CN101145922B - 一种实现组播终端可靠离开的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种实现组播终端可靠离开的系统，包括：组播终端和复制节点，其中，该复制节点还包括：一离开报文丢失预判装置，用于接收并分析组播终端发送的报告报文，判断离开报文是否丢失，如果离开报文发生丢失，则驱动复制节点发送GSO，缺省时间内，如果没有收到组播终端的回复，删除对应的组播组，切断组播流，接入新的组播组。此外，本发明还提出了一种实现组播终端可靠离开的方法，其中，包括：复制节点接收并分析报告报文；判断离开报文是否发生丢失，如果离开报文发生丢失，获取当前用户端口的组播组表项集合，针对每个组播组表项的组播组发送GSO；缺省时间内，如果没有收到组播终端的回复，就删除对应的组播组，切断对应的组播流。

Description

一种实现组播终端可靠离开的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种组播方法与系统，特别是有关于一种实现组播终端可靠离开的系统和方法。

背景技术

随着宽带接入的蓬勃发展，越来越多家庭享受了宽带服务，同时越来越多的业务也走入了家庭，其中组播业务就是最重要的一种。

从协议上看，组播包括在核心网络的组播路由协议，以及在接入网络的组播组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议)。组播路由协议构造组播树，使得可以将组播流从组播源推送到SR(ServiceRouter，业务路由器)。IGMP的作用就是帮助SR获取每个子网中哪些组播节目被点播。

为了控制SR下组播流量对局域网的带宽冲击，组播流大都采用多级复制模式，也就是说组播流的复制点可以在SR与组播终端之间的任何交换机之上。为了管理上的方便，复制点往往都选择在AN上。在AN上实现IGMPproxy/snooping，不仅可以完成组播流在AN上的复制，proxy还可有效控制大量IGMP协议报文对上游设备的影响。

图1是组播业务开展的接入网网络构架。如图1所示，视频服务器101与业务路由器103都挂接在IP核心网络102上。接入节点AN104通过以太汇集网络接入到业务路由器103，不同的家庭通过CPE(Custromer PremiseEquipment，用户前端设备)105终端接入到接入节点AN104。CPE终端下可接入多个组播终端(一般为机顶盒，简称为STB，Set-Top-Box)106。因为带宽的限制，AN一般都设置其用户端口下用户可观看的组播节目个数或者组播带宽限制。

在IGMPv2中，用户停止观看组播节目时，都会上行发送leave(离开)报文。AN收到leave报文后，要么立刻删除其对应的组播表项(这一功能称为fast leave，fast leave功能是对IGMPv2的扩展)，要么向STB发送GSQ(GroupSpecific Query，特定组播组查询报文)，缺省2秒钟内，如果AN没有收到回复就删除对应组播表项，切断组播流。

但是在实际运用过程中，leave报文丢失的可能性很大，原因如下：

1.IGMP协议报文传输本身是不可靠的，不象TCP协议，它没有超时重传机制，没有办法检测报文丢失。如果局域网络发生拥塞，leave报文被丢弃的可能性很大。

2.STB异常重启。由于个人习惯，用户可能使用不正规的途径重启STB；或者停电，造成STB异常重启。异常重启就意味着STB没有发送leave报文的情况下就停止了节目观看。效果上，这种“假离开”等同于上述leave报文的传输丢失。

在上述leave报文丢失的情况下，AN可以通过超时机制，发送GQ(GeneralQuery，通用查询)。缺省情况下，AN发送GQ以后，到判断出用户已经离开组播节目，需要长达5分钟之久。这样会造成很大的问题：

1.在这5分钟之内，如果用户再次申请加入某个组播组，AN上用户又设置了用户可看节目个数限制，或者设置了带宽限制，那么用户加入组播组的请求将被拒绝。也就是说，5分钟之内用户将不能观看组播节目！对用户来说，这是无法忍受的。

2.即使节目个数或者带宽限制都允许用户加入新的组播组，但是旧组播数据流还是会仍然继续向用户发送，占据可贵的带宽资源，直到AN通过GQ判断后切断组播流。这会极大地影响用户的上网体验。

