CN101053211A - 用于配置和管理健壮覆盖多播树的方法和设备 - Google Patents

用于配置和管理健壮覆盖多播树的方法和设备 Download PDF

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Abstract

提供了一种在具有SM(会话管理器)和至少一个MA(多播代理)的传输网络中、配置和管理覆盖多播数据传送树的方法和设备。该方法包括以下步骤：在希望加入会话的MA处，从SM获得激活相邻MA列表；检测与该激活相邻MA列表中的每一相邻MA的QoS信息有关的信息；基于该激活相邻MA列表中的每一相邻MA的QoS信息，而选择具有最佳QoS的MA作为父MA；通过所选择的父MA加入覆盖多播数据通信会话；周期性地接收具有与从根到MA的路径有关的信息的HB(心跳)信息，并基于该HB信息确定是否执行父切换；和当确定执行父切换时，从当前父MA父切换到具有更好QoS的MA。

Description

用于配置和管理健壮覆盖多播树的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于在覆盖多播环境中有效配置和管理1:N数据传送树的方法和设备，并更具体地，涉及用于通过终端主机或服务器来有效配置和管理1:N覆盖多播数据传送树、以提供1:N群数据传输的服务的方法和设备。
背景技术
因特网传输方法可被分类为单播方法、广播机制和多播机制，其中，在单播方法中，一个发射机向另一接收机发送数据；在广播机制中，一个发射机向同一子网上的所有接收机发送数据；在多播机制中，按照参与传输的发射机和接收机，由至少一个发射机中的每一个向至少一个特定接收机发送数据。
在多播机制中，当发射机同时向多个接收机发送相同数据时，可有效使用节点的所有资源和带宽。多播机制是迄今为止适于在群通信中发送应用数据的机制。可仅在测试台或一些内部网、校园网、或测试网中部分地采用因特网环境中的多播技术(或IP多播)。不完全支持多播技术的原因可被举例说明为：关于用使能多播的路由器来替换因特网上当前提供的所有路由器所花费的成本问题、地址分配问题、和关于多播路由选择协议和硬件状态管理机制的技术问题。
作为IP多播路由器的有问题的负荷的示例，在管理用于频繁预订/离开群的成员的路由选择表时，向当前IP多播骨干路由器施加了强负荷。然而，与单播固定IP网络不同，实际IP多播网络是取决于应用的开始和终止而频繁改变的动态网络。也就是说，在IP多播网络中，应用程序预订了已知会话(群地址、端口号、和内容)，由此创建了数据通信路径。
因此，最近几年，已提出了覆盖多播机制，其中使用应用层程序而无需改变现有因特网器材的多播是可能的。覆盖多播机制指的是一种覆盖多播传输的技术，其中在现有基于单播的因特网处安装几个代理，并按照树型结构来配置相关发射机/接收机和代理，使得发射机可利用代理中继功能来向接收机群发送多播数据。在覆盖多播传输机制中，通过在不将多播路由器直接连接到多播骨干的非多播区域中、通过虚拟多播路由器建立隧道，而进行连接，由此允许发射机和接收机之间的IP多播。
名为“Method for configuring and managing Internet-based overlay multicasttree”的韩国专利第2002-68477号公开了一种利用通过终端主机或服务器来配置单播环境中的覆盖多播树的方法。
然而，该覆盖多播方法的缺点在于，因为每一元件在不是网络器材的终端主机处包括应用程序，所以很难建立与物理网络的拓扑结构类似的覆盖多播环境。在覆盖多播网络中，可仅通过分散方法来测量节点间距离或网络状态，并且在终端主机(而不是作为网络器材的路由器)之间生成链路，并因此可随着新节点频繁预订/离开而频繁改变网络拓扑结构。换言之，存在以下缺陷，即在覆盖多播环境中建立传输路径时，不能考虑物理网络环境，由此引起无效，并且终端节点(主机)的频繁预订/离开可引起频繁错误。
发明内容
【技术问题】
本发明针对一种用于在覆盖多播环境中有效配置和管理多播数据传送树的方法和设备。
本发明还针对以下这样的方法和设备，用于在覆盖多播环境中配置、不断管理和改善多播数据传送树，并且当发生错误时，立即进行检测和恢复。
