CN101247549B - 组播方法和组播系统以及组播设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组播方法，包括以下步骤：发送端根据接收端的加入组请求，对请求加入组播组的接收端进行认证；发送端将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，并向转发设备发送加入组请求；转发设备根据来自发送端的加入组请求，将该发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中。本发明还公开了一种组播系统和一种组播设备。本发明由发送端对请求加入组播组的接收端进行认证，并在认证通过后为该接收端更新或创建转发项，然后逐级向上游转发设备上报加入组请求，每个上游转发设备再为下游转发设备或发送端更新或创建对应的转发项，使得系统中不会有任何设备为非法接收端传输组播帧，降低了系统的负担，提高了组播可靠性。

Description

组播方法和组播系统以及组播设备

技术领域

本发明涉及无线通信中的数据传输技术，特别涉及组播方法和组播系统以及组播设备。

背景技术

组播(Multicast)是介于单播和广播之间的一种数据传输方式，即数据帧的目的地址为一个组播地址，且发送端只将数据帧传送给属于组播组的多个接收端。无线通信中，组播与单播的区别在于，组播仅发送数据的一个副本；与广播的区别在于，组播流量仅由属于组播组成员的监听设备进行接收和处理。对于这种一对多的数据传输，组播要比单播和广播更为高效。

以无线网状(Mesh)网络中进行组播传输为例，由于该网络中的任何无线设备节点都可以同时作为Mesh网络节点(例如，MP、MN)或路由器，因此每个节点都可以与一个或多个对等节点进行通信，并收发数据。基于上述原理，Mesh网络也被称为“多跳(multi-hop)”网络。然而，在Mesh网络中没有对STA加入组播组进行控制的机制，所有STA均可以随意加入到各组播组中，这种情况下，在下发组播帧时会出现组播泛洪现象。

例如，已加入组播组c的STA希望加入组播组a，则该STA向交换机，即具有接入(Access)能力的Mesh网络节点(例如，MAP)请求加入组播组a，具有接入能力的Mesh网络节点为该STA创建组播组a对应的组播转发项，并向路由器，即增加了出口(Portal)功能的Mesh网络节点(例如，MPP)或Mesh网络外的路由设备，请求创建相应的组播转发项，路由器再根据MAP的请求创建组播转发项。

可见，具有接入能力的Mesh网络节点、增加了出口(Portal)功能的Mesh网络节点和路由设备并不对请求加入组播组的STA作认证，只要STA发出请求就为其创建组播转发项，并将组播数据帧进行转发。因此，按照现有的组播方式进行组播传输，容易引起组播泛洪。如果所有的STA加入了所有的组播组，甚至使得组播不是组播，而是广播。

这就为Mesh网络增加了大量不必要的负担，还严重影响到了系统的安全性。而且，Mesh网络是无线传输环境，并不能像有线网络一样采用端口控制等一些方式来控制组播泛洪，因此组播泛洪的危害在Mesh网络中显得更为突出。

由此可见，现有的组播技术在传输组播帧时，为系统增加了不必要的负担，且不能有效地保证组播的安全性，从而使得组播的可靠性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的一个主要目的在于，提供一种组播方法，能够有效抑制组播泛洪，减少网络负担，提高组播的可靠性。

本发明实施例的另一个主要目的在于，提供一种组播系统，能够有效抑制组播泛洪，减少网络负担，提高组播的可靠性。

本发明实施例的再一个主要目的在于，提供一种组播设备，能够有效抑制组播泛洪，减少网络负担，提高组播的可靠性。

根据上述的一个主要目的，本发明实施例提供了一种组播方法，包括以下步骤：

发送端根据接收端的加入组播组请求，对请求加入组播组的接收端进行认证；

发送端将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，并向转发设备发送加入组播组请求；其中，所述转发设备根据来自发送端的加入组播组请求，将该发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中。

根据上述的另一个主要目的，本发明实施例提供了一种组播系统，包括：接收端、发送端和转发设备，其中，

所述接收端，用于向发送端发送加入组播组请求，请求加入组播组；

所述发送端，用于根据来自所述接收端的加入播组组请求，对请求加入组播组的接收端进行认证；将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，即更新或创建转发项，并向转发设备发送加入组播组请求；

所述转发设备，用于根据来自所述发送端的加入组播组请求，将该发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中。

根据上述的再一个主要目的，本发明实施例提供了一种组播设备，包括：

收发单元，接收来自外部的加入组播组请求，并提供给认证单元；接收认证单元提供的认证结果，向转发设备发送加入组播组请求；

认证单元，接收收发单元提供的加入组播组请求，对该请求进行认证，将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，并将认证结果提供给收发单元。

由上述技术方案可见，发送端对请求加入组播组的接收端进行认证，并在认证通过后为该接收端更新或创建转发项，然后逐级向上游转发设备上报加入组播组请求，每个上游转发设备再为其下游转发设备或发送端更新或创建对应的转发项，使得系统中不会有任何设备为非法接收端传输组播帧，从而抑制了网络中的组播泛洪，降低了系统的负担，提高组播传输的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中组播系统的示例性结构图。

图2为本发明实施例中组播方法的示例性流程图。

图3为本发明实施例中组播系统的结构图。

图(4a～4c)为本发明实施例中逐级转发的流程示意图。

图(5a～5d)为本发明实施例中组信息列表相关消息的结构示意图。

图6为本发明实施例中组播方法1的流程图。

图7为本发明实施例中组播方法2的流程图。

图8为本发明实施例中组播方法3的流程图。

图9为本发明实施例中实现组播传输的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例中，发送端对请求加入组播组的接收端进行认证，并在认证通过后为该接收端更新或创建转发项，然后逐级向上游转发设备上报加入组播组请求(以下简称加入组请求)，每个上游转发设备再为其下游转发设备或发送端更新或创建对应的转发项，使得系统中不会有任何设备为非法接收端传输组播帧。

图1为本发明实施例中组播系统的示例性结构图。如图1所示，本实施例中的组播系统包括：接收端、发送端和至少一个转发设备。

接收端，向发送端发送加入组请求，请求加入组播组；

发送端，根据来自接收端的加入组请求，对请求加入组播组的接收端进行认证；将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，即更新或创建转发项，并向转发设备发送加入组请求；

