CN101083629A - 定位最后一跳路由器及组播路由跟踪的方法和路由器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位最后一跳路由器及组播路由跟踪的方法和路由器，属于网络通信领域。定位方法包括：路由器接收执行组播路由跟踪的路由器单播给接收者的查询报文，判断是否自己在接收者地址所属的网段中且不转发组播数据流，若是则判断网段中是否有活动的组播成员，若有则修改查询报文后将其转发到该网段中。路由器包括接收模块、判断模块和定位模块。跟踪方法包括：用上述方法定位出最后一跳路由器，然后沿到源地址的逆向组播路径向上一跳路由器发送请求报文，连接组播源的第一跳路由器收到后，向查询报文中指定的响应地址发送响应报文。本发明在组播路由跟踪中能准确定位最后一跳路由器，提高了定位最后一跳路由器和组播路由跟踪的成功率。

Description

定位最后一跳路由器及组播路由跟踪的方法和路由器

技术领域

本发明涉及网络通信领域，特别涉及一种组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法、路由器和组播路由跟踪的方法。

背景技术

Mtracert(Multicast Trace Route，组播路由跟踪)是一种组播路由协议的故障诊断工具，它可以实现收集组播路径的流量统计信息、提供异常节点信息以及收集逐跳的(S，G)流量统计信息等功能。Mtracert工具的开发遵循一种跟踪组播数据从组播源到特定目的接收者所经过的网络路径的机制：在执行组播路由跟踪的路由器(或网管主机)上输入mtrace命令，其中指定了源地址、目的地址和组播组；该路由器向目的地址的最后一跳路由器(Last-Hop)发送IGMP(Internet Group Management Protocol，因特网组管理协议)Tracert Query(跟踪查询)报文，最后一跳路由器收到该报文后，增加本跳的响应数据块(包含本跳的接口地址和数据包统计信息)后，沿着到源地址的逆向组播路径向上一跳路由器发送IGMP Tracert Request(跟踪请求)报文；其后每一跳路由器收到该请求报文后，都增加本跳的响应数据块，并向源方向转发该请求报文；当连接组播源的第一跳路由器收到该请求报文并添加本跳的响应数据块后，则向查询报文中指定的响应地址(Response Address)发送IGMP Tracert Response(跟踪响应)报文。

例如，参见图1，利用Mtracert工具，在查询者即路由器Q1上输入mtrace命令，指定源PC1的IP地址S、接收者PC2的IP地址D和组播组地址G。路由器Q1向目的地址D发送查询报文，最后一跳路由器R4收到查询报文后，沿着到源地址的逆向组播路径，向上一跳路由器R2发送请求报文，并在该报文中加上自己这一跳的信息，R2收到后也加上自己这一跳的信息，并继续向上一跳路由器R1发送请求报文，以此类推。当连接组播源的第一跳路由器R1收到请求报文后，则加上自己这一跳的信息，然后向查询报文中指定的响应地址(可能为路由器Q1)发送响应报文。

在上述组播路由跟踪的过程中，查询者需要向目的地址的最后一跳路由器发送查询报文，因此如何定位最后一跳路由器就成为组播路由跟踪过程中的关键问题。现有技术中通常采用以下方法来定位最后一跳路由器：执行组播路由跟踪的路由器(即查询者)向网络中的路由器发送查询报文，接收到查询报文的路由器判断自己是否满足下面两个条件：至少有一个运行组播的接口与目的地址属于同一网段；将来自指定源的组播数据流转发至该网段。如果同时满足这两个条件，则自己就是最后一跳路由器，否则就不是。接收到查询报文的路由器如果发现自己不是最后一跳路由器，则进一步判断收到的查询报文的类型，如果查询报文是单播报文，则将一个错误码为WRONG_LAST_HOP的响应报文发送给查询者，查询者收到响应报文后，更换发送发式后继续发送查询报文，重新定位最后一跳路由器；如果查询报文是组播报文，则将该查询报文抛弃，不作进一步处理。