【技术方案】
本发明的一个方面是提供一种在具有SM(会话管理器)和至少一个MA(多播代理)的传输网络中、配置和管理覆盖多播数据传送树的方法。该方法包括以下步骤：在希望加入会话的MA处，(a)从SM获得激活相邻MA列表；(b)检测与该激活相邻MA列表中的每一相邻MA的QoS信息有关的信息；(c)基于该激活相邻MA列表中的每一相邻MA的QoS信息，而选择具有最佳QoS的MA作为父MA；(d)通过所选择的父MA加入覆盖多播数据通信会话；(e)周期性地接收具有与从根到MA的路径有关的信息的HB(心跳)信息，并基于该HB信息确定是否执行父切换；和(f)当确定执行父切换时，从当前父MA父切换到具有更好QoS的MA。
本发明的另一方面提供了一种在具有会话管理器(SM)和至少一个多播代理(MA)的传输网络中、配置和管理覆盖多播数据传送树的方法，该方法可包括以下步骤：在SM处，存储已加入SM所管理的会话并且当前处于正常操作的激活MA的列表、和还没有确认在该会话中是否正常工作的就绪MA的列表；从希望加入该会话的MA接收预订请求消息；响应于所接收的预订请求消息，确定是否允许MA的预订；当确定允许会话预订时，提取该激活MA列表的一部分，并向MA发送具有所提取的该激活MA列表的一部分的预订应答消息；当确定拒绝会话预订时，向MA发送具有拒绝理由的预订应答消息；和向该就绪MA列表添加MA信息。
本发明的另一方面提供了一种多播代理设备，包括：用于从SM获得激活相邻MA列表的装置；用于检测与该激活相邻MA列表中的每一相邻MA的QoS信息的装置；用于基于每一相邻MA的QoS信息而选择具有最佳QoS的MA作为父MA、并通过所选择的父MA加入覆盖多播数据通信会话的装置；用于周期性地接收具有与从根到MA的路径有关的信息的HB信息、并基于所接收的HB信息确定是否执行父切换的装置；和用于当确定执行父切换时、从当前父MA父切换到具有更好QoS的MA的装置。
本发明的另一方面提供了一种会话管理器设备，包括：用于存储已加入该会话管理器设备自己所管理的会话并且当前处于正常操作的激活MA的列表、和还没有确认在该会话中是否正常工作的就绪MA的列表、并用于周期性地更新这些列表的装置；用于从希望加入该会话的MA接收预订请求消息、并响应于该预订请求消息而确定是否允许MA的预订的装置；用于当确定允许会话预订时提取该激活MA列表的一部分并向MA发送具有所提取的该激活MA列表的一部分的预订应答消息、而当确定拒绝会话预订时向MA发送具有拒绝理由的预订应答消息的装置；和用于向该就绪MA列表添加MA信息的装置。
【有利效果】
如上所述，根据本发明，可能通过在覆盖多播环境中通过初始MA的引导处理和搜索相邻MA的信息的映射(map)发现处理建立覆盖多播数据传输路径(树)，并然后执行父切换、连续树管理和错误恢复处理，而建立取决于物理网络拓扑结构的健壮和有效的数据传输路径。
根据本发明，可能仅通过在个人计算机中安装软件，而不对当前因特网基础结构作任何改变，来在当前引起关注的各种群通信中提供更有效的服务和更高的服务质量。具体来说，可能通过简单安装程序，而不改变因特网环境，来甚至在当前因特网中建造与同时用户数目无关的数据传输基础结构。
尽管已参考本发明的特定示范实施例而示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，可以在这里进行形式和细节的各种改变，而不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。
附图说明
图1A和1B图示了根据本发明的覆盖多播网络环境；
图2是示意性图示了根据本发明实施例的用于配置和管理多播数据传送树的方法中的主要步骤的方框图；
图3是图示了根据本发明优选实施例的多播代理(MA)的引导处理的流程图；
图4是图示了根据本发明实施例的会话管理器(SM)的引导处理的流程图；
图5是根据本发明实施例的SM保持的用于成员管理的多播代理(MA)列表数据库(DB)的结构；
图6图示了根据本发明实施例的MA保持的用于成员管理的数据库(DB)的结构；
图7是图示了根据本发明实施例的映射发现处理的流程图；