转发设备，根据来自发送端的加入组请求，将该发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中。

实际应用中，如果转发设备为多级，则转发设备还需要在更新或创建了转发项之后，逐级向其上游转发设备转发加入组请求，由其上游转发设备为下游设备创建或更新转发项；发送端和转发设备发送加入组请求的过程可以为：直接将接收到的加入组请求转发，也可以为在根据接收到的加入组请求进行相应处理后，生成新的加入组请求并向其上游转发设备发送，即自身主动发起请求。

在允许接收端加入组播组后，发送端进一步将来自外部组播源的组播帧发送给相应组播组的接收端。

具体来说，上述系统中作为组播设备的发送端包括：认证单元和收发单元。

收发单元，接收外部接收端发送的加入组请求，并提供给认证单元；接收认证单元提供的认证结果，将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，即更新或创建转发项，并向转发设备发送加入组请求；

认证单元，接收收发单元提供的加入组请求，对请求加入组播组的接收端进行认证，并将认证结果提供给收发单元。

上述组播设备中，认证单元可以根据获取的组信息列表来进行认证。

图2为本发明实施例中组播方法的示例性流程图。如图2所示，本实施例中的组播方法包括以下步骤：

步骤201，根据接收端的加入组请求，对请求加入组播组的接收端进行认证；

步骤202，将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，即更新或创建转发项，并向转发设备发送加入组请求；

本步骤中，将接收端添加到转发项中是指：在转发项中增加该接收端的标识；

步骤203，根据来自发送端的加入组请求，将该发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中；

本步骤中，将发送端添加到转发项中是指：在转发项中增加该发送端的标识。

上述流程中，如果转发设备为多级，则在步骤203之后，转发设备还需要逐级向其上游转发设备转发加入组请求，由上游转发设备为下游设备创建或更新转发项；发送端和转发设备发送加入组请求的过程可以为：直接将接收到的加入组请求转发，也可以为在根据接收到的加入组请求进行相应处理后，生成新的加入组请求并向其上游转发设备发送，即自身主动发起请求。

以上是对本发明实施例中组播系统、组播设备和组播方法的总体说明。

在本实施例也可以通过下发相应的组内密钥和/或组播组标识，进一步保护组播传输的安全性。

其中，本实施例中的组播组标识可以为任何具有唯一性的标识，例如组播地址、或者组播组编号以及其他预先约定的用于标识组播组的任意代码等标识。当本发明的技术方案用于不同的无线环境时，组播地址为不同类型的地址，例如，当本发明的技术方案应用于数据链路层，即网络层第二层时，组播地址可以为媒体接入控制(Medium Access Control，MAC)地址；当本发明的技术方案应用于互联网协议(Internet Protocol，IP)层时，组播地址可以为IP地址；也可以预先为组播组设定代码，作为组播组标识。而组播帧中也携带相同类型的组播组标识，接收端可以以此来选择对应的组内密钥。

下面，以在Mesh网络中进行组播传输为例，对本实施例中的组播系统、组播设备和组播方法进行详细说明。

本实施例中，对请求加入组播组的接收端进行认证，并根据认证结果决定是否为该接收端创建该组播组的转发项，或者将该接收端加入到该组播组的转发项。发送端可以根据组播组标识区分多个组播组及其转发项。

这样，在本实施例中，发送端存储每一个组播组对应的组播组信息，包括：多个组播组标识、组播策略、转发项以及组播组的成员列表等信息。

本实施例能够根据接收端的组信息列表对接收端的合法性进行认证，从而避免非组播组内的合法成员加入组播组，降低系统的负担。

图3为本发明实施例中组播系统的结构图。如图3所示，本实施例中的组播系统包括：发送端301、接收端302和认证服务器303。

发送端301，用于在接收端302进入发送端301所属区域后，向接收端302请求接入认证信息；根据来自接收端302的响应，向认证服务器303请求对接收端302进行接入认证，并请求获取组信息列表；与接收端302和认证服务器303进行信息交互，将接收端302的认证信息提供给认证服务器303；接收来自认证服务器303的，包括接收端302组信息列表的响应，存储接收端302的组信息列表，确认接收端302成功接入，并向接收端302发送成功接入消息；根据来自接收端302的加入组请求，查询接收端302的组信息列表中是否存在当前请求加入的组播组(即组信息列表中是否有当前请求加入的组播组对应的某一标识)，如果存在，则判断接收端302为该组播组的合法组成员，将接收端302加入该组播组的转发项(该组播组的转发项已创建)或者为接收端302创建新的该组播组的转发项(接收端302为该组播组的第一个成员，因而未创建该组播组的转发项)；接收来自外部的组播帧，根据组播转发项将接收到的组播帧发送给对应的接收端。

接收端302，用于根据发送端301的请求，向发送端301申请接入认证；与发送端301进行信息交互，将认证信息通过发送端301提供给认证服务器303；接收来自发送端301的认证成功消息；向发送端301发送加入组请求；接收来自发送端301的组播帧。

认证服务器303，用于根据来自发送端301的请求，与发送端301进行信息交互，获取接收端302的认证信息，并对接收端302进行接入认证；在接入认证通过后，从外部签约网络获取接收端302的组信息列表，向发送端301发送包括接收端302组信息列表的响应。

实际应用中，发送端301还可以用于在查询到接收端302的组信息列表中不存在当前请求加入的组播组之后，向认证服务器303请求获取接收端302的组信息列表，此时请求获取的组信息列表可能是更新后的组信息列表；发送端301还可以直接从签约网络或者其他网络设备获取组信息列表。

当接收端302退出当前组播组时，可以向发送端301发送退出组播组报告(以下简称退出组报告)。

在这种情况下，发送端301还可以根据来自接收端302的退出组报告，更新组播组信息中的成员列表；认证服务器303也可以为其它与签约网络连接或者签约网络中的，并能够从签约网络获取接收端302组信息列表的网元。

