CN101442474A - 自举路由器及超时时间管理的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自举路由器超时时间管理的方法，包括：接收来自候选汇聚节点路由器发送的候选汇聚节点信息，所述候选汇聚节点信息携带有其在自举路由器的保持时间值；将收到的候选汇聚节点信息存储在汇聚节点信息集中；用第一预定公式由候选汇聚节点信息的保持时间值计算出自举路由器超时时间值，并以该超时时间值用第二预定的公式计算出一发送自举消息报文的时间间隔；以所述时间间隔向整个组播网所有路由器发送携带有候选汇聚节点信息的自举消息报文。本发明还公开了一种路由器及超时时间管理系统。采用本发明，具有保证配置当选BSR和其他路由器以及C－RP的Holdtime的一致性，减少对手工配置的依赖，避免错误配置带来振荡。

Description

自举路由器及超时时间管理的方法和系统
技术领域
本发明涉及组播技术，尤其涉及一种自举路由器及其超时时间管理的方法和系统。
背景技术
IP组播是指在IP网络中将数据包以尽力传送(best-effort)的形式发送到网络中的某个确定节点子集，这个子集称为组播组(multicast group)。IP组播的基本思想是，源主机只发送一份数据，这份数据中的目的地址为组播组地址；组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝，并且只有组播组内的主机即目标主机可以接收该数据，网络中其它主机不能收到。
IP组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够大量节约网络带宽、降低网络负载。作为一种与单播和广播并列的通信方式，组播的意义不仅在于此，更重要的是，可以利用网络的组播特性方便地开展一些新的增值业务，包括在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网的信息服务领域。
稀疏模式协议无关组播(PIM-SM，Protocol Independent Multicast-ParseMode)是一种常用的域内组播模式，其工作原理如下：
接收者通过组管理协议(IGMP，Internet Group Management Protocol)加入到指定的组播组G，和接收者直连的指定路由器(DR)不知道组播源地址，其向汇聚点(RP，Rendezvous Point)发送加入报文(*，G)加入建立起共享树(RPT，Rendezvous Point Tree)，如图1所示：
组播源服务器把数据转发给源DR，源DR同样也不知有何接收者存在，源DR把组播数据报文封装成注册报文，通过单播把注册报文发送给RP，RP将注册报文解封装，沿RPT转发给接收者，接收端DR在收到组播数据后获取组播源地址，就可以通过发送(S，G)加入源树(SPT)。同时RP在收到注册报文时也获得组播源的地址信息，也可以发送(S，G)加入源树，如图2所示：
可见，对于PIM-SM，RP起至关重要的枢纽作用，全网中每台路由器的信息必须一致，否则源DR不能获得接收者信息，而接收端DR也无法获得组播源信息，导致接收者不能接收到组播数据。自举路由器(BSR，Boot Strap Router)机制是标准的RP选举与维护机制，所有支持PIM-SM的设备都会支持BSR机制。
自举路由器，负责在PIM-SM网络启动后，收集网络内的汇聚节点(RP，Rendezvous Point)信息，为每个组选举出RP，然后将RP集(即组-RP映射数据库)发布到整个PIM-SM网络。
一个网络内部只有一个当选自举路由器(E-BSR，Elected-BSR)，可以配置多个候选自举路由器(C-BSR，Candidate-BSR)，一旦某个BSR Down掉，可以切换到另外一个。候选汇聚节点路由器(C-RP，Candidate-RP)将C-RP消息通过单播发送到BSR，BSR在RP集存储所有的C-RP消息，然后周期性地向所有路由器发送BSR消息，BSR消息包含整个RP-set和BSR地址，消息一跳一跳地自BSR向整个网络泛滥，所有的路由器使用收到的RP集来确定RP，所有路由器都使用相同的RP选择算法，选择的RP也是一致的。其扩散过程如图3所示：
现有技术中，BSR收到C-RP的报文后启动定时器，定时器超时后就删除C-RP信息，C-RP周期性地给BSR发送C-RP报文来刷新定时器，以防止超时被删除。而其他非当选BSR路由器收到当选BSR向其发送的自举消息(BSM，Bootstrapmessages)报文后，同样也启动定时器来超时BSM报文和其携带的C-RP信息，BSR同样需要周期性地泛滥BSR报文来防止超时。