3.上述用户‘假离开’会造成组播计费发生偏差，造成用户经济损失。

因为leave报文的丢失会造成很大的问题，而且leave报文丢失的可能也很大，因此，及时地发现leave报文丢失，切断不必要的组播流传送，对于组播业务的开展就显得非常必要。

对于leave报文丢失，有如下的办法被提出：STB在发出leave报文后，开始计时，如果在特定的时间内没有收到AN的GSQ，那么重新发送leave报文。它借用了超时重传的机制，但是这种解决办法存在以下问题：

1.不能结合fast leave功能。因为如果fast leave功能使能，AN在收到leave报文后不会发送GSQ，而是直接关闭组播业务。fast leave功能非常重要，它可以让用户快速的切换组播频道而不影响其体验。在实际开局中，fast leave功能一般是必选的。

2.对用户终端提出特殊要求。并不是所有的STB支持此功能，且STB放在用户家里，通过版本升级支持此功能存在难度。

3.没有办法解决用户终端异常重启带来的leave丢失问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种组播终端可靠离开的系统和方法，可以方便解决leave报文丢失的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种实现组播终端可靠离开的系统，包括：

组播终端，用于向复制节点发送报告报文和离开报文；

复制节点，用于在收到组播终端发出的离开报文后，发送特定组播组查询报文，在缺省时间内，如果没有收到组播终端的相应回复，则删除对应的组播组，切断组播流；

其特征在于，所述复制节点还包括：

一离开报文丢失预判装置，用于接收并分析所述组播终端发送的报告报文，判断离开报文是否丢失，如果离开报文发生丢失，则驱动所述复制节点发送特定组播组查询报文，在缺省时间内，如果没有收到组播终端的相应回复，则删除对应的组播组，切断组播流；其中，判断离开报文是否丢失的过程具体包括：从所述报告报文中获取用户请求加入的组播组；获取当前用户端口的组播组表项集合，判断每个请求加入的组播组是否属于所述组播组表项集合中的组播组表项，如果属于，则做出离开报文没有丢失的判断，进行正常的报告报文处理；进行正常的报告报文处理进一步包括：根据所述组播组表项集合，获取用户当前正在观看的组播节目个数和组播节目的带宽；判断用户正在观看的组播节目个数是否等于用户可允许观看的最大节目个数，并且/或者判断当前用户正在观看的组播节目带宽与请求观看的新组播节目带宽之和是否大于用户允许观看的最大组播节目带宽，如果用户正在观看的组播节目个数等于用户可允许观看的最大节目个数，或者所述带宽之和大于用户允许观看的最大组播节目带宽，则预判离开报文丢失，否则预判离开报文没有丢失。

上述实现组播终端可靠离开的系统，其特征在于，所述复制节点为接入节点。

上述实现组播终端可靠离开的系统，其特征在于，所述组播终端为一个或多个机顶盒。

上述实现组播终端可靠离开的系统，其特征在于，所述复制节点还包括：

一报告报文控制装置，用于设置报告报文上报门限频率，并当报告报文的上报频率超过所述门限频率时，拒绝接收所述超过上报门限频率的报告报文，并发出告警提示。

上述实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，复制节点接收报告报文；

步骤二，对报告报文进行分析，判断离开报文是否发生丢失，如果没有发生丢失，进行正常的报告报文处理，如果发生了丢失，进入下一步骤；

步骤三，获取当前用户端口的组播组表项集合，针对每个组播组表项的组播组发送特定组播组查询报文；

步骤四，在缺省时间内，如果没有收到所述特定组播组查询报文的回复，就删除对应的组播组表项，切断对应的组播流；其中，所述步骤二具体包括以下步骤：

步骤61，从所述报告报文中获取用户请求加入的组播组；

步骤62，获取当前用户端口的组播组表项集合，判断每个请求加入的组播组是否属于所述组播组表项集合中的组播组表项，如果属于，则做出离开报文没有丢失的判断，进行正常的报告报文处理；其中，上述实现组播终端可靠离开的方法，进行正常的报告报文处理进一步包括：