由于本实施例以在Mesh网络中进行组播和组播传输为例，而称为“多跳”网络的Mesh网络又具有每个无线设备节点都可以进行组播帧的收发和路由的特点。因此，本实施例的组播系统中还可以包括：转发设备304。

这样，发送端301接收到的组播帧可以是直接来自路由设备，也可以来自转发设备304。因此，本实施例中的组播组信息中，还包括：每个组播组对应的转发设备。

发送端301判断接收端302为该组播组的合法组成员后，根据组播组信息，将接收端302加入组播组的请求发送给转发设备304；根据接收端302的退出组报告将该接收端302从对应的组播组的转发项中删除后，判断该转发项中是否还有其他成员，即判断接收端302是否为该组播组的转发项中最后一个成员，如果是，则删除该转发项，并向转发设备304发送退出组报告；

转发设备304根据发送端301的加入组请求，将发送端301加入该组播组的转发项(该组播组的转发项已创建)或者为发送端301创建新的该组播组的转发项(发送端301为该组播组的第一个成员，因而未创建该组播组的转发项)；根据来自发送端301的退出组报告，将发送端301从对应的组播组的转发项中删除。

其中，发送端301可以向多个转发设备转发加入组请求，但接收到加入组请求的多个转发设备中只有一个转发设备会为发送端301创建转发项或将发送端301加入到已有转发项中。具体由哪一个转发设备创建转发项或将发送端301加入到已有转发项中，由Mesh网络中预先设置的路由机制来确定。

如果发送端301需要通过多个转发设备才能够接收到来自组播源的组播帧，则转发设备304会根据发送端301发送的请求，逐级向该转发设备304的上游转发设备发送请求，接收到请求的上游转发设备即为其下游转发设备创建转发项或将其下游转发设备加入已有转发项。

这种情况下，根据退出组报告更新转发项时，转发设备304在将发送端301从对应的组播组的转发项中删除之后，判断该转发项中是否还有其他成员，即判断发送端301是否为该组播组的转发项中最后一个成员，如果是，则删除该转发项，并向其上游转发设备发送退出组报告，接收到退出组报告的上游转发设备即为其下游转发设备更新或删除转发项，如果为其下游转发设备删除了对应的转发项，则需向其上游转发设备发送退出组报告，逐级更新或删除。

图4a为本发明实施例中逐级转发加入组请求的流程示意图。如图4a所示，发送端301根据接收端302的加入组请求和获取的组信息列表对该接收端302认证通过后，为接收端302创建或更新转发项，并通过转发设备1～转发设备n(n为正整数)，逐级上报加入组请求，每一个接收到加入组请求的转发设备i(1≤i≤n)，均为发送该请求的下游转发设备i-1(或发送端301)更新或创建对应组播组的转发项。

发送端301和所有转发设备i更新或创建了转发项之后，即可实现组播传输。

图4b为本发明实施例中逐级转发组播帧的流程示意图。如图4b所示，转发设备n接收到来自组播源的组播帧，查找接收到的组播帧所属组播组对应的转发项，并向下游转发设备i-1发送该组播帧，直至发送到转发设备1，再由转发设备1查找对应的转发项，并将组播帧发送给发送端301，由发送端301根据对应的转发项将组播帧发送给接收端302。

同理，退出组报告也可以逐级转发。

图4c为本发明实施例中逐级转发退出组报告的流程示意图。如图4c所示，发送端301根据接收端302的退出组报告，为接收端302更新或删除转发项，并在删除了对应的转发项之后，向转发设备1发送退出组报告，由转发设备1更新或删除对应的转发项，并在删除了转发项之后如此逐级上报至转发设备n。每一个接收到加入组请求的转发设备i(1≤i≤n)，均为发送该请求的下游转发设备i-1(或发送端301)更新或删除对应组播组的转发项。

发送端301和所有转发设备可以直接将接收到的加入组请求转发，也可以在根据接收到的加入组请求进行相应处理后，生成新的加入组请求并向其上游转发设备发送，即自身主动发起请求。

发送端301本身也可以作为其他发送端的转发设备，此时，发送端301也按照转发设备304的工作原理，为接入其他发送端的接收端创建、更新或删除组播组的转发项。

具体来说，本实施例中的发送端301，即组播设备，包括：收发单元311、认证单元312和存储单元313。

收发单元311，用于在接收端302进入发送端301所属区域后，请求接收端302接入认证信息；根据来自接收端302的响应，向认证单元312发送接入认证请求；将来自认证单元312的认证成功消息发送给接收端302，并向转发设备304发送加入组请求；将来自接收端302的，加入组请求和退出组报告发送给认证单元312；接收来自外部的组播帧，根据存储单元313提供的组播组转发项(例如，包括了属于该组播组内所有接收端的相关标识的转发项信息)，将接收到的组播帧发送给其所属组播组对应的接收端。

认证单元312，用于根据来自收发单元311的加入组请求，向认证服务器303请求对接收端302进行接入认证，并请求获取组信息列表；接收来自认证服务器303的，包括接收端302的组信息列表的响应，将接收端302的组信息列表存储于存储单元313中，确认接收端302成功接入，并向收发单元311发送成功接入消息；根据来自收发单元311的加入组请求，从存储单元313获取对应的组信息列表，查询接收端302的组信息列表中是否存在其当前请求加入的组播组，如果存在，则判断接收端302为该组播组的合法组成员，将接收端302加入该组播组，更新预先存储的包括转发项的组播组信息，即将接收端302加入该组播组的转发项(该组播组的转发项已创建)或者为接收端302创建新的该组播组的转发项(接收端302为该组播组的第一个成员，因而未创建该组播组的转发项)，并将更新后的组播组信息发送给存储单元313，将加入组成功消息发送给收发单元311；如果不存在，则判断接收端302为该组播组的非法组成员，拒绝加入该组播组，向收发单元311发送加入组失败消息、或者向认证服务器303发送接入认证请求(重新获取接收端302的组信息列表)；根据来自收发单元311的退出组报告，更新存储单元313中存储的组播组信息中的成员列表和转发项(读取存储单元313中对应的组播组信息，更新后再发送给存储单元313存储，并删除原有信息)，即从相应的组播组的转发项中删除接收端302，如果接收端302为该组播组转发项中的最后一个成员，则可以删除该转发项。

