收来自每个IGMP客户1-1的对于IGMP查询的IGMP响应报告。IGMP网络设备100的分组发送/接收单元110向主机120发送从IGMP客户1-1接收的所有IGMP响应报告。当分组发送/接收单元110在预定临界时间内未接收到来自IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，分组发送/接收单元110释放其信号处理IGMP客户1-1的频道，并将发送/接收单元组播表111更新成与之相对应。
主机120改变主机组播表121中的字段/位，以确定在预定临界时间内是否接收到来自每个IGMP客户1-1的IGMP响应报告。换言之，当如表7所示，接收到来自上级IGMP网络设备100-1的IGMP查询时，将主机组播表121的字段/位全部设置成“0”。
之后，当接收到来自每个IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，主机120将接收IGMP响应报告的频道的字段/位设置成“1”，如表8所示。
当甚至在经过临界时间之后还未接收到来自IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，主机120释放其信号处理IGMP客户1-1的频道。
接着，将参考图8描述根据本发明的IP数字广播系统中的IGMP网络设备的信号处理控制方法。
首先，分组发送/接收单元110分别向所有IGMP客户1-1发送IGMP查询，并从每个IGMP客户1-1接收作为对IGMP查询的响应的IGMP响应报告(步骤201)。在分组发送/接收单元110处，可以通过检查特定字段/位来实现在分组发送/接收单元110中只复制首先接收到的IGMP响应报告并将复制的报告发送到上级IGMP网络设备100-1的步骤(步骤201)，其中特定字段/位指示是否禁止(或未允许)发送发送/接收单元组播表111的IGMP响应报告。
之后(在步骤201之后)，分组发送/接收单元110向主机120发送从每个IGMP客户1-1接收的IGMP响应报告(步骤202)。
接着，主机120通过从分组发送/接收单元110接收的IGMP响应报告，更新主机组播表121和发送/接收单元组播表111(步骤203)。这里，当在临界时间内未接收到来自IGMP客户1-1的IGMP响应报告时，主机120释放在主机组播表121和发送/接收单元组播表111中注册的IGMP客户1-1。
在必要时，主机120更新分组发送/接收单元110的组播表。
本发明可以作为计算机可读介质中的计算机可执行指令来实现。计算机可读介质包括所有可能类型的介质，该介质中存储或包括计算机可读数据，或可以包括可由计算机或处理单元读取的任何类型的数据。例如，计算机可读介质包括但不限于存储介质，诸如磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光读取介质(例如，CD-ROM(只读存储压缩盘)、DVD(数字多功能盘)、光盘的可重写版本等)、混合磁光盘、有机盘、系统存储器(只读存储器、随机存取存储器)、诸如闪存之类的非易失性存储器或任何其他易失性或非易失性存储器、其他半导体介质、电子介质、电磁介质、红外线以及诸如载波等的其他通信介质(例如，通过因特网或另一计算机的发送)。通信介质一般具体实现计算机可读指令、数据结构、程序模块或诸如载波或包括任何信息传递介质的其他可传送机制之类的调制信号中的其他数据。诸如通信介质之类的计算机可读介质可以包括射频、红外微波等无线介质、以及有线网络等有线介质。此外，计算机可读介质可以存储和执行分布在通过网络相连的计算机中的计算机可读代码。计算机可读介质还包括协作或互连的计算机可读介质，这些计算机可读介质在处理系统中，或分布在该处理系统的本地或远程的多个处理系统中。本发明可以包括其上存储有数据结构的计算机可读介质，该数据结构包括含有代表本发明技术的数据的多个字段。
可以读取包括本发明的计算机可执行指令的计算机可读介质的计算机示例包括控制计算机的处理器，但不限于该示例。处理器使用系统存储器和包括特定计算机可读记录介质的计算机可读存储器器件。系统总线将处理器与提供到另一计算机或因特网等网络的连接的网络接口、调制解调器或其他接口相连。系统总线还可以包括提供与多种其他设备的连接的输入和输出接口。
如上所述，在本发明的IP数字广播系统中的IGMP网络设备及其信号处理控制方法中，在主机的处理之前，IGMP网络设备的分组发送/接收单元参考其组播表，并将从IGMP客户接收到的IGMP分组发送到上级IGMP网络设备，从而可以减少主机在处理所有IGMP分组之后、再次产生IGMP分组并将其发送到上级IGMP网络设备时所引起的延迟和负荷。
另外，本发明使IGMP客户能够在频道改变时接收更快的响应。
此外，在本发明的IP数字广播系统中的IGMP网络设备及其信号处理控制方法中，当至少一个客户与每个频道相连时，可以持续地保持频道，发送对仅在一个客户中的频道的查询响应，并向主机发送随后的响应，从而减少网络上的负荷。
虽然参考典型实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围的前提下，可以进行形式和细节上的多种改变。

Claims (21)

1.一种因特网协议数字广播系统中的因特网群组成员关系协议网络设备的信号处理控制方法，所述方法包括：
当从因特网群组成员关系协议客户接收到因特网群组成员关系协议分组时，在分组发送和接收单元处确定是否通过旁路发送所述接收到的因特网群组成员关系协议分组；
