CN101340305B - 一种源特定的组播方法、系统及其接入设备 - Google Patents

Abstract

一种源特定的组播方法，涉及一个或多个业务组播源、支持源特定组播业务的核心网、兼容源特定组播和源无关组播两种业务模式的接入设备，以及至少涉及加入源无关组播模式的源无关用户；包括：核心网用源特定组播方法至少承载一组组播组，并向接入设备通告所有频道信息；接入设备针对源无关用户将每一个频道唯一映射到伪节目集合中的一个元素上，并将伪节目集合中的所有元素封装成伪节目信息通告给源无关用户；源无关用户点击伪节目信息中的节目，由此发送组报告报文给接入设备；接入设备将报告报文的每一个组加入反映射成频道加入，并向核心网发送频道加入的消息。本发明增强了用户控制能力，且有效地降低了源发现过程的复杂程度。

Description

一种源特定的组播方法、系统及其接入设备

技术领域

本发明涉及网络点到多点的组播通信技术，尤其涉及源特定的组播方法、系统及其实现该组播方法的接入设备。

背景技术

组播是指信源将信息发向所有网络节点的某个确定子集的点到多点的通信形式，其应用中主要有三个网元实体：组播路由器、组播源以及组播接收者(用户)。在组播路由器和组播接收者之间运行互联网组管理协议(IGMP，Internet Group Management Protocol)(IPv4)/组播接听者发现(MLD，MulticastListener Discovery)协议(IPv6)，用户运行主机侧协议，路由器运行网络侧协议。组播路由器之间通常运行稀疏模式独立组播协议(PIM-SM，ProtocolIndependent Multicast-Sparse Mode)，维护组播路由状态。

传统的组播方法一般以IGMPv1/v2(MLDv1)协议和PIM-SM协议来实现源无关组播(ASM，Any-Source Multicast)业务。这种传统的组播方法使用组播组来标识一个组播会话，即用(*，G)来标识一个组播会话。对于某个组播组来说，子网中所有路由器按照共同的方法选取唯一的路由器作为汇聚点(RP，Rendezvous Point)，也就是说，组播网络中所有路由器都知道对于某个组播组来说唯一的RP的位置。直连源的路由器收到组播流后向RP注册数据报文，用户端发起一个IGMP/MLD组加入请求后，组播路由器逐跳向RP方向发送PIM的(*，G)加入消息，直到RP收到这样的(*，G)加入消息，这样就建立了从接收端到RP的共享树(RPT，Rendezvous PointTree)，并最终发现源位置，实现组播流转发。由此看来，上述ASM模式组播方法中至少存在复杂的源发现过程的缺点。

源特定组播(SSM，Source Specific Multicast)是一种区别于传统组播的新的业务模型，它使用组播组地址和组播源地址同时来标识一个组播会话，而不是像传统的组播服务那样只使用组播组地址来标识一个组播会话。SSM保留了传统PIM-SM模式中的主机显示加入组播组的高效性，但是跳过了PIM-SM模式中的共享树和RP过程。SSM直接建立由(S，G)标识(该标识也被称为一个频道Channel)的一个组播最短路径树(SPT，Shortest PathTree)，其中，G表示一个特定的IP组播组地址，而S则表示发向组播组G的特定源的IP地址。通常PIM-SSM和IGMPv3/MLDv2配合，实现SSM模式组播。IGMPv3/MLDv2协议在兼容前面版本基础上进一步增强了主机的控制能力，不仅可以指定加入的组播组G，还能明确要求从哪个指定组播源S接收或不接收信息，这也就是指定源组播功能。但目前大量用户还没有升级到这个版本，也就是说，用户端不支持(S，G)加入，只支持(*，G)加入。如果想让还未升级的用户也能加入SSM通道，就需要在边缘路由器上把收到的低版本(IGMPv2/MLDv1)的(*，G)报告报文转化成一个或多个高版本(IGMPv3/MLDv2)的(S，G)报告报文，就相当于收到IGMPv3/MLDv2的报告报文。通常在边缘路由器上配置SSM-MAPPING映射规则，通过查找SSM-MAPPING映射表，将(*，G)加入转化成一个或多个(S，G)加入。

如图1所示，是现有技术中利用SSM-MAPPING，来实现源特定组播方法的一个业务流程图，假定视频点播系统提供两个源服务器即组播源11和组播源12。源无关组播用户15发起IGMPv2的组加入请求(*，G)，边缘路由器14收到的IGMPv2的组加入请求后，查找配置的SSM-MAPPING表，由于之前已经配置组播组G映射到组播源S1，所以边缘路由器14将(*，G)转化成(S1，G)，并向核心网13发送(S1，G)的加入请求(可能采用IGMPv3也可能采用PIM-SSM加入)。最终用户15通过源特定组播的方法接收到来自组播源11的组播服务。

上述现有技术的源特定组播方法中，用户并没有真正发起指定源的组加入请求，而是由边缘路由器的SSM-MAPPING表配置情况决定用户到底加入哪个组播源，所以这种源特定组播方法并没有真正增强用户的控制能力，用户仍然只具有选择加入某个组播组的权限，而不具有选择加入某个特定源的组播组的权限。也就是说，用户仍然只能选择不同的节目，但不能选择同一节目的不同频道。这不符合源特定组播方法的宗旨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种源特定的组播方法、系统及其接入设备，能够增强用户控制能力，且能有效地降低源发现过程的复杂程度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种源特定的组播方法，涉及一个或多个业务组播源、支持源特定组播业务的核心网、兼容源特定组播和源无关组播两种业务模式的接入设备，以及至少涉及加入源无关组播模式的源无关用户；所述方法包括步骤：

