CN101102274A - 一种组播源端口冗余热备份的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组播源端口冗余热备份的方法，通过在接入设备与其上游设备之间设置备用组播源端口，使得当主用的源端口失效时启用备用源端口，并通过使接入设备向其上游设备发送报告(Report)报文的方式，或通过使接入设备向其下游设备发送通用查询，让其下游设备发Report报文并通过该接入设备转发至上游设备，上游设备收到Report报文后，根据收到的组播组信息通过备用端口将下游设备加入到组播组中，恢复正在播放的节目流。本发明方法可提高网络通信设备提供交互式网络电视(IPTV)业务的可靠性，使节目流中断后能迅速恢复，减少用户等待时间，增强用户的满意度。

Description

一种组播源端口冗余热备份的方法

技术领域

本发明涉及互联网通信与电视融合的交互式网络电视(IPTV，InternetProtocol Television)技术，具体涉及网络接入设备的一种组播源端口冗余热备份的方法。

背景技术

IPTV是指基于互联网(IP)协议的电视广播服务，该业务可通过有线或无线宽带网络向用户提供数字广播电视、视频服务、信息服务、互动社区、互动休闲娱乐、电子商务等宽带业务。用户终端可以是配机顶盒(STB，Set-Top Box)的电视接收机(TV)，也可以是计算机。IPTV的主要特点是交互性和实时性，用户有极为广泛的自由度选择宽带IP网上各网站提供的视频节目，以实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。

当前，随着IPTV等新业务的开展，组播技术在互联网通信设备中的作用越发突出。组播是一种通过一个或多个组播源发送单一数据包到多个接收者，实现点对多点传输数据包的网络连接技术，如果一个发送者同时给多个接收者传输相同的数据，也只需复制一份相同的数据包，组播技术提高了数据传送效率，减少了骨干网络出现拥塞的可能性。组播协议允许将一台主机发送的数据通过网络路由器和交换机复制到多个加入同一组播组的主机，是一种一对多的通讯方式。这里，所述组播组是指采用组播传输方式的多个组播源，相当于传统的电视频道。

在以用户体验为中心的宗旨下，通信设备要保证让用户得到更多、更满意的体验，除了满足服务质量(Qos)之外，节目流的可靠传送也是必须要保证的。如果用户正在欣赏节目时，节目突然中途停播一段时间，那么用户的体验就会很差。节目流中止播放的原因有很多，但一种常见的情况是：通信设备的组播源端口发生故障，导致接入服务器、交换机或路由器等通信设备的上游设备无法将组播数据包正常传送到相应通信设备上。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种组播源端口冗余热备份的方法，能保证在通信设备的组播源端口失效时，迅速恢复节目流，从而提高用户使用IPTV业务的QoS。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种组播源端口冗余热备份的方法，在接入设备与其上游设备之间设置主用和备用源端口，置主用源端口为工作状态，备用源端口为非工作状态；该方法还包括：

a、接入设备接收不到来自主用源端口的数据包时，启动备用源端口，并置备用源端口为工作状态，主用源端口为非工作状态；

b、接入设备判断自身是否保存有组播组信息，如果保存有，则执行步骤c；否则执行步骤d；

c、接入设备根据自身保存的组播组信息，向上游设备主动发送加入所述组播组的报告Report报文，然后执行步骤e；

d、接入设备向自身的下游设备发起通用查询，接收下游设备上报的Report报文，并通过备用源端口将所述Report报文转发给自身的上游设备，然后执行步骤e；

e、上游设备收到Report报文后，从备用源端口加入到所有组播组中，并通过备用端口传送节目流，恢复播放节目。

其中，所述备用源端口为一个或一个以上物理端口。

步骤a中所述数据包至少包括：组播的节目流及相关的协议报文。

步骤b所述判断为：由接入设备读取自身存储器中保存组播组信息的区域，如果读取到，则保存有组播组信息；如果未找到，则未保存组播组信息。

步骤d中所述接入设备接收下游设备上报的Report报文具体为：接入设备接收与自身相连的下游设备直接上报的Report报文；或者，与接入设备相连的下游设备逐级向下转发通用查询报文，接入设备接收下游设备逐级上报的Report报文。

本发明所提供的组播源端口冗余备份的方法，具有以下优点：

1)本发明通过将组播源端口进行备份，在主用源端口发生故障时，迅速将备用源端口作为主用，继续节目流的传输，从而提高了通过网络通信设备提供IPTV业务的可靠性和服务质量。

2)本发明在启用备用源端口的过程中，上游设备通过接收来自下游设备转发或上报的Report报文，能够迅速将与备用源端口互联的端口加入到组播组中，使节目流得以迅速恢复，减少用户的等待时间。