但是，在BSM报文中没有保持(Holdtime)字段，因此这样在配置的时候对用户有如下两点限制：
1、全网路由器上的BSR的HOLDTIME必须配置一致；如果不这么配置，会导致非BSR的HOLDTIME小于BSR的发送间隔，使非BSR上的BSR信息超时，造成振荡；
2、所有C-RP的HOLDTIME必须不小于当选BSR的报文发送间隔；如果不这么配置，会导致非BSR的C-RP的HOLDTIME小于BSR的发送间隔，使非BSR上的C-RP信息超时，造成振荡。
本发明的发明人在实施本发明的时候，发现现有技术存在以下缺点：
目前只能通过全网手工配置来保证上述的关系，如果网络比较大，配置容易出错。
发明内容
本发明实施例提供了一种自举路由器，及其超时时间管理的方法和系统，可以在PIM-SM网络中实现自适应的方式配置BSR的Holdtime值，并保证配置的一致性，减少对手工配置的依赖，避免错误配置带来的振荡。
本发明提供了一种自举路由器超时时间管理的方法，包括：
接收来自候选汇聚节点路由器发送的候选汇聚节点信息，所述候选汇聚节点信息携带有其在自举路由器的保持时间值；
将收到的候选汇聚节点信息存储在汇聚节点信息集中；
用第一预定公式由候选汇聚节点信息的保持时间值计算出一自举路由器超时时间值，并以该超时时间值用第二预定的公式计算出一发送自举消息报文的时间间隔；
以所述时间间隔向整个组播网络的所有路由器发送携带有候选汇聚节点信息的自举消息报文。
本发明实施例还提供了一种路由器，此路由器作为自举路由器时，包括：
信息接收模块，用于接收来自候选汇聚点路由器向其发送的候选汇聚节点信息，所述候选汇聚节点信息携带有其在自举路由器上的保持时间值；
信息存储模块，用于将所述收到的候选汇聚节点信息存储在汇聚节点信息集中；
超时计算模块，用于根据所述候选汇聚节点信息的保持时间值计算出一超时间值，并用以决定其发送自举消息报文的时间间隔；
报文发送模块，用于以超时计算模块计算出的时间间隔向整个组播网络的所有路由器发送携带有候选汇聚节点信息的自举消息报文。
相应地，本发明实施例还提供了一种路由器，此路由器为非当选自举路由器时，包括：
信息接收模块，用于接收来自当选路由器向其发送的自举消息报文；
信息存储模块，用于存储所述收到的自举消息报文中携带的候选汇聚节点信息；
超时计算模块，用于根据所述当选自举路由器的超时间值，计算出一超时间值用以超时管理其存储的自举消息报文以及所述候选汇聚节点信息。
相应地，本发明实施例还提供了一种自举路由器超时时间管理系统，包括：当选自举路由器，用于接收并存储来自候选汇聚点路由器向其发送的候选汇聚节点信息，根据所述候选汇聚节点信息的保持时间值计算其超时间值，并将候选汇聚节点信息携带在自举消息报文中发送至各个非当选自举路由器；
非当选自举路由器，用于采用与所述当选自举路由器相同的超时间值来超时时间管理所述自举信息报文。
采用本发明实施例提供的自举路由器和超时时间管理的方法和系统，具有保证配置当选BSR和其他路由器上Holdtime的一致性，以及E-BSR和C-RP的Holdtime的一致性，减少对手工配置的依赖，避免错误配置带来振荡。
附图说明
图1是现有的PIM-SM网络中接收端建立共享树的示意图；
图2是现有的PIM-SM网络中汇聚点建立共享树的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种自举路由器超时时间管理系统的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种作为自举路由器的第一实施例的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种作为自举路由器的第二实施例的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的作为非当选自举路由器的结构示意图；
图7是本发明提供的自举路由器超时时间管理方法的第一实施例流程示意图；
图8是本发明提供的自举路由器超时时间管理方法的第二实施例流程示意图；
图9是本发明提供的自举路由器超时时间管理方法的第三实施例流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种自举路由器及其超时时间管理的方法和系统，通过使用C-RP的Holdtime值计算BSR的Holdtime值，以在PIM-SM网络中实现自适应的方式配置BSR的Holdtime值，并保证配置的一致性，减少对手工配置的依赖，避免错误配置带来的振荡。
参见图3，为本发明实施例提供的一种自举路由器超时时间管理系统的结构示意图。