A、核心网用源特定组播方法至少承载一组组播组，并向接入设备通告所有频道信息；

B、接入设备针对源无关用户，将每一个频道唯一地映射到伪节目集合中的一个元素上，并将映射所有频道的伪节目集合中的所有元素封装成伪节目信息通告给源无关用户；

C、源无关用户点击伪节目信息中的节目，由此发送组加入报告报文给接入设备；

D、接入设备将报告报文的每一个组加入反映射成频道加入，并向核心网发送频道加入的消息，由此使源无关用户加入源无关组播模式的组播通道。

进一步地，接入设备预先配置接口运行相应的组管理协议版本和伪节目集合，以兼容源无关组播模式；该伪节目集合包括空闲队列和使用队列，其中，空闲队列和使用队列中的每个元素至少包括：组播组地址字段、所在队列属性字段、节目的内容提要信息字段以及映射对应的组播组源地址和组播组地址二元组字段；其中，所在队列属性字段用于标识是空闲队列还是使用队列；二元组字段对于使用队列中元素而言是当前映射，对于空闲队列中元素来说是之前映射。

进一步地，步骤A通告的频道信息中至少包括：承载节目的组播组地址、组播源地址以及节目的内容提要；

步骤B伪节目信息的元素中的组播组地址须为组播服务系统明确不使用的组播组地址。

进一步地，步骤B接入设备进行频道-伪节目映射具体包括步骤：

B-1、若判断频道不在一频道列表中，则在频道列表中添加及保存频道信息，并为频道设置老化时间，继续执行步骤B-2；若判断频道已在频道列表中，则刷新相应的老化时间，继续执行步骤B-2；

B-2、若判断频道在频道列表中还未有被映射的记录，则继续判断：

若空闲队列不为空，取空闲队列的队头元素，并在频道列表的频道中记录伪节目元素的组播组地址，用组播组地址映射频道信息，并将伪节目元素移到使用队列中，以备一并通告给源无关用户；

若所述伪节目集合的所述空闲队列为空，则使用源无关组播方式通告所述源无关用户所述频道的节目信息；

若所述频道在所述频道列表中已有被映射的记录，则取出已记录的伪节目信息，通告给所述源无关用户。

进一步地，接入设备在频道的老化时间到期时，将对应的伪节目信息从使用队列释放到空闲队列的队尾，供其它频道映射使用，并通知用户节目过期而停止服务。

进一步地，步骤D接入设备收到上述报告报文后，确认是源无关用户点播节目，则进行伪节目-频道反映射，具体包括步骤：

D-1、使用伪节目组播组地址查找使用队列；

D-2、若查找成功，则获取与伪节目组播组地址相应的频道信息，转换成源特定加入状态；若查找失败，则继续执行步骤D-3；

D-3、若判断空闲队列为空，则保持源无关加入状态；若判断空闲队列不为空，则继续执行步骤D-4；

D-4、使用伪节目组播组地址查找空闲队列，若查找成功，通知源无关用户该节目停止服务的信息，并丢弃组播组加入信息；否则，丢弃所述组播组加入信息。

进一步地，步骤D接入设备向核心网发送频道加入的消息，包括：

若频道加入的消息是include(S，G)，则按照源特定模式的组播方法，向核心网发送稀疏模式独立组播PIM的(S，G)加入消息；

若加入的消息是exclude(S，G)，则按照源无关的组播方法，先向核心网的G对应的RP方向发送PIM的(*，G)加入消息，再向RP方向发送(S，G)rpt剪枝消息；

若加入的消息是(*，G)，则按照源无关模式的组播方法，向核心网发送PIM的(*，G)加入消息；

S为组播源地址，G为组播组地址。

进一步地，所述方法在步骤D后还包括步骤：

E、核心网根据频道加入的消息中组播源地址从相应的组播源复制组播数据流给接入设备，由接入设备根据形成的组播路由表并依据最大长度匹配原则将组播数据流转发给所述源无关用户，即首先根据组播数据包的源地址和组播组地址匹配(S，G)进行转发，否则根据组播组地址匹配(*，G)进行转发。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于上述源特定组播方法的接入设备，包括频道信息处理单元，组播协议报文处理单元以及组播数据报文转发单元，其中：

频道信息处理单元，用于在收到核心网通告的频道信息后，将接收的频道信息记录到频道列表，并将频道信息映射成伪节目信息通告给源无关用户；

组播协议报文处理单元，用于配置运行组管理协议版本和伪节目集合命令的接口，接收来自用户的组加入请求，维护组播组成员关系，并与核心网相邻组播路由器进行通讯，维护组播路由关系；当收到源无关用户发送的组加入报告报文后，将组加入消息反映射成频道加入信息发送给核心网；

组播数据报文转发单元，用于在收到核心网根据组加入消息复制的相应组播数据流后，根据形成的组播路由表向源无关用户进行数据转发。

进一步地，核心网通告的频道信息至少包括：承载节目的组播组地址，组播源地址，频道的老化时间定时器以及节目提要信息。

进一步地，频道信息处理单元包括依次连接的频道信息接收处理模块、频道信息转换处理模块以及频道-节目信息下发模块，其中：

频道信息接收处理模块，与频道信息转换处理模块连接，用于对接收的频道信息进行处理：

若判断该频道不在一频道列表中，则在频道列表中添加及保存频道信息，为频道设置老化时间；如果频道在频道列表中还未记录被映射，则指示频道信息转换处理模块进行频道-伪节目信息转换处理；

若判断频道已在频道列表中，则刷新频道的老化时间；如果频道在频道列表中已记录被映射到一个伪节目，则将取出的伪节目元素的组播组地址，作为伪节目信息指示频道-节目信息下发模块下发；