存储单元313，存储来自认证单元312的组信息列表，并提供给认证单元312；存储来自认证单元312的包括转发项的组播组信息，并提供给收发单元311和认证单元312。

上述作为组播设备的发送端301中，认证单元312还可以直接从签约网络或者其他网络设备获取组信息列表。如果接收端的组信息列表中包括其当前请求加入的组播组，而认证单元312中未存储该组播组的组播组信息，例如，接收端为该组播组的第一个成员，因而认证单元312未创建该组播组的成员列表，此时，认证单元312会生成包括组播组成员列表和组播组标识等组播组信息，然后再提供给收发单元311。

转发设备304中也可以包括上述功能单元，也就是说，转发设备304也可以同时作为其他接收端的发送端，即组播设备。

实际应用中，转发设备304可以为MAP、MPP等无线设备节点；如果转发设备304为MPP，则该设备接收的组播帧可以来自Mesh网络中作为路由设备的无线设备节点，也可以来自Mesh网络之外的路由器。

实际应用中，还可能遇到以下场景：接收端先接入到发送端1，即发送端1为该接收端的原属发送端，接收发送端1发送的组播帧，然后由于某种原因切换到发送端2，即发送端2为该接收端的当前发送端。

这种情况下，发送端2中没有该接收端的组信息列表，但除了可以向例如认证服务器303等网元获取该接收端的组信息列表，还可以从发送端1获取。

如果发送端2从发送端1获取，则在切换时，发送端1可以通过“快速切换机制”将其所存有的关于该接收端的一些信息(包括组信息列表)或者全部信息交互给发送端2。

例如，比如在快速切换过程中，发送端2向发送端1发起一个组信息列表请求。图5a为本发明实施例中组信息列表请求帧的结构示意图。如图5a所示，组信息列表请求帧中包括：组信息列表查询(Group List Query)信息元素(Information Element，IE)。如图5b所示，组信息列表查询IE中包括接收端(如STA)的MAC地址(STA MAC Address)等信息。

发送端1接收到如图5a所示的请求帧后，发送组信息列表响应帧给发送端2。图5c为本发明实施例中组信息列表响应帧的结构示意图。如图5c所示，组信息列表响应帧中包括：组信息列表响应(Group List Response)IE。如图5d所示，组信息列表响应IE中包括发送端1所存有的关于该接收端(如STA)的组信息列表。

当然也可以承载在快速切换机制中的某个消息帧中，将组信息列表作为一种信息资源，封装在资源信息容器数据信息元素(Resource InformationContainer Data IE)中在接收端的原属发送端和当前发送端之间进行交互。

这样，发送端301还可以向不同接收端的原发送端发送如图5a所示的组信息列表查询帧，请求获取组信息列表，接收来自不同接收端的原发送端的如图5c所示的组信息列表响应帧，并存储该帧中的组信息列表；如果发送端301作为某个接收端的原发送端，则还可以根据接收到的如图5a所示的组信息列表查询帧，将该接收端的组信息列表通过如图5c所示的组信息列表响应帧发送给该接收端的当前发送端。

下面，以具有接入能力的Mesh网络节点(如MAP)作为发送端、STA作为接收端、AS作为认证服务器、具有接入能力的Mesh网络节点(如MAP)和/或普通Mesh网络节点(如MP)和/或增加了出口功能的Mesh网络节点(如MPP)作为转发设备为例，对基于上述系统和设备的组播方法进行说明。

本实施例的组播方法包括方法1、方法2和方法3。其中，方法1为：STA先向AS申请签约注册一个组播组，再向MAP申请加入该组播组，MAP在判断出STA的组信息列表中包括当前申请加入的组播组之后，将该STA加入组播转发项或为其创建新的组播转发项，而如果判断出STA的组信息列表中不包括当前申请加入的组播组之后，拒绝其加入该组播组；方法2为：MAP在判断出STA的组信息列表中不包括当前申请加入的组播组之后，再次通过AS向签约网络申请获取该STA的组信息列表，即更该STA的新组信息列表，并通过更新后的组信息列表对该STA申请加入组播组再次进行认证；方法3为：MAP在判断出STA的组信息列表中不包括当前申请加入的组播组之后，直接向签约网络申请获取该STA的组信息列表，更新当前列表，并通过更新后的组信息列表对该STA再次认证。

图6为本发明实施例中组播方法1的流程图。如图6所示，本实施例中的组播方法1包括以下步骤：

步骤601，STA的用户通过AS在签约网络签约注册一个或者多个组播组。

上述步骤601为STA的用户开户新业务、注册组播组的过程，也可以在后续步骤之后执行，或者与后续步骤同时执行。

步骤602，STA希望通过MAP接入自身所属的签约网络，因此，MAP向STA发送身份认证请求，请求STA申请接入认证。

本方法中，身份认证请求可以为802.1X EAP Request；MAP也可以不向STA发送该请求，而是由STA直接向MAP发送接入认证请求，即直接执行步骤603。

步骤603，STA根据MAP的请求，向MAP发送身份认证响应，请求进行接入认证。

本方法中，身份认证响应可以为802.1X EAP Response。

步骤604，MAP根据STA发送的身份认证响应，向AS发送接入认证请求，请求对接入网络的STA进行认证。

本方法中，接入认证请求可以为EAP Request；EAP Request也可以携带于RADIUS协议的Access Request中发送到STA。

步骤605，AS通过MAP与STA进行信息交互，获取STA的认证鉴权信息，对STA进行认证。

步骤606～步骤607，在认证成功后，AS向签约网络发送组信息列表请求，请求获取通过认证的STA的组信息列表，并接收来自签约网络的，STA的组信息列表。

步骤608，AS向MAP发送包括该STA的组信息列表的接入认证响应。

步骤609，MAP接收到接入认证响应后，保存该STA的组信息列表，并向STA发送认证成功消息。

本方法中，认证成功消息可以为EAP Success消息；MAP还可以直接从签约网络获取STA的组信息列表；或者，MAP从STA原来所属的MAP获取该STA的组信息列表。