如图所示，所述自举路由器超时时间管理系统由当选自举路由器A，和各个候选自举路由器B、C、D、E、F、G组成，所述当选自举路由器A，用于接收并存储来自各个C-RP向其发送的C-RP信息，根据所述C-RP信息的保持时间值计算其超时间值，并将C-RP信息携带在BSR报文中发送至各个非E-BSR；需要说明的是，本实施例中，C-RP汇聚点即为候选自举路由器B；
所述候选自举路由器C、D、E、F、G，用于采用与所述E-BSR相同的超时时间值来超时时间管理所述BSR信息。
参见图4，为本发明实施例提供的一种作为自举路由器的结构示意图；
所述BSR包括：
信息接收模块10，用于接收来自各个C-RP候选汇聚点向其发送的C-RP信息，所述C-RP信息携带有各自在BSR和其他路由器上的保持时间值；
信息存储模块11，用于将所述收到的各个C-RP信息存储在RP信息集中；
超时计算模块12，用于根据所述C-RP信息的保持时间值计算出一E-BSR超时间值用以决定其发送BSM报文的时间间隔；
报文发送模块13，用于周期性的向整个组播网的所有非E-BSR泛洪携带有C-RP信息的BSM报文。
具体地，在本实施例中，以当选自举路由器BSR_A为例说明自举路由器的功能和作用。
在PIM-SM网络中，C-RP以C_RP_Adv_Period为间隔周期性地发送C-RP通过给BSR_A，报文中携带Holdtime值可以通过一个公式来计算(例如：Holdtime等于2.5×C_RP_Adv_Period)，BSR_A在此时间内没有收到此C-RP的C-RP报文，则认为其超时，删除此C-RP的信息。
在BSR_A的信息接收模块10和信息存储模块11收集到C-RP信息后，其超时计算模块12通过一个公式fn1(例如，取所有收到的C-RP报文中最小的Holdtime)计算出其超时间值BS_Timeout，这样就可以避免因为配置不一致而导致的振荡问题，减少配置的工作量；并且通过公式fn2(例如：BS_Timeout＝2×BS_Period+10)反推出BS_Period(例如：BS_Period＝(BS_Timeout-10)/2)，其报文发送模块13其以BS_Period为间隔周期性地向整个PIM-SM网络中泛洪BSR报文，所述报文中携带有C-TP信息；
当选自举路由器的报文发送模块13以BS_Period为间隔周期性向整个组播网的所有非E-BSR泛洪携带有C-RP信息的BSM报文。
优选地，本发明提供的自举路由器的第二实施例组成示意图如图5所示，所述自举路由器除了具有与本发明提供的自举路由器的第一实施例相同的信息接收模块10、信息存储模块11、超时计算模块12以及报文发送模块13以外，还包括：
时间记录模块14，用于将自举消息报文的保持时间值记录于自举消息报文一字段中。
则当选自举路由器的报文发送模块13以BS_Period为间隔周期性向整个组播网的所有非E-BSR发送携带有C-RP信息的BSM报文中，还携带有当选自举路由器报文的保持时间值，非当选自举路由器收到所述BSM报文后，根据所述保持时间值来决定其超时管理其收到的BSM报文。
参见图6，为本发明实施例提供的作为非当选自举路由器的结构示意图；
所述非当选自举路由器2包括：
信息接收模块20，用于接收来自E-BSR向其发送的BSM报文信息；
信息存储模块21，用于存储所述收到的BSM报文；
超时计算模块22，用于根据所述BSR的超时间值，计算出一超时间值用以超时其存储的BSM报文。
所述非当选自举路由器2可以采用两种方法来设置其BS_Timeout：
第一种，使用和当选BSR同样的计算公式。
第二种，在当选BSR向非当选的BSR发送的报文中增加一个BSR Holdtime字段。
参见图7，为本发明提供的自举路由器超时时间管理超时时间管理方法的第一实施例流程示意图；
所述自举路由器超时时间管理的方法流程如下：
在步骤S100，当选自举路由器接收来自各个候选汇聚点路由器向其发送的C-RP信息，所述C-RP信息携带有各自在当选自举路由器和其他路由器上的保持时间值；
在步骤S101，当选自举路由器将收到的各个C-RP信息存储在RP信息集中；
在步骤S102，当选自举路由器根据C-RP信息的保持时间值计算出一超时间值用以决定其发送BSM报文的时间间隔；
在步骤S103，当选自举路由器周期性的向整个组播网络的所有路由器泛洪携带有C-RP信息的BSM报文；
在步骤S104，非当选自举路由器采用与所述当选自举路由器相同的超时间值来超时时间管理所述BSM报文和其携带的C-RP信息。
参见图8，为本发明提供的自举路由器超时时间管理方法的第二实施例流程示意图；
结合图3，说明本实施例提供的自举路由器超时时间管理的方法流程；
图3中，B路由器上配置C_RP_Adv_Period1，C路由器上配置C_RP_Adv_Period2，其他路由器都不需要配置C_RP_Adv_Period、BS_Period、BS_Timeout等值。