图8是图示了根据本发明实施例的父切换(PS)处理的流程图；
图9是更详细地图示了图8的PS判决步骤840的流程图；
图10是更详细地图示了图8的PS执行步骤860的流程图；
图11是图示了根据本发明实施例的SM的树管理操作的略图；
图12是图示了根据本发明实施例的MA的树管理操作的略图；
图13是图示了根据本发明实施例的循环错误恢复操作的略图；
图14是详细图示了根据本发明实施例的循环恢复操作的流程图；
图15是图示了根据本发明实施例的网络分区错误恢复操作的略图；和
图16是详细图示了根据本发明实施例的网络分区错误恢复操作的流程图。
具体实施方式
其后，将详细描述本发明的示范实施例。然而，本发明不限于下面公开的实施例，而是可以以各种类型实现。所以，提供本实施例是为了全面公开本发明和将本发明的范围完全告知本领域普通技术人员。
图1A和1B图示了根据本发明的覆盖多播网络环境。具体来说，图1A是用于发送实时多播数据的网络环境，而图1B是用于发送例如股票数据的具有可靠特性的多播数据的网络环境。
如图1A和1B所示，创造性的覆盖多播网络包括用于执行多播数据的中继传输的多播代理(MA)120a、130a、120b和130b；和用于管理会话信息和处理来自多播代理的会话预订请求的会话管理器(SM)110a和110b。
多播代理(MA)存在于希望传递特定群数据的用户(节点)所属的每一本地子网中，并用于发送多播数据。多播代理可在个人计算机、服务器、或其他类型数据处理系统中被实施为软件、硬件或其组合。在图1A和1B中，发射机侧多播代理(SMA)120a和120b将从SMA所属子网的特定节点生成的多播数据中继到接收机侧多播代理(MA)130a和130b。连接在SMA 120a和120b与MA 130a和130b之间的信道可取决于数据特性而包括实时/可靠单播逐路由段(hop-by-hop)的信道140a和140b。
会话管理器110和110b管理群通信的会话信息，并且一旦接收到来自多播代理的会话预订请求，就确定是否允许预订，并且一旦允许预订，则向对应多播代理通知激活多播代理列表(AML)的一部分。在一个实施例中，会话管理器110a和110b可被实施为终端主机或分离系统中的软件、硬件、或其组合。
图2是示意性图示了根据本发明实施例的用于配置和管理多播数据传送树的方法中的主要步骤的方框图。
如图2所示，本发明开始于引导步骤210，用于允许多播代理(MA)加入覆盖网络的会话。在引导步骤210中，MA将会话预订请求消息发送到会话管理器(SM)，而从MA接收该消息的SM确定是否允许MA的预订，并且一旦允许预订，则将该激活MA列表的一部分发送到MA。激活MA列表是参加会话并积极执行通信的MA的列表。随着会话尺寸的增加，列表中激活MA的数目也增加。因此，当会话的尺寸大时，SM不能将其整个激活MA列表提供给MA。由此，当会话的尺寸大时，SM仅从其整个激活MA列表中提取预定数目的MA，并将所提取的MA列表发送到新MA。SM可基于以下标准：按照1)高性能服务器、2)具有高传送率的MA、和3)新MA的顺序而从其MA列表中进行提取。
加入会话的MA执行映射发现步骤220，以获得相邻MA的信息。映射发现步骤220包括用于诊断例如相邻MA的传输延迟和带宽的QOS(服务质量)的MA测量步骤222、和用于搜索相邻MA的MA搜索步骤224。
接下来，MA在父判决步骤230中选择最佳相邻MA作为其父MA，并且其在树附加步骤240中向父MA请求数据中继，这导致步骤260中的可能通信的in_tree状态。所以，当发现了能够改善当前状态的MA时，在父切换步骤250中，可将当前父MA切换为这样的新父MA。处于in_tree状态的MA继续重复映射发现步骤220和父判决步骤230，由此继续改善覆盖网络。在步骤270中，可周期性地管理树信息，并在步骤280中，可执行树管理，以恢复在数据传送树中生成的错误。现在将更详细地描述每一步骤。
引导(步骤210)
在引导处理中，新加入会话的MA初始地获得有关覆盖多播网络的信息。其后，将该引导分开描述为多播代理(MA)的引导处理和会话管理器(SM)的引导处理。