附图说明

图1为本发明实施例主用源端口失效前的组播数据流示意图；

图2为本发明备用源端口启用主动发起通用Report报文的协议报文和组播数据流示意图；

图3为本发明备用源端口启用主动发起通用查询的协议报文和组播数据流示意图；

图4为本发明方法的执行过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

在IPTV业务中，通过在接入设备与其上游设备之间设置备用组播源端口，使得当主用源端口失效时启用备用组播源端口；并通过使接入设备向其上游设备发送报告(Report)报文的方式，或通过当前使用的接入设备向其下游设备发送通用查询，由其下游设备发Report报文，并通过该接入设备转发至上游设备，以便加入组播组，此时上游设备根据收到的组播组的信息，通过备用源端口将所有接入设备加入到组播组中，恢复正在播放的节目流。

下面仅以包含一个接入设备E1和一个上游设备E2的简单组播网为例来描述，实际的网络可有不止一个接入设备及其上游设备。

图1为本发明实施例主用源端口失效前的组播数据流示意图，如图1所示，在接入设备E1中设置有主用源端口PA和备用源端口PB。组播节目流的数据流向及通路是从IPTV服务器的节目源，经过上游设备E2及接入设备E1，再经STB到达TV。在组播节目流经过E2流向E1的环节，组播节目流经过设备E2的PA端口流经E1，此时，若主用源端口PA发生故障或失效，则节目流就会中断。设备E2与E1之间设置的备用源端口PB，能在PA失效如发生故障时，将组播节目流通过备用源端口PB经E1发送至STB和TV，以避免节目流中断的现象。

在本实施例中，当主用源端口PA处于工作状态时，设置备用源端口PB处于非工作状态，此时，节目流通过PA流经E1，备用源端口PB没有节目流通过，也没有组播协议报文通过。当主用源端口PA失效时，主用源端口PA的状态由工作转换为非工作，此时，组播节目流和协议报文都不能再通过PA传送，接入设备E1检测到PA的状态发生改变后，立即启动恢复机制，使备用源端口PB由非工作状态变为工作状态。

这里，所述组播协议报文是指包含在组播协议中的类型为Report、Leave、Query等的报文。

主用源端口PA失效后，在等待启用备用源端口PB转为工作状态的过程中，如果按照标准配置，等待上游设备E2发送过来的查询包，时间间隔可能会比较长，这样，就会导致节目流中断后很长一段时间内用户无法观看节目。其中，时间间隔的长度与查询路由器的查询时间间隔有关，标准时间间隔一般是125秒。针对这种情况，接入设备E1有两种选择可以实现被中断业务的恢复：

一种是，使接入设备E1直接向上游设备E2主动发送Report报文；另一种是，由接入设备E1发起通用查询，让接入设备E1的下游设备发Report报文，并通过接入设备E1向上游设备E2转发Report报文。

图2为本发明备用端口启用主动发送通用Report报文的协议报文和组播数据流示意图，如图2所示，接入设备E1上保存有自身已加入的所有组播组的信息，接入设备E1可以直接向上游设备E2主动发送加入这些组播组的Report报文。

其中，所述组播组的信息是指包含该组播组地址、协议、传输路径等内容的信息。

上游设备E2收到Report报文，将从与PB互连的端口加入到组播组中，于是节目流重新定位，通过PB转发到接入设备E1，再转发到STB，用户即可继续观看被中断的节目，此时，用户只是感觉到一个很短暂的停顿。

图3为本发明备用端口启用主动发送通用查询的协议报文和组播数据流示意图，如图3所示，接入设备E1发起通用查询，由自身的下游设备上报Report报文，这里接入设备E1的作用仅是转发Report报文。下游设备收到通用查询报文以后，要么自己回应查询，上报Report报文，通知加入的组播组；要么继续转发通用查询。图3中，通用查询报文发送到STB，STB收到通用查询报文就回应查询，上报Report报文，接入设备E1收到Report报文之后，会将Report报文立即通过自身的PB端口转发给自身的上游设备E2。

所述通用查询，是按照Internet组管理协议(IGMP，Internet Group MulticastProtocol)的规定执行的常规查询，IGMP协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间，是IP主机用来报告组播组成员身份的协议。通过运行IGMP协议，一方面可以通过IGMP协议主机通知本地路由器希望加入，并接收某个特定组播组的信息；另一方面，路由器通过IGMP协议周期性地查询局域网内某个已知组播组的成员是否处于活动状态。