当确定通过旁路发送从所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议分组时，在所述分组发送和接收单元处复制所述接收到的因特网群组成员关系协议分组，并将原始因特网群组成员关系协议分组旁路发送到上级因特网群组成员关系协议网络设备；
在所述分组发送和接收单元处将复制的因特网群组成员关系协议分组发送到主机；以及
在所述主机处接收来自所述分组发送和接收单元的所述因特网群组成员关系协议分组，处理所述因特网群组成员关系协议分组，并同时更新所述主机的组播表和所述分组发送和接收单元的组播表。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
当确定不通过旁路发送从所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议分组时，在所述分组发送和接收单元处将从所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议分组发送到所述主机；以及
在所述主机处接收来自所述分组发送和接收单元的所述因特网群组成员关系协议分组，处理所述因特网群组成员关系协议分组，更新所述主机的组播表，并在必要时更新所述分组发送和接收单元的所述组播表。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述分组发送和接收单元处确定是否通过旁路发送所述接收到的因特网群组成员关系协议分组的步骤包括：
在所述分组发送和接收单元处确定从所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议分组是否是用于频道请求的因特网群组成员关系协议报告消息；
当确定从所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议分组是所述因特网群组成员关系协议报告消息时，在所述分组发送和接收单元处检查所述组播表，并确定通过所述因特网群组成员关系协议报告消息请求注册的频道是否注册在所述组播表中；以及
当确定通过所述因特网群组成员关系协议报告消息请求注册的所述频道未注册在所述组播表中时，旁路发送所述接收到的因特网群组成员关系协议分组。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：当确定通过所述因特网群组成员关系协议报告消息请求注册的所述频道注册在所述组播表中时，不旁路发送所述接收到的因特网群组成员关系协议分组。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：
当确定从所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议分组是因特网群组成员关系协议离开消息时，在所述分组发送和接收单元处检查所述组播表，并确定通过所述因特网群组成员关系协议离开消息请求释放的频道是否注册在所述组播表中；
当确定通过所述因特网群组成员关系协议离开消息请求释放的频道注册在所述组播表中时，确定是否有其他因特网群组成员关系协议客户注册在所述请求释放的频道上；以及
当确定没有其他因特网群组成员关系协议客户注册在所述请求释放的频道上时，旁路发送所述接收到的因特网群组成员关系协议分组。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：当确定有其他因特网群组成员关系协议客户注册在所述请求释放的频道上时，确定不旁路发送所述接收到的因特网群组成员关系协议分组。
7.一种因特网协议数字广播系统中的因特网群组成员关系协议网络设备，所述设备包括：
分组发送和接收单元，用于当从因特网群组成员关系协议客户接收到因特网群组成员关系协议分组时，确定是否通过旁路发送所述因特网群组成员关系协议分组，当确定通过旁路发送所述因特网群组成员关系协议分组时，复制所述接收到的因特网群组成员关系协议分组，并将所述复制的因特网群组成员关系协议分组发送到上级因特网群组成员关系协议网络设备和主机，当确定不通过旁路发送所述因特网群组成员关系协议分组时，将所述接收到的因特网群组成员关系协议分组发送到所述主机；以及
所述主机，用于接收来自所述分组发送和接收单元的所述因特网群组成员关系协议分组，处理所述因特网群组成员关系协议分组，更新所述主机的组播表，并在必要时更新所述分组发送和接收单元的组播表。
8.根据权利要求7所述的设备，其中分组发送和接收单元还包括所述组播表，所述组播表包括包含群组因特网协议和群组介质访问控制的频道信息、以及因特网群组成员关系协议客户信息。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，当从所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议分组是用于频道注册的因特网群组成员关系协议报告消息时，仅当通过所述因特网群组成员关系协议报告消息请求的所述频道未注册在所述组播表中时，所述分组发送和接收单元才确定旁路发送所述因特网群组成员关系协议分组。
10.根据权利要求8所述的设备，其中，当从所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议分组是用于频道释放的因特网群组成员关系协议离开消息时，只有在请求释放的所述因特网群组成员关系协议客户未注册在所述组播表的频道上的情况下，所述分组发送和接收单元才确定旁路发送所述因特网群组成员关系协议分组。