图3是图示了根据本发明优选实施例的多播代理(MA)的引导处理的流程图。在步骤310，MA的引导开始，向会话管理器(SM)发送预订请求消息(SUBSREQ)。在步骤320，响应于该预订请求消息从SM接收预订应答消息(SUBSANS)。在步骤330，基于该预订应答消息，确定允许还是拒绝MA的会话预订。如果确定SM拒绝该预订，则在步骤360，MA不能加入该会话。如果确定SM允许该预订，则SM向MA发送具有已加入该会话的激活相邻MA的列表的预订应答消息(SUBSANS)。MA在步骤340提取该激活相邻MA列表并将其存储在其本地存储单元中，并在步骤350终止该引导。
图4是图示了根据本发明实施例的会话管理器(SM)的引导处理的流程图。在步骤410，SM的引导开始，从新MA接收预订请求消息。通过对接收进行控制，在步骤420，确定允许还是拒绝该预订。如果确定允许该MA的预订，则SM应该向MS通知引导信息。所以，在步骤430，SM从其多播代理数据库(MA_DB)中的激活多播代理列表(AML)中提取一些MA。其后，SM将所提取的MA信息添加到预订应答消息(SUBSANS)中，并在步骤440向MA通知该预订允许。
如果确定拒绝该新MA的预订，则在步骤450准备拒绝该预订的拒绝原因，并在步骤460将具有该拒绝原因的预订应答消息(SUBSANS)发送到MA。
SM在步骤470将新加入的MA信息添加到MA_DB的ready_MA_list(RML)，并在步骤480准备从新加入的MA接收请求。
图5是根据本发明实施例的会话管理器(SM)所管理的用于成员资格管理的多播代理列表数据库(MA_DB)的结构。MA_DB 500包括两个MA列表，一个是已加入会话并已由SM探查(probed)活性(aliveness)的MA的激活MA列表(AML)510，而另一个是已请求预订但是还没有由SM探查活性的MA的就绪MA列表(RML)520。
SM周期性地探查MA列表以发现MA_DB的数据完整性。SM每隔预定时间段就更新AML的信息。在一个实施例中，SM也可在AML中排列MA的顺序，从而向MA提供更好的引导信息。此外，SM每隔预定时间段就更新ready_MA_list(RML)的信息。该更新处理包括确认加入该会话的MA是否实际在该会话中工作、以及将MA信息从ready_MA_list(RML)转变为active_MA_list(AML)的步骤，以便向新MA传递引导信息。
图6图示了根据本发明实施例的由MA保持的用于成员资格管理的数据库(DB)的结构。与SM类似，MA管理相邻MA列表DB(NLDB)600，以便保存有关其相邻MA的信息。NLDB 600可包括根路径信息610，用于存储在其所属树中从根到其自己的路径；直接节点列表620，用于存储该树中的父和子节点的信息；探查其QOS的探查相邻MA列表(ProbedNL)630和还没有探查其QOS的未探查MA列表(NonProbedNL)640。
MAP发现(步骤220)
在映射发现处理中，MA发现覆盖多播环境。通过映射发现处理，MA获得覆盖网络环境中有关相邻MA的信息。
图7是图示了根据本发明实施例的映射发现处理的流程图。在一个实施例中，MA每隔特定时间段就执行映射发现。执行映射发现的原因在于，特定MA在覆盖网络环境中所识别的相邻MA仅是参加整个会话的MA的一部分。MA扩展其相邻MA列表，由此在覆盖网络中选择更好的父MA。为此，MA与相邻MA交换其相邻MA列表信息，由此执行MA搜索处理。
从步骤710开始映射发现处理，其中执行映射发现的MA从其相邻MA列表DB(NLDB)中选择要探查的MA。所选择的MA是在NLDB中存储的未探查的MA列表中的MA。MA在步骤720准备要发送到所选择的MA的探查请求消息(ProbeReq)。探查请求信息包括其相邻MA信息。这时，相邻信息可不仅包括探查的MA信息，而且包括未探查的MA信息。
MA在步骤730将探查请求消息(ProbeReq)发送到所选择的MA，并在步骤740接收响应于该探查请求消息(ProbeReq)的探查应答消息(ProbeAns)。探查应答消息可包括所选择的MA的相邻MA列表、以及所选择的MA当前所属的树的状态信息。该树的状态信息指的是关于从根到所选择的MA的路径的信息、和关于其父节点及其子节点的信息。
