CN101399820A

CN101399820A - 一种吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法

Info

Publication number: CN101399820A
Application number: CNA2007101546910A
Authority: CN
Inventors: 胡福军
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-04-01

Abstract

本发明公开了一种吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，步骤包括：识别进入系统的数据包的协议类型；将识别出来的协议消息发送到CPU上进行处理，所述CPU根据收到的所述协议消息形成控制关系表；当收到组播数据流时，所述系统中的设备根据形成的控制关系表转发组播包到相应的端口。由于结合IGMP协议的相关功能，通过透明的监听方式，不仅实现上较为简单，容易在多种设备上实现，提高了系统中处理资源的使用效率，还能够防止无关的数据流进入网络占用设备的处理资源，同时，通过控制组播数据流的转发，也提高组播数据流的安全性。

Description

一种吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法

技术领域

本发明涉及一种吉比特以太网无源光网络(GPON)技术，具体说，涉及一种吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法。

背景技术

吉比特以太网无源光网络(GPON)是一种采用点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络，其典型拓扑结构为树型。千兆以太网无源光网络(EPON)系统由局侧的光线路终端(OLT)、用户侧的光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成，为单纤双向系统。在下行方向(OLT到ONU)，OLT发送的信号通过ODN以广播的方式到达各个ONU。在上行方向(ONU到OLT)，ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用时分多址(TDMA)接入方式并对各ONU的数据发送进行仲裁。ODN由光纤和一个或多个无源光分路器等无源光器件组成，在OLT和ONU间提供光通道。按照ONU在接入网中所处的位置不同，EPON系统可以有几种网络应用类型：光纤到交接箱(FTTCab)、光纤到楼宇/分线盒(FTTB/C)、光纤到家庭用户(FTTH)、光纤到公司/办公室(FTTO)等。

组播通常是一对多的关系，即一个组播的源，可能有多个用户同时接收。在目前组播的控制方面主要分为两个部分，一部分是组播组的管理，即Internet组管理协议(IGMP)，另外一部分为组播路由协议，如个人信息管理器(PIM)等。通常组播的控制主要与组播组管理相关，通过在主机与路由器之间的IGMP协议交互，完成对组播组的加入、离开操作，从而实现对数据流的发送和停止控制。在路由器与用户主机之间的接入网络，如DSLAM、交换机、XPON，主要实现IGMP SNOOPING的功能，通过监听不同端口或电路上的Internet组管理协议(IGMP)消息，从而达到实现对组播数据流分发的控制功能。

由于在GPON或EPON系统上，下行的数据流是以广播的方式送到各个ONU设备。由于是广播方式送抵ONU，这就使得下行的所有数据流并不是以一种一对多的方式进行发送，因此，当数据流送到GPON系统，需要有一种控制机制来保证只有被用户申请的组播数据流才能被转发到GPON系统中，通过OLT和ONU最终发送到用户所在端口，而没有用户申请的组播数据流是需要丢弃的。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，提高了系统中处理资源的使用效率，防止了无关的数据流进入网络占用设备的处理资源。

技术方案如下：

一种吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，步骤包括：

(1)识别进入系统的数据包的协议类型；

(2)将识别出来的协议消息发送到CPU上进行处理，所述CPU根据收到的所述协议消息形成控制关系表；

(3)当收到组播数据流时，所述系统中的设备根据形成的控制关系表转发组播包到相应的端口。

进一步，步骤(1)中，所述系统中的OLT、ONU或者ONT通过协议识别进入系统的数据包的协议类型，判断收到的所述数据包是IGMP协议包还是组播数据流的包。

进一步，步骤(2)中，在将IGMP协议消息发送到所述CPU的同时，按照所述系统的协议消息转发路径和方式把所述IGMP协议消息转发到系统的其他端口。

进一步，步骤(2)中，根据IGMP协议消息的类型对端口或VLAN组成员进行增加或者删除操作，实现组播数据流在转发时的所述控制关系表。

进一步，步骤(2)中，当所述协议消息是IGMP协议消息时，所述IGMP协议消息的类型包括IGMPV2中的加入组消息或离开组消息、IGMPV3中的当前状态记录消息、过滤模式改变记录消息或者源列表改变记录消息。

进一步，步骤(2)中，所述IGMP协议消息的类型定义在IP头部。

进一步，步骤(3)中，组播路由器收到发出的IGMP加入组播组的组播消息后，把所述控制关系表中组播组地址对应的组播数据流发送到所述组播组地址对应的设备；所述设备收到所述组播数据流后，根据所述控制关系表对所述组播数据流进行转发，将所述组播数据流发送到用户主机。

通过以上方式实现了在GPON系统上对组播业务的控制功能。由于结合IGMP协议的相关功能，通过透明的监听方式，不仅实现上较为简单，而且容易在多种设备上实现，提高了系统中处理资源的使用效率，能够防止无关的数据流进入网络占用设备的处理资源，同时，通过控制组播数据流的转发，也提高组播数据流的安全性。

附图说明

图1是本发明所采用的组网示意图；

图2是本发明方法的流程图；

图3是本发明方法优选实施例的具体应用示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的优选实施例作详细描述。

参照图1所示，本发明所采用的组网模式中，用户主机11，如PC，电话、机顶盒等系统通过远端网关(RG)12接入到GPON系统的ONU13上，也可以是用户主机直接接入到ONT14上，再经过OLT16通过链接组播路由器17形成组播分发网络，

本实施例中，用户主机11与ONT14和ONU13之间通过用户侧接口(UNI)相连接，ONT14、ONU13与OND15之间通过PON接口相连接，OND15和OLT16之间通过无源光网络(PON)接口相连接，OLT16和组播路由器17通过网络侧接口(SNI)相连接。