其中，查询者发送查询报文时，可以采用下面的发送方式：

当最后一跳路由器未知，且组播源地址S、组播接收者地址D和组播组地址G已知时，查询者单播一个目的地址为D的查询报文给接收者，且该查询报文中携带Router Alert IP选项，则查询报文有可能被接收者所在共享网段的最后一跳路由器收到。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述现有技术至少存在以下缺点：

由于单播路径和组播路径可能不相同，因此无法保证查询报文能够准确地发送到组播最后一跳路由器。例如，参见图1，如果从查询者Q1到接收者PC2的单播路径为：Q1-＞R3-＞R5-＞PC2，而从组播源PC1到PC2的组播数据流的实际路径为：PC1-＞R1-＞R2-＞R4-＞PC2，即R5为PC2的单播最后一跳路由器，R4为PC2的组播最后一跳路由器，因此查询报文会被单播最后一跳路由器R5收到，R5发现自己不是真正的组播最后一跳路由器，则会发送一个错误码为WRONG_LAST_HOP的响应报文给查询者，而真正的组播最后一跳路由器R4没有收到查询报文。

发明内容

为了实现在组播路由跟踪中准确定位最后一跳路由器，本发明实施例提供了一种组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法和路由器。所述技术方案如下：

一方面，一种组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法，所述方法包括：

路由器接收执行组播路由跟踪的路由器单播给接收者的查询报文；

所述路由器判断是否自己在所述接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流，如果是，则判断所述网段中是否有活动的组播成员，如果有，则修改所述查询报文后将其转发到所述网段中，位于所述网段中的最后一跳路由器接收到所述修改后的查询报文。

另一方面，一种路由器，所述路由器包括：

接收模块，用于接收执行组播路由跟踪的路由器单播给接收者的查询报文；

判断模块，用于判断是否所述路由器在所述接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流，如果是，则判断所述网段中是否有活动的组播成员；

定位模块，用于当所述判断模块判断出所述网络中有活动的组播成员时，修改所述接收模块收到的查询报文后将其转发到所述网段中。

为了提高组播路由跟踪的成功率，本发明实施例还提供了一种组播路由跟踪的方法，所述方法包括：

执行组播路由跟踪的路由器向接收者单播查询报文；

路由器接收到所述查询报文后，判断是否自己在所述接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流，如果是，则判断所述网段中是否有活动的组播成员，如果有，则修改所述查询报文后将其转发到所述网段中；

所述网段中的最后一跳路由器接收到所述修改后的查询报文后，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上一跳路由器发送组播跟踪的请求报文；

连接组播源的第一跳路由器收到所述请求报文后，向所述查询报文中指定的响应地址发送组播跟踪的响应报文。

本发明实施例通过判断收到查询报文的路由器是否与接收者在同一网段中，且不转发组播数据流，以及该网段中是否有活动的组播成员，如果是，则修改查询报文后转发到该网段中，从而实现了组播路由跟踪中准确地定位最后一跳路由器，减少了定位时对查询报文发送方式的试探次数，极大地提高了组播路由跟踪的成功率。成功定位最后一跳路由器后，进行组播路由跟踪，极大地提高了组播路由跟踪的准确性、可靠性和成功率。

附图说明

图1是现有技术中组播路由跟踪组网示意图；

图2是本发明实施例提供的组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的路由器的结构图；

图4是本发明实施例提供的组播路由跟踪的方法的流程图。

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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例通过判断收到查询报文的路由器是否与接收者在同一网段中，且不转发组播数据流，以及该网段中是否有活动的组播成员，如果是，则修改查询报文后转发到该网段中，从而实现了组播路由跟踪中准确地定位最后一跳路由器，减少了定位时对查询报文发送方式的试探次数，提高了定位最后一跳路由器的成功率。

参见图2，本发明实施例提供了一种组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法，具体包括以下步骤：