步骤71，根据所述组播组表项集合，获取用户当前正在观看的组播节目个数和组播节目的带宽；

步骤72，判断用户正在观看的组播节目个数是否等于用户可允许观看的最大节目个数，并且/或者判断当前用户正在观看的组播节目带宽与请求观看的新组播节目带宽之和是否大于用户允许观看的最大组播节目带宽，如果用户正在观看的组播节目个数等于用户可允许观看的最大节目个数，或者所述带宽之和大于用户允许观看的最大组播节目带宽，则预判离开报文丢失，否则预判离开报文没有丢失。

上述实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，所述组播组表项集合为用户当前正在观看的组播组地址的集合。

上述实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，所述步骤一还包括：

步骤91，设置报告报文上报的门限频率；

步骤92，当报告报文的上报频率超过所述门限频率时，拒绝接收所述超过上报门限频率的报告报文，并发出告警提示。

上述实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，当所述组播终端为一个机顶盒，且所述机顶盒只能收看一个节目时，具体包括以下步骤：

步骤101，当前收看的组播节目的离开报文在传输中丢失，所述复制节点接收到所述机顶盒请求收看的新组播节目的报告报文；

步骤102，判断所述新组播节目是否是当前正在收看的组播节目，如果不是，再判断当前收看的组播节目个数是否为用户允许收看的节目最大个数，如果是允许收看的节目最大个数，进入下一步骤；

步骤103，发送针对当前收看的组播组的特定组播组查询报文；

步骤104，所述复制节点在缺省时间内发现没有回复，删除所述当前收看的组播组表项，加入所述请求收看的组播组表项，发送对应的新组播流。

上述实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，当所述组播终端为一个机顶盒，且所述机顶盒能收看多个节目时，具体包括以下步骤：

步骤111，用户当前收看的组播节目的离开报文在传输中丢失，所述复制节点接收到所述机顶盒请求收看的新组播节目的报告报文；

步骤112，判断所述新组播节目是否是当前正在收看的组播节目，如果不是，再判断当前收看的组播节目个数是否为用户允许收看的组播节目最大个数，并且/或者判断当前收看的组播节目带宽和请求收看的组播节目带宽之和是否大于允许收看的节目最大带宽，如果当前收看的组播节目个数是允许收看的节目最大个数，或者，所述带宽之和大于允许收看的最大节目带宽，则进入下一步骤；

步骤113，发送针对所有当前收看的组播组的特定组播组查询报文；

步骤114，所述复制节点在缺省时间内发现没有回复，删除与所述特定组播组查询报文对应的组播组表项，加入所述请求收看的组播组表项，发送对应的新组播流。

上述实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，当所述组播终端为多个机顶盒时，具体包括以下步骤：

步骤121，用户当前收看的组播节目的离开报文在传输中丢失，所述复制节点接收到所述机顶盒请求收看的新组播节目的报告报文；

步骤122，判断所述新组播节目是否是当前正在收看的组播节目，如果不是，再判断当前收看的组播节目个数是否为用户允许收看的组播节目最大个数，并且/或者判断当前收看的组播节目带宽和请求收看的组播节目带宽之和是否大于允许收看的节目最大带宽，如果当前收看的组播节目个数是允许收看的节目最大个数，或者，所述带宽之和大于允许收看的最大节目带宽，则进入下一步骤；

步骤123，发送针对所有当前收看的组播组的特定组播组查询报文；

步骤124，所述复制节点在缺省时间内发现没有回复，删除与所述特定组播组查询报文对应的组播组表项，加入所述请求收看的组播组表项，发送对应的新组播流。

本发明中复制节点通过分析report报文，预先判断是否发生了leave报文的丢失，启动发送GSO，以确认实际发生组播终端离开的组播组，确认后予以删除组播终端离开的组播组，切断旧组播流，推送新组播流。并加入新请求加入的组播组节目，本发明解决了leave报文丢失的问题，操作简单便捷，高效，实用性强。