在组播路由器17与用户主机11上分别运行不同的IGMP协议部分，如组播路由器17接OLT16的接口运行IGMP的组播路由器协议，而用户主机11运行的是IGMP的主机协议，通过他们之间的协议交互，实现了组播组的管理和数据流的分发。而对于处于用户主机11与组播路由器17之间的接入设备，如OLT16、ONU13、ONT14或RG12，也需要有相应的机制来保证组播数据流在不同端口之间的分发和控制。

本发明的透明监听的方法是在不影响用户主机11与组播路由器17对于IGMP协议交换过程的情况下，通过监听IGMP协议消息交互过程实现对组播数据流的分发控制。在监听过程中，并不产生新的消息，也不修改或拦截用户主机11与组播路由器17发出的IGMP协议消息，它仅仅是记录IGMP协议消息类型，从而形成组播数据流的转发表，以达到控制组播数据流的流向的目的。

参照图2所示，对吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法作详细描述，过程如下：

步骤S201：IGMP协议消息的识别。

GPON系统中的OLT16、ONU13或ONT14通过协议识别进入系统的数据包的协议类型，判断收到数据包是IGMP协议包还是组播数据流的包。IGMP的协议类型定义在IP头部，类型值为2。

步骤S202：对于识别出来的IGMP协议消息，系统中的设备仅把处理IGMP协议消息的CPU作为消息被转发的端口之一，把IGMP协议消息送到CPU上进行处理；按照原有的协议消息转发路径和方式仍然把该IGMP协议消息转发到其他端口上。

步骤S203：当CPU收到IGMP协议消息后，形成控制关系表。

根据IGMP协议消息的类型，如IGMPV2中的加入组消息或离开组消息、IGMPV3中的当前状态记录消息、过滤模式改变记录消息或者源列表改变记录消息等具体的消息类型，实现对端口或VLAN组成员的增加和删除操作，从而实现组播数据流在转发时的控制关系表。

步骤S204：当收到组播数据流时，设备根据形成的控制关系表转发组播包到相应的端口上。

参照图3所示，以ONT14为例描述组播业务的控制过程，该过程同样适用于OLT16。图中ONT14通过不同的端口分别接入用户的PC、电话和机顶盒设备。

下面分步骤来说明实现组播业务控制的具体过程：

第一步，机顶盒向某个组播组发送IGMP的加入消息，例如加入224.1.21.10的组播地址。

第二步，ONT14通过协议类型识别出该加入消息是IGMP协议消息，IGMP协议消息的协议类型在IP头部，类型值为2。

第三步，识别出来的IGMP协议消息被复制一份到ONT14上的协议处理CPU。

第四步，ONT14不对收到IGMP协议消息做任何处理，仍将IGMP协议消息按照原有的转发方式转发到组播路由器17上。

第五步，ONT14上的CPU处理IGMP协议消息后，形成控制关系表。

控制关系表的内容为组播组地址为224.1.21.10的组播数据流需要复制到机顶盒所在端口。

第六步，组播路由器17收到机顶盒发出的IGMP加入组播组224.1.21.10的组播消息，处理后，把组播数据流为224.1.21.10的包发送到ONT14。

第七步，ONT14收到224.1.21.10的组播数据流后，根据第五步形成的控制关系表对该组播数据流进行转发，将该组播数据流发送到机顶盒所在的端口。

第八步，机顶盒所在的端口接收ONT14发送的组播数据流。

通过以上步骤，实现了GPON系统中对组播业务数据流的控制功能。实施例中所采用的设备都可以利用现有网络中的设备，结合IGMP协议，通过透明的监听方式，不仅实现上较为简单，容易在多种设备上实现。由于控制了组播数据流的流向，不仅提高系统中处理资源的使用效率，防止无关的数据流进入网络占用设备的处理资源，同时，通过控制组播数据流的转发，也提高组播数据流的安全性。进而增强了组播业务功能的实用性和适应性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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

1、一种吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，步骤包括：

(1)识别进入系统的数据包的协议类型；

2、根据权利要求1所述的吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，其特征在于，步骤(1)中，所述系统中的OLT、ONU或者ONT通过协议识别进入系统的数据包的协议类型，判断收到的所述数据包是IGMP协议包还是组播数据流的包。

3、根据权利要求1所述的吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，其特征在于，步骤(2)中，在将IGMP协议消息发送到所述CPU的同时，按照所述系统的协议消息转发路径和方式把所述IGMP协议消息转发到系统的其他端口。

4、根据权利要求1所述的吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，其特征在于，步骤(2)中，根据IGMP协议消息的类型对端口或VLAN组成员进行增加或者删除操作，实现组播数据流在转发时的所述控制关系表。

5、根据权利要求1所述的吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，其特征在于，步骤(2)中，当所述协议消息是IGMP协议消息时，所述IGMP协议消息的类型包括IGMPV2中的加入组消息或离开组消息、IGMPV3中的当前状态记录消息、过滤模式改变记录消息或者源列表改变记录消息。

6、根据权利要求5所述的吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，其特征在于，步骤(2)中，所述IGMP协议消息的类型定义在IP头部。

7、根据权利要求1所述的吉比特以太网无源光网络系统组播业务控制方法，其特征在于，步骤(3)中，组播路由器收到发出的IGMP加入组播组的组播消息后，把所述控制关系表中组播组地址对应的组播数据流发送到所述组播组地址对应的设备；所述设备收到所述组播数据流后，根据所述控制关系表对所述组播数据流进行转发，将所述组播数据流发送到用户主机。