所述自举路由器超时时间管理的方法流程如下：
在步骤S200，B路由器以C_RP_Adv_Period1、C路由器以C_RP_Adv_Period2为间隔分别周期性将C-RP信息发送给A路由器(即当选的BSR路由器)，C-RP报文的Holdtime值通过公式来计算(例如，2.5×C_RP_Adv_Period)；
在步骤S201，当选自举路由器(BSR-A)收集到来自各个RP的RP信息后，将其存储在RP信息集中；
在步骤S202，当选自举路由器(BSR-A)通过一个公式fn1计算其BS_Timeout；
需要说明的是，此次的公式可以是选择最小的C-RP Holdtime作为其A-BSR超时时间管理RP信息的BS_Timeout，此处假设为路由器C发送的C-RP报文中的Holdtime值；
在步骤S203，当选自举路由器(BSR-A)根据公式(例如，BS_Period＝〔BS_Timeout-10〕/2)计算出BSM报文的发送间隔；
在步骤S204，当选自举路由器(BSR-A)以BS_Period为间隔周期性向整个组播网的所有非当选自举路由器泛洪携带有C-RP信息的BSR报文；
在步骤S205，路由器B、C......G收到BSR报文后，都以同样的公式fn1计算其BS_Timeout，以此来超时BSR信息，这样就能保证：
1、全网路由器上的BSR的HOLDTIME必须配置一致。
2、所有CRP的HOLDTIME必须不小于当选BSR的报文发送间隔。
参见图9，为本发明提供的自举路由器超时时间管理方法的第三实施例流程示意图；
结合图3，说明本实施例提供的自举路由器超时时间管理的方法流程；
图3中，B路由器上配置C_RP_Adv_Period1，C路由器上配置C_RP_Adv_Period2，其他路由器都不需要配置C_RP_Adv_Period、BS_Period、BS_Timeout等值。
所述自举路由器超时时间管理的方法流程如下：
在步骤S300，B路由器以C_RP_Adv_Period1、C路由器以C_RP_Adv_Period2为间隔分别周期性将C-RP信息发送给A路由器(即当选的BSR路由器)，C-RP报文的Holdtime值通过公式来计算(例如，2.5×C_RP_Adv_Period)；
在步骤S301，当选自举路由器(BSR-A)收集到来自各个RP的RP信息后，将其存储在RP信息集中；
在步骤S302，当选自举路由器(BSR-A)通过一个公式fn1计算其BS_Timeout；
需要说明的是，此次的公式可以是选择最小的C-RP Holdtime作为其A-BSR超时时间管理RP信息的BS_Timeout，此处假设为路由器C发送的C-RP报文中的Holdtime值；
在步骤S303，当选自举路由器(BSR-A)根据公式(例如，BS_Period＝〔BS_Timeout-10〕/2)计算出BSM报文的发送间隔；
在步骤S304，当选自举路由器(BSR-A)以BS_Period为间隔周期性向整个组播网的所有非E-BSR泛洪携带有C-RP信息的BSM报文；在发送的BSR报文中，把当选BSR使用的Holdtime添加在报文中。
在步骤S305，路由器B、C......G收到BSM报文后，都以报文中的BSRHoldtime，以此来超时BSM信息，这样就能保证：
1、全网路由器上的BSR的HOLDTIME必须配置一致。
2、所有CRP的HOLDTIME必须不小于当选BSR的报文发送间隔。
实施本发明提供的自举路由器及其超时时间管理的方法和系统，通过使用C-RP的Holdtime值计算BSR的Holdtime值，以在PIM-SM网络中实现自适应的方式配置BSR的Holdtime值，并保证配置的一致性，减少对手工配置的依赖，避免错误配置带来的振荡。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1、一种自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，包括：
接收来自候选汇聚节点路由器发送的候选汇聚节点信息，所述候选汇聚节点信息携带有其在自举路由器的保持时间值；
将收到的候选汇聚节点信息存储在汇聚节点信息集中；
用第一预定公式由候选汇聚节点信息的保持时间值计算出一自举路由器超时时间值，并以该超时时间值用第二预定的公式计算出一发送自举消息报文的时间间隔；
以所述时间间隔向整个组播网络的所有路由器发送携带有候选汇聚节点信息的自举消息报文。
2、如权利要求1所述的自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，
自举路由器以所述时间间隔向整个组播网络的所有路由器发送携带有候选汇聚节点信息的自举消息报文后，非当选自举路由器采用与所述当选自举路由器相同的超时时间值来超时管理所述自举消息报文和候选汇聚节点信息。