附图说明

图1是接入网的基本架构示意图；

图2是本发明组播终端可靠离开的流程示意图；

图3是leave丢失预判器的处理流程示意图。

具体实施方式

本发明应用于组播业务系统，在leave报文丢失时，可快速地判断，及时地切断不必要的组播流，保证用户可靠的观看组播节目。

本方法利用了下面的用户观看组播节目的特征：

1.用户常用的操作是频道切换操作。leave报文后面往往都紧跟着report(报告)报文。

2.STB异常关闭，启动后，观看节目，上行发送report报文。

本文的方法就是：AN在接收到report报文后，通过特定机制，主动地去发现leave报文的丢失。

本方法在AN中实现，可以解决各种家庭网络的组网模式，比如，单STB、多STB、STB下单节目、STB下多节目等等，可以被应用于广泛组网环境。

AN中增加一个模块leave报文丢失预判器，其输入是report报文，输出是leave报文丢失的预判，根据预判决定是否下行发送GSQ。

图2是本发明组播终端可靠离开的流程示意图，本方法是对report报文处理的简单扩充，如图所示：

步骤S201，AN接收到report报文

步骤S202，leave报文丢失预判器处理流程预判是否发生leave报文丢失。此处的丢失判断只是预判，并不表示leave报文真正发生了丢失，还需要继续发送GSQ来进行最后的判断。如果预判没有丢失，转到步骤S206；否则，进入下一步骤S203。

步骤S203，获得当前用户端口(比如DSL端口)下的组播组表项集合(组播组表项集合就是用户正在观看的组播组地址的集合)。在AN上，保存有<Group，Port>逻辑信息，这个信息说明特定端口下正在下行转发的哪些组播组流量。

步骤S204，针对每个组播组表项中的组播组发送GSQ。

步骤S205，正常的GSQ报文处理流程。参见IGMPv2。

步骤S206，正常的report报文处理。参见IGMPv2。

图3是leave丢失预判器的处分流程。如图所示，具体包括以下的步骤：

步骤S301，获得report协议报文中的用户请求收看的组播组地址g。

步骤S302，获得当前用户端口(比如DSL(Digital subscriber line，数字用户线)端口)下的组播组表项G。这是一个集合，每个元素表明用户正在收看的一个组播节目。

步骤S303，如果g属于G中的一个元素，那么说明只是一个重复请求。给出“leave报文没有丢失”的判断，结束处理。如果g不属于G，说明是一个新的组播组加入请求。转到步骤S304。

步骤S304，根据G的信息计算用户点播的节目个数和带宽。

步骤S305，判断用户点播的节目个数是不是等于AN预设的用户最大组播节目个数；并且/或者，判断用户点播的带宽加上节目g的带宽是不是已经大于AN预设的用户最大组播带宽。如果上述条件成立，给出“leave报文预判丢失”结论；否则，给出“leave报文预判没有丢失”的结论。

上述步骤S305中，对带宽和节目个数的判断可以“与”，也可以“或”，可以两个条件同时使用，也可以单独使用。根据不同的应用场景和运营需求，可灵活地变化。

leave丢失预判器判断出报文丢失，并不真的就说明一定发生了leave报文的丢失，而是需要进一步通过下行发送GSQ来验证。如果用户恶意的发送report报文，这就会给AN造成假象，认为leave报文发生丢失而不断的发送GSQ查询，这会极大地影响系统的执行效率。

为解决上述问题，在AN中设置有report报文控制装置：设置report报文上报的门限频率，当report报文的上报频率超过所述门限频率时，拒绝接收所述超过上报门限频率的report报文并发出告警提示，可以用于进一步分析问题原因。

虽然在上述的描述中，我们说明了本方法在AN上实现，但是它并不局限于AN。事实上，本方法可以应用于从STB到SR之间的各个复制节点，只是AN是实现本方法的最佳点。

下面，我们考虑几种最常用的应用场景：

第一种情况是每个AN端口下只有一个机顶盒，每个端口只能看一个节目。

当用户从节目g₁切换到g₂，g₁的leave报文在传输中丢失，AN收到g₂的report报文。AN收到g₂的report报文后，因为收看组播节目的最大个数为一个，所以发现用户正在“收看”节目g₁。这触发AN发送对节目g₁的GSQ。STB不会反馈，因为机顶盒已经退出g₁。2秒后，AN发现没有反馈，删除节目g₁的组播组表项，加入g₂的组播组表项，且下行转发组播节目流。