步骤101：在组播路由跟踪中，执行组播路由跟踪的路由器向组播接收者单播查询报文。

在执行组播路由跟踪的路由器上输入mtrace命令，mtrace命令中指定了组播源地址、组播接收者地址和组播组地址，执行组播路由跟踪的路由器则根据该mtrace命令按照单播路径向网络中发送查询报文。

步骤102：网络中的路由器接收到上述查询报文，判断自己是否为最后一跳路由器，如果是，则定位成功，开始进行组播路由跟踪过程直至结束；否则，执行步骤103；

步骤103：路由器判断是否自己在组播接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流；如果是，即两个条件都满足，则执行步骤104；否则，执行步骤107。

其中，上述判断可以具体为：判断自己是否有一个与组播接收者地址所属网段直连的接口，且该接口不在组播转发表项的出接口列表中。

步骤104：判断上述网段中是否有活动的组播成员，如果有，则执行步骤105，此时路由器可能为失败者；否则，执行步骤107。

步骤105：修改路由器收到的查询报文，然后将修改后的查询报文转发到该网段中。

其中，修改查询报文具体为：

将收到的查询报文的IP头中的目的地址修改为所有组播路由器的地址，即224.0.0.2，则修改后的查询报文可以被该网段内的所有组播路由器收到。

进一步地，还可以将收到的查询报文的TTL(Time To Live，生存时间)修改为1，即修改后的查询报文只能被转发一次，该查询报文被该网段的路由器收到后，不能再被继续转发，防止了最后一跳路由器被成功定位后，该查询报文还在网络中被转发，从而避免了报文泛滥。

转发修改后的查询报文时，可以直接将该查询报文从该路由器与上述网段相连的接口转发出去。

步骤106：位于该网段中的组播最后一跳路由器接收到修改后的查询报文，从而定位出最后一跳路由器，则定位成功，开始进行组播路由跟踪过程直至结束。

最后一跳路由器收到修改后的查询报文后，采用现有技术中的方法来判断自己是否为最后一跳路由器，即判断自己是否至少有一个运行组播的接口与接收者地址属于同一网段，且将来自指定源的组播数据流转发至该网段。如果同时满足这两个条件，则自己就是最后一跳路由器，否则就不是最后一跳路由器。

步骤107：接收到查询报文的路由器返回一个包含错误码(WRONG_LAST_HOP)的响应报文给查询报文中指定的响应地址，然后结束。

例如，参见图1，查询者Q1向组播接收者PC2单播查询报文，当路由器R5收到后，发现自己有一个与PC2地址所属网段直连的接口IF0，但该接口不在相应的组播转发表项的出接口列表中，即自己不转发组播数据流；经判断发现该网段中存在活动的组成员后，则将收到的查询报文的IP头中的目的地址改为224.0.0.2，TTL值改为1，然后从上述接口IF0转发出去，则该网段中真正的最后一跳路由器R4就会收到修改后的查询报文，从而可以定位出最后一跳路由器。

本实施例通过判断收到查询报文的路由器是否与接收者在同一网段中，且不转发组播数据流，以及该网段中是否有活动的组播成员，如果是，则修改查询报文后转发到该网段中，从而实现了组播路由跟踪中准确地定位最后一跳路由器，减少了定位时对查询报文发送方式的试探次数，极大地提高了定位最后一跳路由器的成功率，同时也提高了组播路由跟踪的成功率。将查询报文中的TTL修改为1，使该查询报文只能被转发一次，防止了最后一跳路由器被成功定位后，该查询报文还在网络中被转发，从而防止了报文泛滥。

参见图3，本发明实施例还提供了一种路由器，具体包括：

接收模块，用于接收执行组播路由跟踪的路由器单播给接收者的查询报文；

判断模块，用于判断是否路由器在接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流，如果是，则判断网段中是否有活动的组播成员；