MA接收探查应答消息(ProbeAns)，并在步骤750更新其NLDB。换言之，MA在探查的相邻MA列表(ProbedNL)中存储关于已发送了探查应答消息(ProbeAns)的所选择的MA的信息，并向其没有探查的相邻MA列表(NonProbedNL)添加关于在探查应答消息(ProbeAns)中包括的相邻MA列表中的、其探查的相邻MA列表(ProbedNL)中没有包括的MA的信息，由此执行更新。
父判决(步骤230)
在步骤220完成该映射发现处理之后，MA从所探查的相邻MA列表(ProbedNL)中包括的MA中选择父MA，执行向所选择的父MA发送数据中继请求消息(RelayRequest)的树附加处理，并从父MA接收中继请求应答消息，由此达到其中可能进行通信的in_tree状态。可通过根据预定会话策略对所探查的NL中包括的MA进行排序、并从所探查的NL中选择最佳MA作为父MA，而实现父MA的选择。
父切换(PS)(步骤250)
根据本发明，如果存在比当前父MA好的父MA，则MA可执行父切换(PS)操作，以改善该树。然而，如果同一边缘处的两个以上MA同时执行PS操作，则树的结构可遭到破坏。所以，当MA执行PS操作时，应保证原子价(atomicity)。
图8是图示了根据本发明实施例的父切换(PS)处理的流程图。如图8所示，在步骤810，PS处理开始，接收从根发出的周期性心跳(HB)。HB包括关于从根到接收该HB的MA的路径的信息。在步骤820，MA利用该HB更新其可能的QoS信息(例如，延迟、带宽等)。用于更新QoS信息的方法如下所述：
-延迟信息：在HB消息经过的每一节点处，通过将上节点提供的从根到上节点的延迟值添加到上节点和其自己之间的延迟值，而更新延迟信息。
-带宽信息：在HB消息经过的每一节点处，通过从上节点提供的从根到上节点的最小带宽与上节点和其自己之间的可用带宽中选择小带宽，而更新可用带宽信息。
该信息将用于根据会话策略来判决具有更好状态的父MA。在步骤830，接收HB消息的MA通报：其可执行父切换。接下来，MA确定更新的可能QoS信息比其当前父MA的QoS好多少(即，大于预定阈值)，由此在步骤840判决是否执行父切换(PS)。稍后将参考图9更详细地描述是否执行PS操作的判决。
在步骤850，确定是否判决执行在步骤840的PS判决步骤中的PS操作。如果确定执行PS操作，则MA在步骤860执行PS操作。稍后将参考图10来描述PS的详细操作。
如果确定不执行PS操作，则MA在步骤870利用所接收的HB消息而更新在其NLDB中存储的根路径信息和直接NL信息，并在步骤880将所更新的信息转发到其子MA(CMA)。
图9是更详细地图示了图8的PS判决步骤840的流程图。如图9所示，是否执行PS的判决开始于步骤910，其中在其所探查的NL(ProbedNL)中搜索比当前PMA具有更好QoS的MA。如果作为搜索结果没有检测到具有更好QoS的MA，则在步骤920将当前PMA选择为欠缺父MA(wanting_PMA)，并在步骤930显示不需要PS操作的指示。
如果检测到更有效的MA，则在步骤940确定所检测的MA是否优于阈值(Ps_THRESHOLD)。如果确定不优秀，则执行步骤920。如果检测到MA优于该阈值，则在步骤950将所检测的MA选择为wanting_PMA，并在步骤960显示需要PS的指示。在步骤970，确定是否存在更好的MA来更新wanting_PMA。如果存在更好的MA，则反复执行步骤910到970。
图10是更详细地图示了图8的父切换步骤860的流程图。在步骤1010，MA从其所探查的MA列表(ProbedNL)中选择被确定为具有最优状态的欠缺父MA(wanting_PMA)。不是简单选择具有最小路由段距离的MA，MA可选择具有满足特定服务需求的最佳状态的PMA。例如，在服务对传输延迟敏感的情况下，考虑到累积传输延迟而从根计算路由段距离，并且在服务对带宽敏感的情况下，考虑带宽而从根计算路由段之间的距离。在步骤1020，选择wanting_PMA的MA将中继请求消息(RelayRequest)发送到wanting_PMA，以请求wanting_PMA如同其PMA一样工作。接下来，在步骤1030，MA从wanting_PMA接收响应于该中继请求消息的中继应答消息。wanting_PMA考虑到数据中继可能性和会话策略而判决是否允许数据中继，并利用中继应答消息(RelayAns)发送该判决结果。在步骤1040，基于从wanting_PMA接收的中继应答消息，而确定PS成功还是失败。如果确定为成功，则在步骤1050完成PS操作，否则(即，如果wanting_PMA拒绝数据中继)，则在步骤1060返回PS的失败。