当用户观看节目g₁，STB意外重启，重启后用户观看节目g₂。因为意外重启，所以STB不会发送g₁的leave报文。待重新开始观看节目g₂，STB就会发送g₂的report报文。AN收到g₂的report，发现用户正在“观看”g₁，触发对其的GSQ。最终，节目g₁被删除，新节目g₂的组播流被下行转发。

第二种情况是每个AN端口下就一个机顶盒，每个端口可观看多个节目，比如3个。

当用户家庭三个房间的电视机接到一个机顶盒上收看不同的组播节目。其中一个用户从节目g₁切换到节目g₂，g₁的leave报文传输时丢失，g₂的report被AN成功接受到。AN接受到g₂的report报文后，对g2进行判断，发现现有的收看的组播组个数已经等于最大收看组播组个数，于是通过查询该用户端口的组播表项发现用户正在观看3个节目，触发对这三个节目发送GSQ报文。因为STB已经离开g₁，所以STB不会对g₁的GSQ做出反应。在2秒老化时间内，AN将g₁的组播组表项删除，增加g₂的组播组表项，并且下行转发g₂的组播流。

第三种情况是AN端口下有多个机顶盒、这时使用组播流量触发的模式和上面的处理方式类似。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种实现组播终端可靠离开的系统，包括：

组播终端，用于向复制节点发送报告报文和离开报文；

复制节点，用于在收到组播终端发出的离开报文后，发送特定组播组查询报文，在缺省时间内，如果没有收到组播终端的相应回复，则删除对应的组播组，切断组播流；

其特征在于，所述复制节点还包括：

一离开报文丢失预判装置，用于接收并分析所述组播终端发送的报告报文，判断离开报文是否丢失，如果离开报文发生丢失，则驱动所述复制节点发送特定组播组查询报文，在缺省时间内，如果没有收到组播终端的相应回复，则删除对应的组播组，切断组播流；其中，判断离开报文是否丢失的过程具体包括：从所述报告报文中获取用户请求加入的组播组；获取当前用户端口的组播组表项集合，判断每个请求加入的组播组是否属于所述组播组表项集合中的组播组表项，如果属于，则做出离开报文没有丢失的判断，进行正常的报告报文处理；进行正常的报告报文处理进一步包括：根据所述组播组表项集合，获取用户当前正在观看的组播节目个数和组播节目的带宽；判断用户正在观看的组播节目个数是否等于用户可允许观看的最大节目个数，并且/或者判断当前用户正在观看的组播节目带宽与请求观看的新组播节目带宽之和是否大于用户允许观看的最大组播节目带宽，如果用户正在观看的组播节目个数等于用户可允许观看的最大节目个数，或者所述带宽之和大于用户允许观看的最大组播节目带宽，则预判离开报文丢失，否则预判离开报文没有丢失。