步骤610，在需要加入组播组时，STA向MAP发送加入组请求，请求加入一个组播组。

本步骤中，STA向MAP发送的加入组请求可以为基于互联网组管理(Internet Control Management Protocol，IGMP)协议的IGMP报告(IGMPReport)消息，也可以为基于MLD协议的请求消息，还可以为ACTION帧。

步骤611，MAP根据STA的请求，查询内部存储的该STA的组信息列表，如果组信息列表中包括该STA当前申请加入的组播组，则批准该STA的请求，如果STA当前申请加入的组播组存在转发项，则更新该组播组的组播组信息，即更新该组播组的转发项，并执行步骤612；如果STA为其当前申请加入的组播组的第一个组成员，则为该组播组创建转发项，并执行步骤612。

本步骤中，如果组信息列表中不包括该STA当前申请加入的组播组，则判定该STA为非法组成员；MAP也可以在组信息列表中不包括该STA当前申请加入的组播组时，向签约网络重新获取STA的组信息列表，并再次查询更新后的组信息列表中是否包括该STA当前申请加入的组播组。

步骤612，MAP向其上游转发设备发送加入组请求，例如其他STA的MAP、或MPP、或MP。

本步骤中，MAP发送的加入组请求可以为来自STA的IGMP Report消息等，即直接转发STA的加入组请求；也可以是MAP自身生成的IGMPReport消息等。

步骤613，作为转发设备的MAP或MPP或MP根据接收到的加入组请求，为发送该请求的MAP更新或者创建其申请加入的组播组的转发项。

上述步骤612～步骤613中，如果MAP的上游转发设备为多个，则需要逐级向上转发直至路由设备或承载了路由器的MPP，并由上游转发设备为发送加入组请求的下游转发设备更新或者创建STA当前申请加入的组播组的转发项。

这样，所有节点都将其下游节点添加到对应的组播转发项中。

步骤614～步骤616，作为转发设备的MPP接收到来自路由设备的组播帧后，查找该组播帧所属组播组的转发项，并根据查找的转发项，将接收到的组播帧发送给相应的MAP，如果接收到组播帧的MAP也作为其他MAP或MP的转发设备，则该MAP也查找该组播帧所属组播组的转发项，并根据查找的转发项，将接收到的组播帧发送给相应的下游转发设备，直至将该组播帧发送给相应的STA。

这样，就避免了非组播组内的STA接收到该组播组的组播帧，降低了系统的负担。

步骤617，在STA希望退出一个组播组时，向MAP发送退出组报告。

步骤618，MAP根据该STA的报告，更新该STA请求退出的组播组的转发项，例如从该转发项中删除该STA。

如果该STA为其退出的组播组中的最后一个成员，即删除该STA之前，该组播组的转发项中只包括该STA，则继续执行步骤619，否则，在本步骤之后结束本流程。

步骤619～步骤620，MAP向其上游转发设备发送退出组报告，例如其他STA的MAP、或MP、或MPP，作为转发设备的MAP或MP或MPP根据接收到的退出组报告，为发送该报告的MAP更新其退出的组播组的转发项，例如从该转发项中删除该MAP。

上述步骤619～步骤620中，如果MAP的上游转发设备为多个，则在判断出该MAP为该组播组中的最后一个成员时，该MAP的转发设备需要再向其上游转发设备发送退出组报告。该转发设备的上游转发设备根据该转发设备是否为该组播组中的最后一个成员的判断结果删除或更新该组播组的转发项。以此类推，每一个转发设备可以逐级向上转发直至接入路由设备的MPP，并由上游转发设备为下游转发设备更新或删除STA退出的组播组的转发项。

至此，本流程结束。

在上述流程中，步骤617之后，STA也可以向AS注销其注册的组播组；STA也可以在任何时刻执行步骤601，注册新的组播组；步骤620之后，如果MPP接收到退出组报告之后，查找到相应的组播组的转发项，发现整个Mesh网络中都没有STA使用该组播组了，则向路由器发送退出组报告。

以上是对本实施例中方法1的说明，下面，对本实施例中的方法2进行详细说明。

图7为本发明实施例中组播方法2的流程图。如图7所示，本实施例中的组播方法2包括以下步骤：

步骤701，STA希望通过MAP接入自身所属的签约网络，因此，MAP向STA发送身份认证请求，请求STA申请接入认证。

本方法中，身份认证请求可以为802.1X EAP Request；MAP也可以不向STA发送该请求，而是由STA直接向MAP发送接入认证请求，即直接执行步骤702。

步骤702，STA根据MAP的请求，向MAP发送身份认证响应，请求进行接入认证。

本方法中，身份认证响应可以为802.1X EAP Response。

步骤703，MAP根据STA发送的身份认证响应，向AS发送接入认证请求，请求对接入网络的STA进行认证。

本方法中，接入认证请求可以为EAP Request；EAP Request也可以携带于RADIUS协议的Access Request中发送到STA。

步骤704，AS通过MAP与STA进行信息交互，获取STA的认证鉴权信息，对STA进行认证。

步骤705～步骤706，在认证成功后，AS向签约网络发送组信息列表请求，请求获取通过认证的STA的组信息列表，并接收来自签约网络的，STA的组信息列表。

步骤707，AS向MAP发送包括该STA的组信息列表的接入认证响应。

步骤708，MAP接收到接入认证响应后，保存该STA的组信息列表，并向STA发送认证成功消息。

本方法中，认证成功消息可以为EAP Success消息；MAP还可以直接从签约网络获取STA的组信息列表；或者，MAP从STA原来所属的MAP获取该STA的组信息列表。