上游设备E2收到Report报文后，将从与PB互联的端口加入到组播组中，于是节目流重新定位，通过PB转发给E2的下游设备直到转发到STB，用户即可继续观看被中断的节目，此时，用户只是感觉到一个很短暂的停顿。

下面以接入设备E1主动发送Report报文和向下游设备发起通用查询报文两种方式的实际过程为例，对上述实施例作进一步描述：

假设原来的主用源端口PA正常工作时，有组播组G1，G2，，G3，...，Gn的组播数据流流过。由于某种原因，比如，端口坏了、电缆线故障等情况，导致组播数据流不能从PA传送，端口PA就进入非工作状态。此时，接入设备E1检测到这种情况，将立即启动恢复机制，启动备用源端口PB，使PB进入工作状态。

参照图2，如果采用接入设备E1主动发送Report包的方法，接入设备E1会连续发送加入组播组G1，G2，G3，...，Gn的Report报文；E2上运行的二层组播协议收到Report报文后，会将自身与接入设备的PB相连的端口加入到组播组G1，G2，G3，...，Gn，这样节目流就会立即从E2送到E1，从而组播组G1，G2，G3，...，Gn的节目流得到恢复。

参照图3，如果采用设备E1主动发送通用查询包的方法，接入设备E1只需向当前组所在的组播虚拟局域网(VLAN)中所有的接收端口发起通用查询报文，E1的下游设备收到通用查询报文后，如果能回应通用查询，就会直接发送加入组播组G1，G2，G3，......，Gn中某个或者某些组播组的Report报文；接入设备E1收到Report报文以后，通过PB转发到E2，同样地，E2上运行的组播协议会将与PB相连的端口加入到这些组播组中，节目流得到迅速地恢复。

图4为本发明方法的执行过程示意图，如图4所示，本发明方法的实现具体包括以下步骤：

步骤401：设置接入设备中的主用源端口处于工作状态，备用源端口处于非工作状态，此时，节目流通过主用源端口传送到下游设备。

这里，所述备用源端口根据需要可以是一个或一个以上的物理端口。

步骤402：当接入设备接收不到来自上游设备的数据包时，就认为主用源端口失效，此时立即启动备用源端口，使之从非工作状态变为工作状态。

这里，所述数据包包括：组播的节目流和相关的协议报文等内容。

步骤403：接入设备判断自身是否保存有组播组信息，如果保存有，则执行步骤404，否则执行步骤405。

这里，所述判断具体是：由接入设备读取自身存储器中保存组播组信息的区域，如果读取到，说明保存有组播组信息；如果未找到，说明未保存组播组信息。

步骤404：接入设备根据自身保存的组播组信息，通过备用源端口直接向上游设备主动发送加入这些组播组的Report报文，然后执行步骤406。

步骤405：接入设备向自身的下游设备发起通用查询，下游设备转发通用查询或回应查询并发送Report报文，通知加入的组播组，接入设备收到Report报文后，通过备用源端口转发给自身的上游设备，并执行步骤406。

步骤406：接入设备的上游设备根据收到的Report报文，将从自身与备用源端口相连的端口加入到所有的组播组中，使节目流通过备用源端口，再通过接入设备转发到STB，从而使节目流得以恢复。

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。

Claims (5)

1、一种组播源端口冗余热备份的方法，其特征在于，在接入设备与其上游设备之间设置主用和备用源端口，置主用源端口为工作状态，备用源端口为非工作状态；该方法还包括：

a、接入设备接收不到来自主用源端口的数据包时，启动备用源端口，并置备用源端口为工作状态，主用源端口为非工作状态；

b、接入设备判断自身是否保存有组播组信息，如果保存有，则执行步骤c；否则执行步骤d；

c、接入设备根据自身保存的组播组信息，向上游设备主动发送加入所述组播组的报告Report报文，然后执行步骤e；

d、接入设备向自身的下游设备发起通用查询，接收下游设备上报的Report报文，并通过备用源端口将所述Report报文转发给自身的上游设备，然后执行步骤e；

e、上游设备收到Report报文后，从备用源端口加入到所有组播组中，并通过备用端口传送节目流，恢复播放节目。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述备用源端口为一个或一个以上物理端口。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中所述数据包至少包括：组播的节目流及相关的协议报文。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b所述判断为：由接入设备读取自身存储器中保存组播组信息的区域，如果读取到，则保存有组播组信息；如果未找到，则未保存组播组信息。

5、根据权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于，步骤d中所述接入设备接收下游设备上报的Report报文具体为：接入设备接收与自身相连的下游设备直接上报的Report报文；或者，与接入设备相连的下游设备逐级向下转发通用查询报文，接入设备接收下游设备逐级上报的Report报文。

Images