3、如权利要求2所述的自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，自举路由器发送的自举消息报文通过一字段携带一超时时间值，非当选自举路由器采用该超时时间值超时管理所述自举消息报文。
4、如权利要求1所述的自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，所述接收来自候选汇聚节点路由器向其发送的候选汇聚节点信息，所述候选汇聚节点信息携带有其在自举路由器和其他路由器上的保持时间值的步骤中的所述保持时间值是由自举路由器根据所述候选汇聚节点发送报文的时间间隔，用第三预定的公式计算获得。
5、如权利要求4所述的自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，所述计算保持时间值的第三预定公式为：Holdtime＝C×C_RP_Adv_Period；Holdtime为保持时间值、C为常数值、C_RP_Adv_Period为候选汇聚节点发送报文的时间间隔。
6、如权利要求1所述的自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，所述用第一预定公式由候选汇聚节点信息的保持时间值计算出一自举路由器的超时时间值，并以该超时时间值用第二预定的公式计算出一发送自举消息报文的时间间隔的步骤中，计算超时时间值的第一预定公式为：BS_Timeout 
Figure A200710031617C0003084408QIETU
{Holdtime1，Holdtime2...HoldtimeN}；BS_Timeout为超时时间值，Holdtime1，Holdtime2...HoldtimeN为所述汇聚节点信息中各个候选汇聚节点信息的保持时间值；计算发送自举消息报文的时间间隔的第二预定公式为：BS_Period＝(BS_Timeout-C1)/C2；BS_Period为时间间隔，C1、C2表示常数值。
7、如权利要求1所述的自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，所述非当选自举路由器采用与所述当选自举路由器相同的超时时间值来超时时间管理所述自举消息报文和其携带的候选汇聚节点信息的步骤为：
非当选自举路由器采用所述第一预定公式计算出超时时间值来超时时间管理所述自举消息报文和其携带的候选汇聚节点信息。
8、如权利要求1所述的自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，所述自举消息报文中还携带有自举消息报文的保持时间值。
9、如权利要求8所述的自举路由器超时时间管理的方法，其特征在于，所述非当选自举路由器采用与所述当选自举路由器相同的超时时间值来超时管理所述自举消息报文和候选汇聚节点信息的步骤为：
非当选自举路由器接收来自所述当选自举路由器的自举消息报文，并以其携带的保持时间值作为非当选自举路由器的超时时间值来超时管理所述自举消息报文。
10、一种路由器，其特征在于，包括：
信息接收模块，用于接收来自候选汇聚点路由器向其发送的候选汇聚节点信息，所述候选汇聚节点信息携带有其在自举路由器上的保持时间值；
信息存储模块，用于将所述收到的候选汇聚节点信息存储在汇聚节点信息集中；
超时计算模块，用于根据所述候选汇聚节点信息的保持时间值计算出一超时间值，并用以决定其发送自举消息报文的时间间隔；
报文发送模块，用于以超时计算模块计算出的时间间隔向整个组播网络的所有路由器发送携带有候选汇聚节点信息的自举消息报文。
11、如权利要求10所述的路由器，其特征在于，还包括；
时间记录模块，用于将自举消息报文的保持时间记录于自举消息报文一字段中。
12、一种路由器，其特征在于，包括：
信息接收模块，用于接收来自当选路由器向其发送的自举消息报文；
信息存储模块，用于存储所述收到的自举消息报文中携带的候选汇聚节点信息；
超时计算模块，用于根据所述当选自举路由器的超时间值，计算出一超时间值用以超时管理其存储的自举消息报文以及所述候选汇聚节点信息。
13、一种自举路由器超时时间管理系统，其特征在于，包括：
当选自举路由器，用于接收并存储来自候选汇聚点路由器向其发送的候选汇聚节点信息，根据所述候选汇聚节点信息的保持时间值计算其超时间值，并将候选汇聚节点信息携带在自举消息报文中发送至各个非当选自举路由器；
非当选自举路由器，用于采用与所述当选自举路由器相同的超时间值来超时时间管理所述自举信息报文。
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