步骤709，STA的用户通过AS在签约网络签约注册一个或者多个组播组。

上述步骤709为STA的用户开户新业务、注册组播组的过程，也可以在后续步骤之后执行，或者与后续步骤同时执行。

步骤710，在需要加入组播组时，STA向MAP发送加入组请求，请求加入一个组播组。

本步骤中，STA向MAP发送的加入组请求可以为基于IGMP协议的IGMP Report消息，也可以为基于MLD协议的请求消息，还可以为ACTION帧。

步骤711，MAP根据STA的请求，查询内部存储的该STA的组信息列表，如果组信息列表中包括该STA当前申请加入的组播组，则批准该STA的请求，如果STA当前申请加入的组播组存在转发项，则更新该组播组的组播组信息，即更新该组播组的转发项，并执行步骤717；如果STA为其当前申请加入的组播组的第一个组成员，则为该组播组创建转发项，并执行步骤717；如果组信息列表中不包括该STA当前申请加入的组播组，则先不判定该STA为非法组成员，而是执行步骤712。

步骤712～步骤715，MAP向AS发送接入认证请求，请求获取STA的组信息列表；AS向签约网络发送组信息列表请求，请求获取通过认证的STA的组信息列表，并接收来自签约网络的，STA的组信息列表；AS向MAP发送包括该STA的组信息列表的接入认证响应。

上述步骤712～步骤715中，MAP也可以直接向签约网络重新获取STA的组信息列表；或者向该STA原属MAP获取其组信息列表。

步骤716，MAP根据接收到的STA的组信息列表，更新其内部存储的该STA的组信息列表，并再次查询更新后的组信息列表中是否包括该STA当前申请加入的组播组，如果包括，则执行步骤717，否则，拒绝该STA加入其申请加入的组播组。

这样，就提高了MAP对请求加入组播组的STA进行认证的正确性。

步骤717，MAP向其上游转发设备发送加入组请求，例如其他STA的MAP、或MP、或MPP。

本步骤中，MAP发送的加入组请求可以为来自STA的IGMP Report消息等，即直接转发STA的加入组请求；也可以是MAP自身生成的IGMPReport消息等。

步骤718，作为转发设备的MAP或MP或MPP根据接收到的加入组请求，为发送该请求的STA更新或者创建其申请加入的组播组的转发项。

上述步骤717～步骤718中，如果MAP的上游转发设备为多个，则需要逐级向上转发直至路由设备或承载了路由器的MPP，并由其上游转发设备为发送加入组请求的下游转发设备更新或者创建STA当前申请加入的组播组的转发项。

这样，就使得所有节点都将其下游节点添加到对应的组播组的转发项中。

步骤719～步骤721，作为转发设备的MPP接收到来自路由设备的组播帧后，查找该组播帧所属组播组的转发项，并根据查找的转发项，将接收到的组播帧发送给相应的MAP，如果接收到组播帧的MAP也作为其它MAP或MP的转发设备，则该MAP也查找该组播帧所属组播组的转发项，并根据查找的转发项，将接收到的组播帧发送给相应的下游MAP，直至将该组播帧发送给相应的STA。

这样，就避免了非组播组内的STA接收到该组播组的组播帧，降低了系统的负担。

步骤722，在STA希望退出一个组播组时，向MAP发送退出组报告。

步骤723，MAP根据该STA的报告，更新该STA请求退出的组播组的转发项，例如从该转发项中删除该STA。

如果该STA为其退出的组播组中的最后一个成员，即删除该STA之前，该组播组的转发项中只包括该STA，则继续执行步骤724，否则，在本步骤之后结束本流程。

步骤724～步骤725，MAP向其上游转发设备发送退出组报告，作为转发设备的MAP或MP或MPP根据接收到的退出组报告，为发送该报告的MAP更新STA退出的组播组的转发项，例如从该转发项中删除该MAP。

上述步骤724～步骤725中，如果MAP的上游转发设备为多个，则在判断出该MAP为该组播组中的最后一个成员时，该MAP的转发设备需要再向其上游转发设备发送退出组报告。该转发设备的上游转发设备根据该转发设备是否为该组播组中的最后一个成员的判断结果删除或更新该组播组的转发项。以此类推，每一个转发设备可以逐级向上转发直至接入路由设备的MPP，并由上游转发设备为下游转发设备更新或删除该STA退出的组播组的转发项。

至此，本流程结束。

在上述流程中，步骤722之后，STA也可以向AS注销其注册的组播组；STA也可以在任何时刻执行步骤709，注册新的组播组；步骤725之后，如果MPP接收到退出组报告之后，查找到相应的组播组的转发项，发现整个Mesh网络中都没有STA使用该组播组了，则向路由器发送退出组报告。

以上是对本实施例中方法2的说明，下面，对本实施例中的方法3进行详细说明。

图8为本发明实施例中组播方法3的流程图。如图8所示，本实施例中的组播方法3包括以下步骤：

步骤801～步骤807，STA希望通过MAP接入自身所属的签约网络，因此，MAP向STA发送身份认证请求，请求STA申请接入认证；STA根据MAP的请求，通过MAP向AS发送接入认证请求；AS通过MAP与STA进行信息交互，获取STA的认证鉴权信息，对STA进行认证并在认证成功后，向签约网络发送组信息列表请求，请求获取通过认证的STA的组信息列表，并将来自签约网络的STA的组信息列表通过接入认证响应发送给MAP。

上述步骤801～步骤807的操作过程可以与本实施例方法2中的步骤701～步骤707相同。

步骤808，MAP接收到接入认证响应后，保存该STA的组信息列表，并向STA发送认证成功消息。

本方法中，认证成功消息可以为EAP Success消息；MAP还可以直接从签约网络获取STA的组信息列表；或者，MAP从STA原来所属的MAP获取该STA的组信息列表。

步骤809，STA的用户通过AS在签约网络签约注册一个或者多个组播组。

上述步骤809为STA的用户开户新业务、注册组播组的过程，也可以在后续步骤之后执行，或者与后续步骤同时执行。

步骤810，在需要加入组播组时，STA向MAP发送加入组请求，请求加入一个组播组。

本步骤中，STA向MAP发送的加入组请求可以为基于IGMP协议的IGMP Report消息，也可以为基于MLD协议的请求消息，还可以为ACTION帧。

步骤811，MAP根据STA的请求，查询内部存储的该STA的组信息列表，如果组信息列表中包括该STA当前申请加入的组播组，则批准该STA的请求，如果STA当前申请加入的组播组存在转发项，则更新该组播组的组播组信息，即更新该组播组的转发项，并执行步骤815；如果STA为其当前申请加入的组播组的第一个组成员，则为该组播组创建转发项，并执行步骤815；如果组信息列表中不包括该STA当前申请加入的组播组，则先不判定该STA为非法组成员，而是执行步骤812。