频道信息转换处理模块，与频道-节目信息下发模块连接，用于根据频道信息接收处理模块的指示，进行频道-伪节目信息转换处理：

若判断伪节目集合的空闲队列不为空，取空闲队列的队头元素，并在频道列表的频道中记录伪节目元素的组播组地址，用组播组地址映射频道信息，并将伪节目元素移到伪节目集合的使用队列中，然后指示频道-节目信息下发模块采用伪节目信息通告源无关用户关于频道的节目信息；

若判断空闲队列为空，则指示频道节目信息下发模块使用源无关组播方式进行通告；频道-节目信息下发模块，用于根据频道信息转换处理模块的指示，从使用队列中取出伪节目信息通告给源无关用户关于频道的节目信息；或者，根据频道信息接收处理模块的指示通过伪节目信息下发所述源无关用户关于频道的节目信息；或者，根据所述频道信息接收处理模块的指示，使用源无关组播方式模式通告所述源用户所述频道的节目信息。

进一步地，频道信息转换处理模块在频道的老化时间到期时，将对应的伪节目信息从使用队列释放到空闲队列的队尾，供其它频道映射使用，并通过频道-节目信息下发模块通知用户节目过期而停止服务。

进一步地，所述空闲队列和所述使用队列中的每个元素包括以下信息：组播组地址字段；所在队列属性字段，用于标识是空闲队列还是使用队列；映射对应的组播组源和组播组地址二元组字段，即对于使用队列中元素是当前映射，对于空闲队列中元素是之前映射。

进一步地，组播协议报文处理单元包括相互连接的组管理协议处理模块和组播路由协议处理模块，其中：

组管理协议处理模块，用于提供接口上配置组管理协议运行版本和伪节目集合命令，接收来自用户的组加入请求，维护组播组成员关系，并将该组成员关系通告给组播路由协议模块；当收到源无关用户发送的组加入报告报文后，将该报告报文中的伪节目信息反映射成频道信息：即采用伪节目元素的组播组地址查找所述伪节目集合的使用队列，若查找成功，则获取与伪节目组播组地址相应的频道信息，转换成的源特定加入状态；若查找失败，则继续判断若空闲队列为空，则保持源无关加入状态；若空闲队列不为空，则使用伪节目组播组地址查找空闲队列，若查找成功，则组播路由协议模块通知源无关用户该节目停止服务的信息，并丢弃组播组加入信息；否则，丢弃组播组加入信息；

组播路由协议模块，用于与核心网相邻组播路由器进行通讯，维护组播路由关系，接收来自组管理协议处理模块的频道加入消息，向核心网发送频道加入报文，从而实现从核心网中引流。

进一步地，组播路由协议模块收到的频道加入消息是include(S，G)，则按照源特定模式的组播方法，向核心网发送稀疏模式独立组播PIM的(S，G)加入消息；若加入消息是exclude(S，G)，则按照源无关的组播方法，先向核心网的G对应的RP方向发送PIM的(*，G)加入消息，再向RP方向发送(S，G)rpt剪枝消息；若加入消息是(*，G)，则按照源无关模式的组播方法，向核心网发送PIM的(*，G)加入消息。

进一步地，所述组播数据报文转发单元包括依次连接的网络侧接口、组播数据流转发模块以及用户侧接口，其中：组播数据流转发模块通过网络侧接口接收核心网复制的相应组播数据流，并依据最大长度匹配原则进行数据转发，即首先根据组播数据包的源地址和组地址匹配(S，G)通过用户侧接口进行转发，如果二者不能匹配，再根据组地址匹配(*，G)通过用户侧接口进行转发。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种源特定组播系统，包括：一或多个作为业务组播源的服务器、支持源特定组播业务的核心网、兼容源特定组播和源无关组播两种业务模式的接入设备以及能够加入源无关组播和加入源特定组播两种模式的用户；其中：

核心网，用于通过源特定组播模式至少承载一组组播组，并将所有的频道信息通告给接入设备，在收到接入设备发送的频道加入消息后，根据消息中组播源地址从相应的组播源复制组播流给接入设备；

接入设备，用于在收到核心网下发的频道信息后，将每个频道唯一地映射到伪节目集合中的一个元素上，并封装成伪节目信息通告给源无关用户；当收到源无关用户的组加入报告报文后，将每个组加入反映射成频道加入，并向核心网发送频道加入的信息；当收到核心网复制的组播流后将其转发给源无关用户；

源无关组播用户在收到接入设备通告的伪节目信息后，点击信息中的节目，由此发送组加入报告报文给接入设备；在收到接入设备复制的组播流后享用该组播流服务。

进一步地，所述通告的信息中至少包括：承载节目的组播组地址、组播源地址以及节目的内容提要。

本发明的源特定组播方法、系统和接入设备，与现有技术相比，不仅可以兼容对源特定组播用户和源无关组播用户模式的支持，还可以增强源无关用户指定源的控制能力，让上述两种模式的组播用户都能享受到名符其实的源指定组播的服务。

附图说明

图1是现有技术的源特定组播方法中一种业务流程图；

图2是本发明提供的源特定组播系统一实施例的网络结构图；

图3是本发明提供的用于源特定组播方法或系统的接入设备的结构框图；

图4是本发明提供的源特定组播方法一实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的源特定组播方法，涉及源特定组播系统中的：一或多个作为业务组播源的服务器、支持源特定组播业务的核心网、兼容源特定组播和源无关组播两种业务模式的接入设备以及能够加入源无关组播和加入源特定组播两种模式的用户；首先在核心网利用源特定组播至少承载一组组播组，并通过必要的途径通告接入设备所有频道的信息，通告的信息中至少应该包括：承载节目的组播组地址、源服务器地址以及节目的内容提要。接入设备将核心网下发的频道信息透传给源特定组播用户，源特定用户点播频道，加入SSM模式组播通道。或者，接入设备将核心网下发的频道信息转换成伪节目信息通告给源无关用户，源无关用户点播该信息中的伪节目，接入设备收到用户的点播信息后，再将点播的伪节目转换成频道，由此使源无关用户加入SSM模式组播通道。