11.一种因特网协议数字广播系统中的因特网群组成员关系协议网络设备的信号处理控制方法，所述方法包括：
当从上级因特网群组成员关系协议网络设备接收到因特网群组成员关系协议查询时，在分组发送和接收单元处将信号处理因特网群组成员关系协议查询分别发送到所有因特网群组成员关系协议客户，并从每个所述因特网群组成员关系协议客户接收作为对所述因特网群组成员关系协议查询的响应的因特网群组成员关系协议响应报告；
在所述分组发送和接收单元处只将首先接收到的因特网群组成员关系协议响应报告旁路发送到上级因特网群组成员关系协议网络设备；
在所述分组发送和接收单元处将从每个所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议响应报告发送给所述主机；以及
在所述主机处，通过从所述分组发送和接收单元接收到的所述因特网群组成员关系协议响应报告，更新所述主机的组播表。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述分组发送和接收单元处只将所述首先接收到的因特网群组成员关系协议响应报告旁路发送到所述上级因特网群组成员关系协议网络设备的步骤中，所述分组发送和接收单元检查用于指示是否禁止发送所述组播表的所述因特网群组成员关系协议响应报告的特定字段/位，并确定是否执行到所述上级因特网群组成员关系协议网络设备的旁路发送。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述分组发送和接收单元处只将所述首先接收到的因特网群组成员关系协议响应报告旁路发送到所述上级因特网群组成员关系协议网络设备的步骤中，当未设置所述表的所述特定字段或位时，所述分组发送和接收单元将所述首先接收到的因特网群组成员关系协议响应报告发送到所述上级因特网群组成员关系协议网络设备。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述分组发送和接收单元处只将所述首先接收到的因特网群组成员关系协议响应报告旁路发送到所述上级因特网群组成员关系协议网络设备的步骤中，当设置了所述表的所述特定字段或位时，所述分组发送和接收单元将所述因特网群组成员关系协议响应报告发送到所述主机，而不旁路发送到所述上级因特网群组成员关系协议网络设备。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述主机处通过从所述分组发送和接收单元接收到的所述因特网群组成员关系协议响应报告来更新所述主机的组播表的步骤中，当在临界时间内未从所述因特网群组成员关系协议客户接收到所述因特网群组成员关系协议响应报告时，所述主机释放在其组播表和所述分组发送和接收单元的所述组播表中注册的所述因特网群组成员关系协议客户。
16.一种因特网协议数字广播系统中的因特网群组成员关系协议网络设备，所述设备包括：
分组发送和接收单元，用于当从因特网群组成员关系协议客户接收到作为对从上级因特网群组成员关系协议网络设备接收到的因特网群组成员关系协议查询的响应的因特网群组成员关系协议响应报告时，只将第一因特网群组成员关系协议响应报告旁路发送给所述上级因特网群组成员关系协议网络设备，并将所述接收到的因特网群组成员关系协议响应报告发送给主机；以及
所述主机，用于接收来自所述分组发送和接收单元的所述因特网群组成员关系协议响应报告，处理所述因特网群组成员关系协议响应报告，并更新所述主机的组播表。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述分组发送和接收单元包括具有如下信息中的至少一个的组播表：群组因特网协议和群组介质访问控制的频道信息；端口号或永久虚电路信息的因特网群组成员关系协议客户信息；以及用于确定是否接收到所述因特网群组成员关系协议响应报告的字段/位。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，当在临界时间内未从所述因特网群组成员关系协议客户接收到所述因特网群组成员关系协议响应报告时，所述主机释放在其组播表和所述分组发送和接收单元的所述组播表中注册的所述因特网群组成员关系协议客户。
19.一种因特网协议数字广播系统中的因特网群组成员关系协议网络设备的信号处理控制方法，所述方法包括：
在分组发送和接收单元处将从主机产生的因特网群组成员关系协议查询发送到所有因特网群组成员关系协议客户，并从所述每个因特网群组成员关系协议客户接收作为对所述因特网群组成员关系协议查询的响应的因特网群组成员关系协议响应报告；
在所述分组发送和接收单元处将从每个所述因特网群组成员关系协议客户接收到的所述因特网群组成员关系协议响应报告发送到所述主机；以及
在所述主机处，通过从所述分组发送和接收单元接收到的所述因特网群组成员关系协议响应报告，更新所述主机的组播表。
20.一种计算机可读介质，具有用于执行权利要求19所述的信号处理控制方法的计算机可执行指令。
21.根据权利要求16所述的设备，其中所述分组发送和接收单元是网络层设备，所述网络层是用于发送和接收所述分组的第二层。
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