2.根据权利要求1所述的实现组播终端可靠离开的系统，其特征在于，所述复制节点为接入节点。

3.根据权利要求1所述的实现组播终端可靠离开的系统，其特征在于，所述组播终端为一个或多个机顶盒。

4.根据权利要求1所述的实现组播终端可靠离开的系统，其特征在于，所述复制节点还包括：

一报告报文控制装置，用于设置报告报文上报门限频率，并当报告报文的上报频率超过所述门限频率时，拒绝接收所述超过上报门限频率的报告报文，并发出告警提示。

5.一种实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，复制节点接收报告报文；

步骤二，对报告报文进行分析，判断离开报文是否发生丢失，如果没有发生丢失，进行正常的报告报文处理，如果发生了丢失，进入下一步骤；

步骤三，获取当前用户端口的组播组表项集合，针对每个组播组表项的组播组发送特定组播组查询报文；

步骤四，在缺省时间内，如果没有收到所述特定组播组查询报文的回复，就删除对应的组播组表项，切断对应的组播流；

其中，上述步骤二具体包括以下步骤：

步骤61，从所述报告报文中获取用户请求加入的组播组；

步骤62，获取当前用户端口的组播组表项集合，判断每个请求加入的组播组是否属于所述组播组表项集合中的组播组表项，如果属于，则做出离开报文没有丢失的判断，进行正常的报告报文处理；进行正常的报告报文处理进一步包括：根据所述组播组表项集合，获取用户当前正在观看的组播节目个数和组播节目的带宽；判断用户正在观看的组播节目个数是否等于用户可允许观看的最大节目个数，并且/或者判断当前用户正在观看的组播节目带宽与请求观看的新组播节目带宽之和是否大于用户允许观看的最大组播节目带宽，如果用户正在观看的组播节目个数等于用户可允许观看的最大节目个数，或者所述带宽之和大于用户允许观看的最大组播节目带宽，则预判离开报文丢失，否则预判离开报文没有丢失。

6.根据权利要求5所述的实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，所述组播组表项集合为用户当前正在观看的组播组地址的集合。

7.根据权利要求5所述的实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，所述步骤一还包括：

步骤91，设置报告报文上报的门限频率；

步骤92，当报告报文的上报频率超过所述门限频率时，拒绝接收所述超过上报门限频率的报告报文，并发出告警提示。

8.根据权利要求5所述的实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，当所述组播终端为一个机顶盒，且所述机顶盒只能收看一个节目时，具体包括以下步骤：

步骤101，当前收看的组播节目的离开报文在传输中丢失，所述复制节点接收到所述机顶盒请求收看的新组播节目的报告报文；

步骤102，判断所述新组播节目是否是当前正在收看的组播节目，如果不是，再判断当前收看的组播节目个数是否为用户允许收看的节目最大个数，如果是允许收看的节目最大个数，进入下一步骤；

步骤103，发送针对当前收看的组播组的特定组播组查询报文；

步骤104，所述复制节点在缺省时间内发现没有回复，删除所述当前收看的组播组表项，加入所述请求收看的组播组表项，发送对应的新组播流。

9.根据权利要求5所述的实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，当所述组播终端为一个机顶盒，且所述机顶盒能收看多个节目时，具体包括以下步骤：

步骤111，用户当前收看的组播节目的离开报文在传输中丢失，所述复制节点接收到所述机顶盒请求收看的新组播节目的报告报文；

步骤112，判断所述新组播节目是否是当前正在收看的组播节目，如果不是，再判断当前收看的组播节目个数是否为用户允许收看的组播节目最大个数，并且/或者判断当前收看的组播节目带宽和请求收看的组播节目带宽之和是否大于允许收看的节目最大带宽，如果当前收看的组播节目个数是允许收看的节目最大个数，或者，所述带宽之和大于允许收看的最大节目带宽，则进入下一步骤；

步骤113，发送针对所有当前收看的组播组的特定组播组查询报文；

步骤114，所述复制节点在缺省时间内发现没有回复，删除与所述特定组播组查询报文对应的组播组表项，加入所述请求收看的组播组表项，发送对应的新组播流。

10.根据权利要求5所述的实现组播终端可靠离开的方法，其特征在于，当所述组播终端为多个机顶盒时，具体包括以下步骤：

步骤121，用户当前收看的组播节目的离开报文在传输中丢失，所述复制节点接收到所述机顶盒请求收看的新组播节目的报告报文；

步骤122，判断所述新组播节目是否是当前正在收看的组播节目，如果不是，再判断当前收看的组播节目个数是否为用户允许收看的组播节目最大个数，并且/或者判断当前收看的组播节目带宽和请求收看的组播节目带宽之和是否大于允许收看的节目最大带宽，如果当前收看的组播节目个数是允许收看的节目最大个数，或者，所述带宽之和大于允许收看的最大节目带宽，则进入下一步骤；

步骤123，发送针对所有当前收看的组播组的特定组播组查询报文；

步骤124，所述复制节点在缺省时间内发现没有回复，删除与所述特定组播组查询报文对应的组播组表项，加入所述请求收看的组播组表项，发送对应的新组播流。

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