本发明的源特定组播方法可以应用于基于宽带网络的相关业务，如IPTV、视频点播、视频会议、网络直播以及网络教学等。下面结合附图实施例并以视频点播业务为应用实例，对本发明的上述技术方案进行详细描述。

如图2所示，在作为源特定组播系统的本实施例中，视频点播系统提供两个组播源服务器21和22，核心网23通过运行PIM-SSM协议支持源特定组播，接入设备24通过运行PIM-SSM协议和IGMPv2/v3网络侧协议，能够兼容源特定组播和源无关组播两种模式的用户。用户25运行IGMPv2主机侧协议，能够加入源无关组播业务，用户26运行IMGPv3协议，能够加入源特定组播业务。其中：

核心网23用于通过源特定组播模式至少承载一组组播组，并通过必要的途径将所有频道的信息，即所有(S，G)信息通告给接入设备24，在收到发自接入设备24的频道加入信息后，根据组播源地址S从相应的组播源复制对应的组播流给接入设备24。

接入设备24用于预先配置接口运行组管理协议版本2和伪节目集合。当接收到来自核心网下发的频道信息后，利用频道映射算法将一个频道唯一地映射到伪节目集合中的一个元素上，并封装成伪节目信息通告给源无关用户25；当收到来自用户25的组报告报文后，利用频道反映射算法将一个组加入反映射成频道加入，并向核心网23发送该频道加入的信息(S，G)；当收到核心网23为用户25复制的组播流后将该组播流复制给用户25。

源无关组播用户25在收到来自接入设备通告的伪节目信息后，点击该信息中的节目，由此发送组报告报文给接入设备24；在收到接入设备24复制的组播流后享用该组播流服务。

当然，接入设备24还用于将核心网23下发的频道信息透传给源特定组播用户26，由源特定用户26点播频道，由此加入SSM模式组播通道。

本发明要解决的另一技术问题在于，提供一种能够兼容源无关组播和源特定组播两种业务模式的用户且能增强源无关用户控制能力的接入设备24，如图3所示即为该接入设备的一实施例的结构框图。该接入设备24包括频道信息处理平面241，组播协议报文处理平面242以及组播数据报文转发平面243，其中：

频道信息处理平面241，用于在收到核心网23通告的频道信息后，将接收的频道信息记录到频道列表，该频道列表记录的频道信息包括：组播组，组播源，频道的老化时间定时器以及节目提要信息等；然后，将频道信息映射成伪节目信息通告给源无关用户25。

频道信息处理平面241包括依次连接的频道信息接收处理模块2411、频道信息转换处理模块2412以及频道/节目信息下发模块2413，其中：

频道信息接收处理模块2411，与频道信息转换处理模块2412连接，用于对接收的频道信息处理，假设接收到一条频道信息为(S，G1)，S为频道的源地址，G1为频道的组播组地址；如果判断该频道不在频道列表中，则在频道列表中添加该频道信息(S，G1)，设置老化时间定时器，并保存组播组，组播源，节目提要信息等；如果判断该频道已在频道列表中，则刷新频道的老化时间定时器；如果该频道在频道列表中已记录被映射到某个伪节目(*，G2)，则取出该伪节目组播组地址(G2)通告源无关用户25关于频道的节目信息；如果该频道在频道列表中还未记录被映射，则指示频道信息转换处理模块2412进行频道-伪节目信息转换处理。

频道信息转换处理模块2412，与频道/节目信息下发模块2413连接，用于根据频道信息接收处理模块2411的指示，进行频道-伪节目信息转换处理，处理的结果是用伪节目(*，G2)指示频道节目信息下发模块2413通告源无关用户25关于频道(S，G1)的节目信息；或是当伪节目容量不足供映射时使用(*，G1)指示频道节目信息下发模块2413通告源无关用户25关于频道(S，G1)的节目信息。如果频道老化时间到期时，频道信息转换处理模块2412要将对应的伪节目信息从使用队列释放到空闲队列的队尾，供其它频道映射使用，并要通知用户节目过期而停止服务。

频道/节目信息下发模块2413，用于根据频道信息转换处理模块2412指示通告源无关用户25关于频道(S，G1)的节目信息。

组播协议报文处理平面242，用于配置运行组管理协议版本和伪节目集合命令的接口，接收来自用户的组加入请求，维护组播组成员关系，并与核心网相邻组播路由器进行通讯，维护组播路由关系；当收到源无关用户25发送组加入报告报文后，将组加入信息反映射成频道信息发送给核心网23。

组播协议报文处理平面242包括：命令配置模块2421、组管理协议处理模块2422、组播路由协议处理模块2423、频道映射算法模块2424、伪节目集合模块2425以及频道反映射算法模块2426，其中：

命令配置模块2421，分别与组管理协议处理模块2422和伪节目集合模块2425连接，提供接口上配置组管理协议运行版本和伪节目集合等命令。

其中，接口上配置组管理协议运行版本可为2或3，若配置的运行版本为2，组管理协议只处理源无关组播组报告报文(IGMPv2版本报告报文)；若配置的运行版本为3，组管理协议只处理源特定组播组报告报文(IGMPv3版本报告报文)。

组管理协议处理模块2422，分别与组播路由协议处理模块2423和频道反映射算法模块2426连接，用于接收来自用户的组加入请求，维护组播组成员关系，并将该组成员关系通告给组播路由协议模块2423；当收到源无关用户25发送的组地址为G2的IGMPv2报告报文后，调用频道反映射算法模块2426，将伪节目信息G2反映射成频道信息，并向组播路由协议处理模块2423通告本地用户组加入消息。