树信息的周期性管理
一旦开始覆盖多播会话，就必须周期性地或根据需要来管理会话状态，用于会话服务和成员资格管理。可以取决于会话管理器(SM)和多播代理(MA)而以不同的方式管理该树。
图11是图示了根据本发明实施例的SM的树管理操作的略图。在一个实施例中，主要在步骤S1110中应响应于用户的请求而测量会话状态、在步骤1150中应更新工作的MA列表(AML)(即当到达用于更新AML的预定超时时)、和在步骤1160中应更新ready_MA列表(RML)(即当到达用于更新RML的预定超时时)的情况下，可执行SM的树管理。
当在步骤1110中SM从用户接收到请求管理树状态的消息时，它在步骤1120将请求期望信息的报告请求消息发送到所选择的MA，在步骤1130从对应MA接收报告应答消息(ReportAnswer)，并在步骤1140将所接收的报告信息转发给用户。通过这样做，用户(CP管理器)可获得有关会话状态的信息。
图12是图示了根据本发明实施例的多播代理(MA)的树管理操作的略图。在一个实施例中，MA进行的树管理被划分为保持树的处理和适当应答来自SM或PMA的状态报告请求的处理。为了继续管理树，在步骤1210的每一中继超时处，在步骤1220，MA执行中继刷新处理，用于向其PMA发出中继请求消息(RelayRequest)，并从PMA接收中继应答消息(RelayAnswer)。当在步骤1230中MA从PMA或SM接收到报告请求消息(ReportRequest)时，在步骤1240，其将状态报告应答消息返回到对应PMA或SM。
错误恢复
在发生错误时，将终端主机用作真节点的应用层中继多播机制应该将中继多播树保持为健壮。多播数据传送树包括MA和覆盖树，MA应该是健壮的以对抗由于个人计算机应用的频繁开始和终止而造成的各种错误，而覆盖树与物理网络的拓扑结构不同。在覆盖多播环境中，存在可使中继多播树崩溃的两种最严重的错误。一个是循环问题，另一个是网络分区问题。
图13是图示了根据本发明实施例的循环错误恢复操作的略图。可利用从根周期性接收的HB来检测循环错误。如图13所示，MA在步骤1310从根接收HB，并且MA在步骤1320确定MA或其CMA是否被包括在根路径(即从根到MA的路径)中。如果是，则在步骤1330确定存在循环并执行循环恢复处理。否则，在步骤1340，基于HB中包括的信息而更新QoS信息。通过计算和反映距根的距离，而更新该QoS信息。
图14是详细图示了根据本发明实施例的循环恢复操作的流程图。循环恢复处理开始于步骤1410，其中离开PMA以断开该循环。接下来，在步骤1420，执行PS操作，以切换到新PMA。在步骤1430，确定PS成功还是失败。如果失败，其指示循环恢复处理失败，则在步骤1440执行新MAP恢复处理，并在步骤1450再次执行PS操作。
图15是图示了根据本发明实施例的网络分区恢复操作的略图。当在预定义时间(HB预期超时)内没有接收到周期性HB时，在步骤1510确定发生了网络分区错误。如果在HB预期超时内没有接收到HB，则在步骤1520，N_HB_TIMEOUT一次增加1，并确定N_HB_TIMEOUT是否大于MAX_HB_TIMEOUT。如果大于，则在步骤1530执行网络分区错误恢复操作。
图16是详细图示了根据本发明实施例的网络分区恢复操作的流程图。为了确认是否仅断开了上游，在步骤1610，MA确定其子MA(CMA)是否工作。当也断开了CMA时，在步骤1620，MA确定仅MA单独存在于网络中。如果确定CMA工作，则在步骤1630，MA通过其根路径确认接下来的上面父MA(PMA)中的任一个是否起作用(alive)。如果接下来的上面父MA(PMA)中的任一个不工作，则MA在步骤1640确定会话终止，在步骤1650将离开请求消息(LeaveRequest)发送到其CMA，并在步骤1660离开该会话。如果接下来的上面父MA(PMA)中的任一个工作，则在步骤1670执行PS操作。