步骤812～步骤813，MAP直接向签约网络发送组信息列表请求，请求获取通过认证的STA的组信息列表，并接收来自签约网络的，STA的组信息列表。

上述步骤812～步骤813中，MAP也可以通过AS向签约网络重新获取STA的组信息列表；或者向该STA原属MAP获取其组信息列表。

步骤814，MAP根据接收到的STA的组信息列表，更新其内部存储的该STA的组信息列表，并再次查询更新后的组信息列表中是否包括该STA当前申请加入的组播组，如果包括，则执行步骤815，否则，拒绝该STA加入其申请加入的组播组。

这样，就提高了MAP对请求加入组播组的STA进行认证的正确性。

步骤815，MAP向其上游转发设备发送加入组请求，例如其他STA的MAP、或MP、或MPP。

本步骤中，MAP发送的加入组请求可以为来自STA的IGMP Report消息等，即直接转发STA的加入组请求；也可以是MAP自身生成的IGMPReport消息等。

步骤816，作为转发设备的MAP或MP或MPP根据接收到的加入组请求，为发送该请求的MAP更新或者创建其关联的STA申请加入的组播组的转发项。

上述步骤815～步骤816中，如果MAP的上游转发设备为多个，则需要逐级向上转发直至路由设备或承载了路由器的MPP，并由其上游转发设备为发送加入组请求的下游转发设备更新或者创建STA当前申请加入的组播组的转发项。

这样，就使得所有节点都将其下游节点添加到对应的组播组的转发项中。

步骤817～步骤819，作为转发设备的MPP接收到来自路由设备的组播帧后，查找该组播帧所属组播组的转发项，并根据查找的转发项，将接收到的组播帧发送给相应的MAP，如果接收到组播帧的MAP也作为其它MAP或MP的转发设备，则该MAP也查找该组播帧所属组播组的转发项，并根据查找的转发项，将接收到的组播帧发送给相应的下游MAP或者MP，直至将该组播帧发送给相应的STA。

这样，就避免了非组播组内的STA接收到该组播组的组播帧，降低了系统的负担。

步骤820，在STA希望退出一个组播组时，向MAP发送退出组报告。

步骤821，MAP根据该STA的报告，更新该STA希望退出的组播组的转发项，例如从该转发项中删除该STA。

如果该STA为其退出的组播组中的最后一个成员，即删除该STA之前，该组播组的转发项中只包括该STA，则继续执行步骤822，否则，在本步骤之后结束本流程。

步骤822～步骤823，MAP向其上游转发设备发送退出组报告，作为转发设备的MAP或MP或MPP根据接收到的退出组报告，为发送该报告的MAP更新STA退出的组播组的转发项，例如从该转发项中删除该MAP。

上述步骤822～步骤823中，如果MAP的上游转发设备为多个，则在判断出该MAP为该组播组中的最后一个成员时，该MAP的转发设备需要再向其上游转发设备发送退出组报告。该转发设备的上游转发设备根据该转发设备是否为该组播组中的最后一个成员的判断结果删除或更新该组播组的转发项。以此类推，每一个转发设备可以向逐级向上转发直至接入路由设备的MPP，并由其上游转发设备为下游转发设备更新或删除该STA退出的组播组的转发项。

至此，本流程结束。

在上述流程中，步骤820之后，STA也可以向AS注销其注册的组播组；STA也可以在任何时刻执行步骤809，注册新的组播组；步骤823之后，如果MPP接收到退出组报告之后，查找到相应的组播组的转发项，发现整个Mesh网络中都没有STA使用该组播组了，则向路由器发送退出组报告。

图9为本发明实施例中实现组播传输的示意图。如图9所示，组播系统中包括：MPP、MP1～MP2、MAP1～MAP4、STA1～STA6。MAP1和MAP2接入到MP1、MAP3和MAP4接入到MP2；STA1和STA2接入到MAP1、STA3接入到MAP2、STA4接入到MAP3；STA5和STA6接入到MAP4；STA1、STA3和STA5为a组播组的成员，STA2、STA4和STA6为b组播组的成员。

如果STA3发送了加入b组的IGMP report给MAP2，MAP2就对其进行认证，发现STA3并不是其所请求的组播组的合法成员，MAP2拒绝为STA3向MP1发送(直接转发接收到的消息、或生成新的消息并发送)IGMPreport，网络中的其他节点也就不需发送该IGMP report，减轻了节点的负担，也降低了对网络带宽的占用。

MAP2如果不对STA3进行认证，而是直接根据STA3发送的加入b组的IGMP report创建或将STA3添加到b组转发项中，然后转发IGMP report给MP1；MP1收到report后，查找已有b组的转发项，因此将MAP2添加到其b组的转发项列表中。

这样，当MP1接收b组的组播数据帧过来时，就会给MAP1和MAP2都发送组播数据。

可见，如果本实施例中的技术方案如果应用于Mesh网络，则STA不能随意地加入到某一个组播组，随意地接收到某个组播组的数据帧，增加了组播数据的安全性，而且有效抑制了每个MAP、MPP、MP转发的组播帧数量，从而抑制了网络中的组播泛洪。当mesh网络的规模比较大时，这种方案带来的效果就非常明显了。

本实施例中，作为组播设备的发送端，也可以为各组播组生成组内密钥，使用组内密钥对组播帧加密，并将组内密钥和组播组标识发送给对应的组播组内的接收端，即通过认证的接收端，组播组内的接收端根据组播组标识，使用相同的组内密钥对接收到的组播帧解密。实现原理可以与实施例一相同。

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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种组播方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

发送端根据接收端的加入组播组请求，对请求加入组播组的接收端进行认证，如果认证未通过，发送端从签约网络获取所述认证未通过的接收端对应的组信息列表，根据获取的组信息列表对该接收端进行认证，如果认证未通过，则拒绝接收端加入组播组；