这里的加入消息是include(S，G)，表示用户想要加入用(S，G)标识的频道；与之对应的还有exclude(S，G)加入，表示用户想要加入除了用(S，G)标识的频道外的所有频道，源特定用户支持这种加入方式；或者是(*，G)，表示传统的源无关组播的组播组加入方式。当伪节目集合容量不够的情况下，为了保证源无关用户还能接收组播视频点播服务，保留源无关的组播方法。

组播路由协议模块2423，用于与核心网相邻组播路由器进行通讯，维护组播路由关系，接收来自组管理协议处理模块关系组成员关系的通告，并由此向核心网发送加入/剪枝报文，从而实现从核心网中引流。

组播路由协议模块2423若收到include(S，G)加入通告消息，按照源特定模式的组播方法，向核心网23发送PIM的(S，G)加入消息；若收到(*，G)加入通告，按照源无关模式的组播方法，向核心网23发送PIM的(*，G)加入消息；若收到exclude(S，G)加入通告，按照源无关模式的组播方法，先向核心网23的G对应的RP方向发送PIM的(*，G)加入消息，再向上述RP方向发送(S，G)rpt剪枝消息。

频道映射算法模块2424，分别与频道信息处理平面241的频道信息转换处理模块2412和伪节目集合模块2425连接，用于提供频道向伪节目映射的算法处理：如果判断伪节目集合2425的空闲队列不为空，取空闲队列的队头元素(假设队头元素的组播组地址为G2)，并在频道列表的(S，G1)频道中记录该伪节目的组播组地址(G2)，该伪节目记录映射的频道信息(S，G1)，并将该伪节目的组播组地址(G2)移到节目集合2425的使用队列中，即指示频道信息转换处理模块2412使用该使用队列中的伪节目(*，G2)通告源无关用户25关于频道(S，G1)的节目信息；如果判断空闲队列为空，则指示频道信息转换处理模块2412使用(*，G1)通告源无关用户25关于频道(S，G1)的节目信息。这是由于当频道数量超过伪节目容量时，源无关用户依然只能通过源无关组播方式加入视频点播服务。

伪节目集合模块2425，分为空闲队列和使用队列，集合中的每个元素包括以下信息：组播组地址字段，用于标识是空闲队列还是使用队列的所在队列属性字段，映射对应的组播组源和组播组地址二元组字段，即对于使用队列中元素而言是当前映射，对于空闲队列中元素来说是之前映射。

频道反映射算法模块2426，与伪节目集合模块2425连接，用于提供伪节目向频道反映射的算法处理：使用组地址G2查找伪节目集合的使用队列；如果查找成功获取反映射的频道(S，G1)，转换成(S，G1)加入状态；如果查找失败：若伪节目集合的空闲队列为空，则保持(*，G1)加入状态；若空闲队列不为空，则继续使用组地址G2查找空闲队列：若查找成功，通知源无关用户该节目停止服务的信息，并丢弃组播组加入信息；若查找失败，则丢弃该组播组加入信息。

上述频道映射算法模块2424和频道反映射算法模块2426实现将真正的频道(S，Gn)和伪节目集合中某个元素(*，Gm)一一对应起来。

组播数据报文转发平面243，用于在收到核心网23根据组加入消息复制的相应组播数据流后，根据形成的组播路由表，按照最大程度匹配原则，向源无关用户进行数据转发。

组播数据报文转发平面243包括依次连接的网络侧接口2431、组播数据流转发模块2432以及用户侧接口2433，其中：

网络侧接口2431用于组播数据流转发模块2432接收核心网23复制的相应组播数据流；

组播数据流转发模块2432，用于依据最大长度匹配原则进行数据转发，即首先根据组播数据包的源地址和组地址匹配(S，G)进行转发，如果二者不能匹配，再根据组地址匹配(*，G)进行转发；

用户侧接口2433，用于组播数据流转发模块2432向用户转发组播数据流。

以上例举的用于本发明源特定组播方法及系统的接入设备的实施例24，仅仅用于解释本发明，而非用于限制本发明。本领域技术人员都知道，在此基础上可进行各种结构或模块名称的变形或润饰，譬如，命令配置模块2421可以内嵌在组管理协议处理模块2422中；又譬如，频道映射算法模块2424可以归为频道信息处理平面241中；或将上述平面称为单元，等等。任何基于本发明上述实施例所做的变形或润饰均应处于本发明所要求保护的范围内。

本发明的源特定组播方法的流程如图4所示，该流程包括如下步骤：

310：核心网利用源特定组播方法至少承载一组组播组，并通过必要途径(譬如应用软件、消息等)通告接入设备所有频道的信息，即所有(S，G)信息；

通告信息中至少应包括：承载节目的组播组地址(G)、源服务器地址(S)以及节目的内容提要。

例如，核心网通告接入设备关于某节目的频道信息{S，G1，节目提要信息等}，其中S是组播源地址(假设S为10.10.10.1)，G1是组播组地址(假设G1为225.1.1.1)。

320：接入设备接收到来自核心网下发的频道信息后，利用频道映射算法将一个频道唯一地映射到伪节目集合中的一个元素(如一个虚拟的组播组地址G)上，并封装成伪节目信息通告给源无关用户；

接入设备为能够兼容源无关组播模式的用户，需预先配置接口运行组管理协议版本2和伪节目集合。

伪节目信息包括组播组地址和节目提要信息等，但不包括组播源地址。例如，接入设备将频道信息{S，G1，节目提要信息等}转换成伪节目信息{G2，节目提要信息等}，G2(假设G2为238.1.1.1)是伪节目组播组地址，且不同于G1(225.1.1.1)，接入设备再将伪节目信息{238.1.1.1，节目提要信息等}下发给源无关用户，而不是给该源无关用户下发原本频道信息{10.10.10.1，225.1.1.1，节目提要信息等}。如果核心网下发伪节目集合中的组播组地址的频道信息，这样的频道信息是要被接入设备过滤掉的。所以，配置伪节目集合时应该选择组播服务系统明确不使用的组地址。也就是说，如果被选择作为伪节目集合的组播组地址，将不能正常承载组播业务。