已参考系统框图和流程图而从功能上描述了根据本发明优选实施例的配置和管理覆盖多播树所需要的引导、MAP发现、父切换、周期性树管理和错误恢复处理。本发明能够通过包括以上处理的可能组合的方法和/或系统，而有效配置和管理覆盖多播树。
如本领域普通技术人员能够理解的那样，可提供这些方法、系统、或计算机可读记录介质作为本发明的实施例。因此，可通过硬件、软件、或其组合而整体实现本发明。此外，本发明可以是计算机可用的、具有内建计算机可存取程序代码的计算机可读记录介质(包括盘存储单元、CD-ROM、和光学存储单元，但是本发明不限于此)。

Claims (21)

1、一种在包括会话管理器(SM)和至少一个多播代理(MA)的传输网络中、配置和管理覆盖多播数据传送树的方法，该方法包括以下步骤：
在希望加入会话的MA处
(a)从SM获得激活相邻MA列表；
(b)检测与该激活相邻MA列表中的每一相邻MA的QoS信息有关的信息；
(c)基于该激活相邻MA列表中的每一相邻MA的QoS信息，而选择具有最佳QoS的MA作为父MA；
(d)通过所选择的父MA加入覆盖多播数据通信会话；
(e)周期性地接收具有与从根到MA的路径有关的信息的HB(心跳)信息，并基于该HB信息确定是否执行父切换；和
(f)当确定执行父切换时，从当前父MA父切换到具有更好QoS的MA。
2、如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(a)包括以下子步骤：
(a1)由希望加入覆盖多播数据传输会话的MA将预订请求消息发送到SM；和
(a2)从SM接收包括该激活相邻MA列表的预订应答消息。
3、如权利要求1所述的方法，其中该MA存储有关在其所属覆盖多播数据传送树中从根到MA的路径的根路径信息；树中的父MA和子MA信息；存储至少一个所探查的MA的探查相邻MA列表；和存储至少一个未探查的MA的未探查相邻MA列表。
4、如权利要求3所述的方法，其中所述步骤(b)包括以下子步骤：
(b1)在其未探查相邻MA列表中存储激活相邻MA列表；
(b2)从其未探查相邻MA列表中选择要探查的MA；
(b3)将包括其相邻MA列表的探查请求消息发送给所述要探查的MA；
(b4)从所述要探查的MA接收包括所述要探查的MA的相邻MA列表的探查应答消息；
(b5)向其所探查的相邻MA列表添加要探查的MA信息；和
(b6)向其未探查的MA列表添加在所述要探查的MA的相邻MA列表中包含、但是没有在其探查相邻MA列表中包含的MA信息。
5、如权利要求3所述的方法，其中周期性执行所述步骤(b)。
6、如权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(c)中，取决于特定服务需求而判决具有最佳QoS信息的MA。
7、如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(d)包括以下子步骤：
(d1)向该父MA发送数据中继请求消息；
(d2)从该父MA接收具有数据中继许可或拒绝的数据中继应答消息；和
(d3)基于该数据中继应答消息而确定该数据中继许可或拒绝，
其中当该数据中继应答消息代表数据中继拒绝时，将具有下一更好QoS的MA选择为父MA，并重复子步骤(d1)到(d3)。
8、如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(e)包括以下子步骤：
(e1)利用该HB信息计算可能QoS信息；
(e2)比较该可能QoS信息和当前父MA的QoS信息，并确定该可能QoS是否比当前父MA的QoS好、并超过预定阈值；
(e3)当确定该可能QoS比当前父MA的QoS好、并超过预定阈值时，判决需要父切换；和
(e4)否则，则判决不需要父切换。
9、如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(f)包括以下子步骤：