发送端将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，并向转发设备发送加入组播组请求；其中，所述转发设备根据来自发送端的加入组播组请求，将该发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对请求加入组播组的接收端进行认证为：

发送端获取接收端的组信息列表；

根据接收端发送的加入组播组请求，查询该接收端对应的组信息列表中，是否包括接收端当前申请加入的组播组，如果包括，则认证通过，否则，认证不通过。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：接收端向签约网络注册组播组，签约网络更新预先存储的所述接收端的组信息列表；

所述发送端获取接收端的组信息列表包括：

接收端向发送端请求进行接入认证；发送端根据所述接收端的请求，向认证服务器发送接入认证请求；认证服务器根据接收到的认证请求向签约网络请求获取该接收端的组信息列表，并将来自签约网络的组信息列表发送给发送端；发送端接收并存储来自认证服务器的所述接收端的组信息列表；

或者，所述发送端获取接收端的组信息列表包括：

所述发送端向所述接收端之前接入过的发送端请求获取该接收端的组信息列表，接收并存储来自所述原属发送端的组信息列表。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述发送端将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中为：

如果没有请求加入的组播组的转发项，则为所述接收端创建该组播组的转发项；

如果已有请求加入的组播组的转发项，则将所述接收端添加到该转发项中；

所述转发设备根据来自发送端的加入组播组请求，将发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中为：

如果没有请求加入的组播组的转发项，则为所述发送端创建该组播组的转发项；

如果已有请求加入的组播组的转发项，则将所述发送端添加到该转发项中。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，转发设备根据来自发送端的加入组播组请求，将该发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中之后，该方法进一步包括：

转发设备逐级向上游转发设备请求加入所述接收端加入的组播组；

如果上游转发设备中没有所述接收端请求加入的组播组的转发项，则该上游转发设备创建该组播组的转发项，并将其下游转发设备添加到该转发项中；

如果上游转发设备中已有所述接收端请求加入的组播组的转发项，则该上游转发设备将其下游转发设备加入到该已有的转发项中。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：上游转发设备接收组播帧，并根据接收到的组播帧所属组播组对应的转发项，逐级发送组播帧。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发送端将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中之后，该方法进一步包括：

发送端根据接收端的退出组播组报告，为该接收端更新或删除接收端退出的组播组对应的转发项，如果删除了所述组播组对应的转发项，则向转发设备发送退出组播组报告；

转发设备根据接收到的退出组播组报告，为该发送端更新或删除接收端退出的组播组对应的转发项，如果删除了所述组播组对应的转发项，则逐级向上游转发设备发送退出组播组报告；

上游转发设备根据接收到的退出组播组报告，为其下游转发设备更新或删除接收端退出的组播组对应的转发项。

8.一种组播系统，其特征在于，所述系统包括：接收端、发送端和转发设备，其中，

所述接收端，用于向发送端发送加入组播组请求，请求加入组播组；

所述发送端，用于根据来自所述接收端的加入组播组请求，对请求加入组播组的接收端进行认证，如果认证未通过，从签约网络获取所述认证未通过的接收端对应的组信息列表，根据获取的组信息列表对该接收端进行认证，如果认证未通过，则拒绝接收端加入组播组；将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，并向转发设备发送加入组播组请求；

所述转发设备，用于根据来自所述发送端的加入组播组请求，将该发送端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：认证服务器，用于根据来自发送端的请求，从所述发送端获取所述接收端的认证信息，并对接收端进行接入认证；在接入认证通过后，从外部签约网络获取所述接收端的组信息列表；向发送端发送所述接收端组信息列表；

所述发送端进一步用于根据来自接收端的接入请求，向认证服务器请求对所述接收端进行接入认证；将来自接收端的认证信息发送给认证服务器；接收并存储来自认证服务器的所述接收端的组信息列表；

所述接收端进一步用于向发送端请求接入；将认证信息提供给发送端；向发送端发送加入组播组请求。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：所述转发设备的上游转发设备；

所述转发设备进一步用于向其上游转发设备请求加入所述接收端加入的组播组；

所述上游转发设备，用于根据来自所述转发设备的请求，将该转发设备添加到其请求加入的组播组对应的转发项中。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述接收端进一步用于向发送端发送退出组播组报告；

所述发送端进一步用于根据接收端的退出组播组报告，为该接收端更新或删除接收端退出的组播组对应的转发项，如果删除了所述组播组对应的转发项，则向所述转发设备发送退出组播组报告；

所述转发设备进一步用于根据接收到的退出组播组报告，为该发送端更新或删除接收端退出的组播组对应的转发项，如果删除了所述组播组对应的转发项，则向其上游转发设备发送退出组播组报告；

所述上游转发设备进一步用于根据接收到的退出组播组报告，为所述转发设备更新或删除接收端退出的组播组对应的转发项。

12.如权利要求8至11中任意一项所述的系统，其特征在于，所述发送端为：具有接入能力的无线网状Mesh网络节点；

所述接收端为：STA；

所述转发设备包括：Mesh网络的节点、具有接入能力的Mesh网络节点、带有出口功能的Mesh网络节点、路由器中的一个或任意组合。

13.一种组播设备，其特征在于，包括：

收发单元，用于接收来自外部的加入组播组请求，并提供给认证单元；接收认证单元提供的认证结果，向转发设备发送加入组播组请求；

认证单元，用于接收收发单元提供的加入组播组请求，对该请求进行认证，如果认证未通过，从签约网络获取所述认证未通过的接收端对应的组信息列表，根据获取的组信息列表对该接收端进行认证，如果认证未通过，则拒绝接收端加入组播组；将认证通过的接收端添加到其请求加入的组播组对应的转发项中，并将认证结果提供给收发单元。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括存储单元，用于存储来自收发单元的组信息列表，并提供给所述认证单元；存储来自认证单元的转发项，并提供给所述收发单元；

所述收发单元进一步用于将从外部获取的组信息列表存储于存储单元中；根据存储单元提供的转发项，发送接收到的组播帧；

所述认证单元进一步用于将添加了接收端的转发项发送到存储单元中。

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