简单地说，上述频道映射成伪节目就是将(S，G1)映射到(*，G2)的过程，具体包括步骤：

接入设备如果判断该频道不在频道列表中，则在频道列表中添加该频道信息，设置老化时间定时器，并保存组播组，组播源，节目提要信息等；如果判断该频道已在频道列表中，则刷新频道的老化时间定时器；如果该频道在频道列表中已记录被映射到某个伪节目，则取已记录的伪节目信息，直接通告(不必调用频道映射算法)源无关用户；如果该频道在频道列表中还未记录被映射，则：

调用频道映射算法进行信息映射，如果判断伪节目集合的空闲队列不为空，取空闲队列的队头元素(假设队头元素的组播组地址为G2)，并在频道列表的(S，G1)频道中记录该伪节目的组播组地址(G2)，用该伪节目记录映射的频道信息(S，G1)，并将伪节目(*，G2)移到节目集合的使用队列中；如果判断空闲队列为空，则使用(*，G1)通告源无关用户关于频道(S，G1)的节目信息。这是因为伪节目集合容量有限，当频道数量超过伪节目容量时，就没有空闲的伪节目供映射使用，本发明的源特定组播方法也就无法使用，源无关用户依然只能通过源无关组播方式加入视频点播服务。

如果上述频道老化时间到期时，要将对应的伪节目信息从使用队列释放到空闲队列的队尾，供其它频道映射使用，并要通知用户节目过期，停止服务。

上述每次都从空闲队列的队头取元素，而释放到空闲队列的队尾，是因为从核心网通知频道老化到源无关用户感知对应伪节目停止服务的过程有一定的延时，如果在这一延时的过程中，刚刚释放到空闲队列中的伪节目元素又被映射成其它频道，而恰好这时还没感知到这一变化的源无关用户发起该节目的点播服务，接入设备将收到的伪节目加入信息反映射成新的频道，并向核心网发起该新频道的加入信息，导致先前的源无关用户接收到的是新映射频道的内容，而不是他本想收看的节目。如果每次伪节目用完释放回空闲队列的队尾，而使用时从空闲队列的队头取元素，尽可能加大伪节目从一次使用到下次使用的时间间隔，就可以有效避免上述问题。

330：源无关用户收到来自接入设备通告的伪节目信息后，点击该信息中的节目，由此发送组报告报文给接入设备；

譬如，当源无关用户加入视频点播服务点播某档节目时，由此向接入设备发送组地址为G2(假设G2为238.1.1.1)的IGMPv2报告报文。

340：接入设备收到该组报告报文后，利用频道反映射算法将一个组加入反映射成频道加入，并向核心网发送该频道加入的信息，即(S，G)；

接入设备收到上述报告报文后，检查发现是源无关用户点播节目，则调用频道反映射算法，按以下步骤处理：

使用组地址238.1.1.1查找伪节目集合的使用队列；如果查找使用队列成功，获取反映射的频道(S，G1)，转换成(S，G1)加入状态；否则，查找失败：

如果此时伪节目集合的空闲队列为空，则保持(*，G1)加入状态；如果空闲队列不为空，则继续使用组地址238.1.1.1查找空闲队列：

如果查找空闲队列成功，通知源无关用户该节目停止服务的信息，并丢弃组播组加入信息；否则，查找失败，则丢弃该组播组加入信息。

完成上述伪节目到频道的反映射后，接入设备向核心网发送PIM的组加入消息。

若加入消息是include(S，G)，按照源特定模式的组播方法，向核心网23发送PIM的(S，G)加入消息；若收到(*，G)加入通告，按照源无关模式的组播方法，向核心网23发送PIM的(*，G)加入消息；若收到exclude(S，G)加入通告，按照源无关模式的组播方法，先向核心网23的G对应的RP方向发送PIM的(*，G)加入消息，再向上述RP方向发送(S，G)rpt剪枝消息。

350：核心网接收到发自接入设备的频道加入信息后，根据组播源地址S从相应的组播源服务器复制对应的组播数据流给接入设备；

360：接入设备复制组播数据流给源无关用户，结束流程。

接入设备接收到核心网复制的组播数据流后，依据最大长度匹配原则进行组播流数据转发，即首先根据组播数据包的源地址和组地址匹配(S，G)进行转发，如不能匹配，再根据组地址匹配(*，G)进行转发。

最终，源无关用户通过源特定组播方法，接收到组播流，收看点播的视频节目。

当然，在步骤320接入设备还可以将核心网下发的频道信息直接传给源特定组播用户，由源特定用户26点播该信息中的频道，从而加入SSM模式组播通道。

本发明的源特定组播方法、系统及其接入设备，不仅能够兼容源特定组播用户和源无关组播用户，还能够增强源无关用户指定源的控制能力，让上述两种模式的组播用户都能享受到真正的源指定组播的服务。

以上所述仅为本发明通常的实施案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所披露的技术范围内，可轻易想到的变化，替换或扩展，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种源特定的组播方法，涉及一个或多个业务组播源、支持源特定组播业务的核心网、兼容源特定组播和源无关组播两种业务模式的接入设备，以及至少涉及加入源无关组播模式的源无关用户；所述方法包括步骤：