(f1)在相邻MA中选择具有最佳QoS的MA作为父MA；
(f2)向该父MA发送数据中继请求消息；
(f3)从该父MA接收具有数据中继许可或拒绝的数据中继应答消息；
(f4)基于该数据中继应答消息而确定该数据中继许可或拒绝；和
(f5)当该数据中继应答消息代表数据中继拒绝时，选择具有下一最佳QoS的MA，并重复子步骤(f2)到(f5)。
10、如权利要求1所述的方法，还包括步骤：在MA处，以规则间隔向父MA发送中继请求消息，并从该父MA接收中继应答消息。
11、如权利要求1所述的方法，还包括步骤：当在周期性接收的HB信息中包括的从根到MA的路径中多余地存在MA、或存在该MA的子MA时，确定在会话中发生循环错误。
12、如权利要求11所述的方法，还包括当发生循环错误时、执行父切换的步骤。
13、如权利要求1所述的方法，还包括步骤：当在预订时间内没有接收到周期性接收的HB信息时，确定发生了网络分区错误。
14、如权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：当发生网络分区错误时，
i)检查子MA是否起作用；
ii)当检查出子MA不起作用时，确定在该网络中发生断开；和
iii)当检查出子MA起作用时，
检查接下来的上一父MA是否起作用，
当所述接下来的上一父MA起作用时，执行到所述接下来的上一父MA的父切换，和
当所述接下来的上一父MA不起作用时，确定该会话终止，向该子MA发送离开请求消息并离开该会话。
15.一种在具有会话管理器(SM)和至少一个多播代理(MA)的传输网络中、配置和管理覆盖多播数据传送树的方法，该方法包括以下步骤：在SM处，
存储已加入SM所管理的会话并且当前处于正常操作的激活MA的列表、和还没有确认在该会话中是否正常工作的就绪MA的列表；
从希望加入该会话的MA接收预订请求消息；
响应于所接收的预订请求消息，确定是否允许MA的预订；
当确定允许会话预订时，提取该激活MA列表的一部分，并向MA发送具有所提取的该激活MA列表的一部分的预订应答消息；
当确定拒绝会话预订时，向MA发送具有拒绝理由的预订应答消息；和
向该就绪MA列表添加MA信息。
16、如权利要求15所述的方法，还包括在SM处、响应于用户请求而检查会话状态的步骤。
17、如权利要求16所述的方法，其中检查会话状态的步骤包括以下子步骤：在SM处，
从用户接收询问特定MA的状态的消息；
向该特定MA发送状态报告请求消息；
从该特定MA接收报告应答消息；和
将所接收的报告应答消息转发给用户。
18、如权利要求15所述的方法，还包括步骤：在SM处，
按照第一时间段周期性地更新该激活MA列表；和
按照第二时间段周期性地更新该就绪MA列表。
19、一种计算机可读记录介质，记录有用于执行根据权利要求1到18的任一个的用于配置和管理覆盖多播数据传送树的方法的计算机程序。
20、一种多播代理设备，包括：
用于从SM获得激活相邻MA列表的装置；
用于检测该激活相邻MA列表中的每一相邻MA的QoS信息的装置；
用于基于每一相邻MA的QoS信息而选择具有最佳QoS的MA作为父MA、并通过所选择的父MA加入覆盖多播数据通信会话的装置；
用于周期性地接收具有与从根到MA的路径有关的信息的HB信息、并基于所接收的HB信息确定是否执行父切换的装置；和
用于当确定执行父切换时、从当前父MA父切换到具有更好QoS的MA的装置。
21、一种会话管理器设备，包括：
用于存储已加入该会话管理器设备自己所管理的会话并且当前处于正常操作的激活MA的列表、和还没有确认在该会话中是否正常工作的就绪MA的列表、并用于周期性地更新这些列表的装置；
用于从希望加入该会话的MA接收预订请求消息、并响应于该预订请求消息而确定是否允许MA的预订的装置；
用于当确定允许会话预订时提取该激活MA列表的一部分并向MA发送具有所提取的该激活MA列表的一部分的预订应答消息、而当确定拒绝会话预订时向MA发送具有拒绝理由的预订应答消息的装置；和
用于向该就绪MA列表添加MA信息的装置。
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