定位模块，用于当判断模块判断出网络中有活动的组播成员时，修改接收模块收到的查询报文后将其转发到网段中。

其中，定位模块可以具体包括：

修改单元，用于当判断模块判断出网络中有活动的组播成员时，将接收模块收到的查询报文的目的地址修改为所有组播路由器的地址，即224.0.0.2；

转发单元，用于将修改单元修改后的查询报文转发到接收者地址所属的网段中。

进一步地，为了防止报文泛滥，修改单元还用于当判断模块判断出网段中有活动的组播成员时，将接收模块收到的查询报文的生存时间修改为1。

另外，上述路由器还可以包括：

响应模块，用于当判断模块判断出上述路由器不在接收者地址所属的网段中时，或判断出网段中没有活动的组播成员时，发送包含错误码的响应报文给查询报文中指定的响应地址。

本实施例通过判断模块判断路由器是否与接收者在同一网段中，且不转发组播数据流，以及该网段中是否有活动的组播成员，如果是，则通过定位模块修改查询报文后转发到该网段中，从而实现了组播路由跟踪中准确地定位最后一跳路由器，减少了定位时对查询报文发送方式的试探次数，极大地提高了组播路由跟踪的成功率。将查询报文中的TTL修改为1，使该查询报文只能被转发一次，防止了最后一跳路由器被成功定位后，该查询报文还在网络中被转发，从而防止了报文泛滥。

参见图4，本发明实施例还提供了一种组播路由跟踪的方法，具体包括以下步骤：

步骤201：执行组播路由跟踪的路由器向组播接收者单播查询报文；

可以在执行组播路由跟踪的路由器上输入mtrace命令，其中指定了源地址、目的地址和组播组，该目的地址即接收者的地址。

步骤202：某一个路由器接收到上述查询报文后，判断自己是否为最后一跳路由器，如果是，则执行步骤207；否则，执行步骤203。

步骤203：该路由器判断是否自己在组播接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流；如果是，即两个条件都满足，则执行步骤204；否则，执行步骤209。

其中，上述判断可以具体为：判断自己是否有一个与组播接收者地址所属网段直连的接口，且该接口不在组播转发表项的出接口列表中。

步骤204：判断上述网段中是否有活动的组播成员，如果有，则执行步骤205，此时路由器可能为失败者；否则，执行步骤209。

步骤205：修改路由器收到的查询报文，然后将修改后的查询报文转发到上述网段中。

其中，修改查询报文具体为：

将收到的查询报文的IP头中的目的地址修改为所有组播路由器的地址，即224.0.0.2，则修改后的查询报文可以被该网段内的所有组播路由器收到。

进一步地，还可以将收到的查询报文的TTL修改为1，防止报文泛滥。

转发修改后的查询报文时，可以直接将该查询报文从该路由器与上述网段相连的接口转发出去。

步骤206：位于该网段中的组播最后一跳路由器接收到修改后的查询报文，从而定位出最后一跳路由器，即定位成功，开始进行组播路由跟踪过程。

步骤207：最后一跳路由器沿着到组播源地址的逆向组播路径向上一跳路由器发送组播跟踪的请求报文(IGMP Tracert Request)，上一跳路由器如果不是连接组播源的第一跳路由器，则继续沿着到组播源地址的逆向组播路径向上一跳路由器发送组播跟踪的请求报文；

其中，最后一跳路由器或其他路由器向上一跳路由器发送请求报文之前，还可以在请求报文中增加本跳的响应数据块(包含本跳的接口地址和数据包统计信息)。

步骤208：连接组播源的第一跳路由器收到请求报文后，向查询报文中指定的响应地址发送组播跟踪的响应报文(IGMP Tracert Response)，完成组播路由跟踪，结束。