A、所述核心网用源特定组播方法至少承载一组组播组，并向所述接入设备通告所有频道信息；

B、所述接入设备针对所述源无关用户，将每一个频道唯一地映射到伪节目集合中的一个元素上，并将映射所有频道的伪节目集合中的所有元素封装成伪节目信息通告给所述源无关用户；

C、所述源无关用户点击所述伪节目信息中的节目，由此发送组加入报告报文给所述接入设备；

D、所述接入设备将所述报告报文的每一个组加入反映射成频道加入，并向所述核心网发送所述频道加入的消息，由此使所述源无关用户加入所述源无关组播模式的组播通道。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入设备预先配置接口运行相应的组管理协议版本和所述伪节目集合，以兼容所述源无关组播模式；所述伪节目集合包括空闲队列和使用队列，其中，所述空闲队列和所述使用队列中的每个元素至少包括：组播组地址字段、所在队列属性字段、节目的内容提要信息字段以及映射对应的组播组源地址和组播组地址二元组字段；其中，所述所在队列属性字段用于标识是所述空闲队列还是所述使用队列；所述二元组字段对于使用队列中元素而言是当前映射，对于空闲队列中元素来说是之前映射。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，

步骤A通告的所述频道信息中至少包括：承载节目的组播组地址、组播源地址以及节目的内容提要；

步骤B所述伪节目信息的所述元素中的所述组播组地址须为组播服务系统明确不使用的组播组地址。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B所述接入设备进行频道-伪节目映射具体包括步骤：

B-1、若判断所述频道不在一频道列表中，则在所述频道列表中添加及保存所述频道信息，并为所述频道设置老化时间，继续执行步骤B-2；若判断所述频道已在所述频道列表中，则刷新相应的老化时间，然后继续执行步骤B-2；

B-2、若判断所述频道在所述频道列表中还未有被映射的记录，则继续判断：

若所述空闲队列不为空，取所述空闲队列的队头元素，并在所述频道列表的所述频道中记录伪节目元素的所述组播组地址，用所述组播组地址映射所述频道信息，并将所述伪节目元素移到所述使用队列中，以备一并通告给所述源无关用户；

若所述空闲队列为空，则使用源无关组播方式通告所述源无关用户所述频道的节目信息；

若所述频道在所述频道列表中已有被映射的记录，则取出已记录的伪节目信息，通告给所述源无关用户。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接入设备在所述频道的老化时间到期时，将对应的伪节目信息从所述使用队列释放到所述空闲队列的队尾，供其它频道映射使用，并通知用户节目过期而停止服务。

6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤D所述接入设备收到上述报告报文后，确认是所述源无关用户点播节目，则进行伪节目-频道反映射，具体包括步骤：

D-1、使用所述伪节目组播组地址查找使用队列；

D-2、若查找成功，则获取与所述伪节目组播组地址相应的频道信息，转换成源特定加入状态；若查找失败，则继续执行步骤D-3；

D-3、若判断所述空闲队列为空，则保持源无关加入状态；若判断所述空闲队列不为空，则继续执行步骤D-4；

D-4、使用所述伪节目组播组地址查找空闲队列，若查找成功，通知源无关用户该节目停止服务的信息，并丢弃组播组加入信息；否则，丢弃所述组播组加入信息。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤D所述接入设备向所述核心网发送所述频道加入的消息，包括：

若所述频道加入的消息是include(S，G)，则按照源特定模式的组播方法，向核心网发送稀疏模式独立组播PIM的(S，G)加入消息；

若所述加入的消息是exclude(S，G)，则按照源无关的组播方法，先向核心网的G对应的RP方向发送所述PIM的(*，G)加入消息，再向上述RP方向发送(S，G)rpt剪枝消息；

若所述加入的消息是(*，G)，则按照源无关模式的组播方法，向核心网发送所述PIM的(*，G)加入消息；

所述S为组播源地址，G为组播组地址。

8.按照权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤D后还包括步骤：

E、所述核心网根据所述频道加入的消息中组播源地址从相应的组播源复制组播数据流给所述接入设备，由所述接入设备根据形成的组播路由表并依据最大长度匹配原则将所述组播数据流转发给所述源无关用户，即首先根据组播数据包的源地址和组播组地址匹配(S，G)进行所述转发，否则根据组播组地址匹配(*，G)进行所述转发。

9.一种适用于如权利要求1所述源特定组播方法的接入设备，其特征在于，所述接入设备包括频道信息处理单元，组播协议报文处理单元以及组播数据报文转发单元，其中：

所述频道信息处理单元，用于在收到核心网通告的频道信息后，将接收的频道信息记录到频道列表，并将频道信息映射成伪节目信息通告给源无关用户；

所述组播协议报文处理单元，用于配置运行组管理协议版本和伪节目集合命令的接口，接收来自用户的组加入请求，维护组播组成员关系，并与核心网相邻组播路由器进行通讯，维护组播路由关系；当收到源无关用户发送的组加入报告报文后，将组加入消息反映射成频道加入信息发送给所述核心网；

所述组播数据报文转发单元，用于在收到所述核心网根据组加入消息复制的相应组播数据流后，根据形成的组播路由表向源无关用户进行数据转发。

10.按照权利要求9所述的设备，其特征在于，所述核心网通告的频道信息至少包括：承载节目的组播组地址，组播源地址，频道的老化时间定时器以及节目提要信息。

11.按照权利要求10所述的设备，其特征在于，所述频道信息处理单元包括依次连接的频道信息接收处理模块、频道信息转换处理模块以及频道-节目信息下发模块，其中：

所述频道信息接收处理模块，与频道信息转换处理模块连接，用于对接收的频道信息进行处理：

若判断该频道不在一频道列表中，则在所述频道列表中添加及保存所述频道信息，为所述频道设置老化时间；如果所述频道在频道列表中还未记录被映射，则指示所述频道信息转换处理模块进行频道-伪节目信息转换处理；

若判断所述频道已在频道列表中，则刷新所述频道的老化时间；如果所述频道在所述频道列表中已记录被映射到一个伪节目，则将取出的所述伪节目元素的组播组地址，作为伪节目信息指示所述频道-节目信息下发模块下发；

所述频道信息转换处理模块，与所述频道-节目信息下发模块连接，用于根据所述频道信息接收处理模块的指示，进行频道-伪节目信息转换处理：

若判断伪节目集合的空闲队列不为空，取空闲队列的队头元素，并在所述频道列表的所述频道中记录所述伪节目元素的组播组地址，用所述组播组地址映射频道信息，并将所述伪节目元素移到所述伪节目集合的使用队列中，然后指示所述频道-节目信息下发模块采用伪节目信息通告所述源无关用户关于频道的节目信息；

若判断所述空闲队列为空，则指示所述频道-节目信息下发模块使用源无关组播方式进行所述通告；

所述频道-节目信息下发模块，用于根据所述频道信息转换处理模块的指示，从所述使用队列中取出伪节目信息通告给所述源无关用户关于频道的节目信息；或者，根据所述频道信息接收处理模块的指示通过所述伪节目信息下发所述源无关用户关于频道的节目信息；或者，根据所述频道信息接收处理模块的指示，使用源无关组播方式模式通告所述源用户所述频道的节目信息。

12.按照权利要求11所述的设备，其特征在于，所述频道信息转换处理模块在所述频道的老化时间到期时，将对应的伪节目信息从所述使用队列释放到所述空闲队列的队尾，供其它频道映射使用，并通过所述频道-节目信息下发模块通知用户节目过期而停止服务。

13.按照权利要求11所述的设备，其特征在于，所述空闲队列和所述使用队列中的每个元素包括以下信息：组播组地址字段；所在队列属性字段，用于标识是所述空闲队列还是所述使用队列；映射对应的组播组源和组播组地址二元组字段，即对于所述使用队列中元素是当前映射，对于所述空闲队列中元素是之前映射。

14.按照权利要求13所述的设备，其特征在于，所述组播协议报文处理单元包括相互连接的组管理协议处理模块和组播路由协议处理模块，其中：

所述组管理协议处理模块，用于提供接口上配置组管理协议运行版本和伪节目集合命令，接收来自用户的组加入请求，维护组播组成员关系，并将该组成员关系通告给所述组播路由协议模块；当收到所述源无关用户发送的组加入报告报文后，将所述报告报文中的伪节目信息反映射成频道信息：即采用所述伪节目元素的组播组地址查找所述伪节目集合的使用队列，若查找成功，则获取与所述伪节目组播组地址相应的频道信息，转换成的源特定加入状态；若查找失败，则继续判断若所述空闲队列为空，则保持源无关加入状态；若所述空闲队列不为空，则使用所述伪节目组播组地址查找所述空闲队列，若查找成功，则所述组播路由协议模块通知所述源无关用户该节目停止服务的信息，并丢弃组播组加入信息；否则，丢弃所述组播组加入信息；

所述组播路由协议模块，用于与核心网相邻组播路由器进行通讯，维护组播路由关系，接收来自所述组管理协议处理模块的频道加入消息，向所述核心网发送频道加入报文，从而实现从核心网中引流。

15.按照权利要求14所述的设备，其特征在于，所述组播路由协议模块收到的所述频道加入消息是include(S，G)，则按照源特定模式的组播方法，向所述核心网发送稀疏模式独立组播PIM的(S，G)加入消息；若加入消息是exclude(S，G)，则按照源无关的组播方法，先向核心网的G对应的RP方向发送所述PIM的(*，G)加入消息，再向所述RP方向发送(S，G)rpt剪枝消息；若加入消息是(*，G)，则按照源无关模式的组播方法，向核心网发送所述PIM的(*，G)加入消息；所述S为组播源地址，G为组播组地址。

16.按照权利要求15所述的设备，其特征在于，所述所述组播数据报文转发单元包括依次连接的网络侧接口、组播数据流转发模块以及用户侧接口，其中：所述组播数据流转发模块通过所述网络侧接口接收所述核心网复制的相应组播数据流，并依据最大长度匹配原则进行所述数据转发，即首先根据组播数据包的源地址和组地址匹配(S，G)通过所述用户侧接口进行所述转发，如果二者不能匹配，再根据组地址匹配(*，G)通过所述用户侧接口进行所述转发。

17.一种源特定组播系统，其特征在于，所述系统包括：一或多个作为业务组播源的服务器、支持源特定组播业务的核心网、兼容源特定组播和源无关组播两种业务模式的接入设备以及能够加入源无关组播和加入源特定组播两种模式的用户；其中：

所述核心网，用于通过源特定组播模式至少承载一组组播组，并将所有的频道信息通告给所述接入设备，在收到所述接入设备发送的频道加入消息后，根据所述消息中组播源地址从相应的组播源复制组播流给所述接入设备；

所述接入设备，用于在收到所述核心网下发的所述频道信息后，将每个频道唯一地映射到伪节目集合中的一个元素上，并封装成伪节目信息通告给所述源无关用户；当收到所述源无关用户的组加入报告报文后，将每个组加入反映射成频道加入，并向所述核心网发送所述频道加入的信息；当收到所述核心网复制的所述组播流后将其转发给所述源无关用户；

所述源无关组播用户在收到所述接入设备通告的伪节目信息后，点击所述信息中的节目，由此发送组加入报告报文给所述接入设备；在收到接入设备复制的组播流后享用该组播流服务。

18.按照权利要求17所述的系统，其特征在于，所述通告的信息中至少包括：承载节目的组播组地址、组播源地址以及节目的内容提要。

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