其中，第一跳路由器也可以在请求报文中添加本跳的响应数据块，然后再发送请求报文。

步骤209：接收到查询报文的路由器返回一个包含错误码(WRONG_LAST_HOP)的响应报文给查询报文中指定的响应地址，然后结束。

本实施例通过判断收到查询报文的路由器是否与接收者在同一网段中，且不转发组播数据流，以及该网段中是否有活动的组播成员，如果是，则修改查询报文后转发到该网段中，从而准确地定位最后一跳路由器，然后实现组播路由跟踪，提高了组播路由跟踪的准确性和可靠性，减少了定位最后一跳路由器时对查询报文发送方式的试探次数，极大地提高了定位最后一跳路由器的成功率，也提高了组播路由跟踪的成功率。将查询报文中的TTL修改为1，使该查询报文只能被转发一次，防止了最后一跳路由器被成功定位后，该查询报文还在网络中被转发，从而防止了报文泛滥。

本发明实施例可以通过软件实现，相应的软件可以存储在可读取的存储介质中，如路由器的Flash、CF卡或硬盘中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (12)

1.一种组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法，其特征在于，所述方法包括：

路由器接收执行组播路由跟踪的路由器单播给接收者的查询报文；

所述路由器判断是否自己在所述接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流，如果是，则判断所述网段中是否有活动的组播成员，如果有，则修改所述查询报文后将其转发到所述网段中，使所述网段中的最后一跳路由器接收到所述修改后的查询报文。

2.根据权利要求1所述的组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法，其特征在于，修改所述查询报文的步骤具体为：

将所述查询报文的目的地址修改为所有组播路由器的地址。

3.根据权利要求2所述的组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法，其特征在于，修改所述查询报文的步骤还包括：

将所述查询报文的生存时间修改为1。

4.根据权利要求1所述的组播路由跟踪中定位最后一跳路由器的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述路由器不在所述网段中，或所述网段中没有活动的组播成员，则发送包含错误码的响应报文给所述查询报文中指定的响应地址。

5.一种路由器，其特征在于，所述路由器包括：

接收模块，用于接收执行组播路由跟踪的路由器单播给接收者的查询报文；

判断模块，用于判断是否所述路由器在所述接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流，如果是，则判断所述网段中是否有活动的组播成员；

定位模块，用于当所述判断模块判断出所述网络中有活动的组播成员时，修改所述接收模块收到的查询报文后将其转发到所述网段中。

6.根据权利要求5所述的路由器，其特征在于，所述定位模块具体包括：

修改单元，用于当所述判断模块判断出所述网络中有活动的组播成员时，将所述接收模块收到的查询报文的目的地址修改为所有组播路由器的地址；

转发单元，用于将所述修改单元修改后的查询报文转发到所述网段中。

7.根据权利要求6所述的路由器，其特征在于，所述修改单元还用于当所述判断模块判断出所述网段中有活动的组播成员时，将所述接收模块收到的查询报文的生存时间修改为1。

8.根据权利要求5所述的路由器，其特征在于，所述路由器还包括：

响应模块，用于当所述判断模块判断出所述路由器不在所述网段中时，或判断出所述网段中没有活动的组播成员时，发送包含错误码的响应报文给所述查询报文中指定的响应地址。

9.一种组播路由跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：

执行组播路由跟踪的路由器向接收者单播查询报文；

路由器接收到所述查询报文后，判断是否自己在所述接收者地址所属的网段中，且不转发组播数据流，如果是，则判断所述网段中是否有活动的组播成员，如果有，则修改所述查询报文后将其转发到所述网段中；

所述网段中的最后一跳路由器接收到所述修改后的查询报文后，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上一跳路由器发送组播跟踪的请求报文；

连接组播源的第一跳路由器收到所述请求报文后，向所述查询报文中指定的响应地址发送组播跟踪的响应报文。

10.根据权利要求9所述的组播路由跟踪的方法，其特征在于，修改所述查询报文的步骤具体为：

将所述查询报文的目的地址修改为所有组播路由器的地址。

11.根据权利要求10所述的组播路由跟踪的方法，其特征在于，修改所述查询报文的步骤还包括：

将所述查询报文的生存时间修改为1。

12.根据权利要求9所述的组播路由跟踪的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述路由器不在所述网段中，或所述网段中没有活动的组播成员，则发送包含错误码的响应报文给所述查询报文中指定的响应地址。

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