CN101471800A - 一种组播业务请求处理方法及其装置 - Google Patents

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CN101471800A CNA2007101730726A CN200710173072A CN101471800A CN 101471800 A CN101471800 A CN 101471800A CN A2007101730726 A CNA2007101730726 A CN A2007101730726A CN 200710173072 A CN200710173072 A CN 200710173072A CN 101471800 A CN101471800 A CN 101471800A
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熊诚锋
何勉
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Abstract

本发明提供了一种网络接入设备中对组播业务请求的处理方法及相应的控制装置,其中发明方法包括如下步骤:a)、将所提供的组播组业务进行分类处理设置;b)、对所接收的组播业务请求按照前述分类处理设置进行过滤;c)、对过滤所获得的不同类别的组播组请求以不同的方式进行处理。本发明提高了组播业务请求响应速度;而且对特定类别的组播组、及其处理方式运营商可以灵活配置。

Description

一种组播业务请求处理方法及其装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种网络接入设备中对 组播业务请求进行处理的方法及其装置。

背景技术

组播技术(也称多址广播或多播)技术,是一种允许一台或 多台主机(组播源)发送单一数据包到多台主机( 一次的,同时 的)的网络技术。组播作为一点对多点的通信,是节省网络带宽 的有效方法之一。组播能使一个或多个组播源只把数据包发送给 特定的组播组,而只有加入该组播组的主机才能接收到数据包。

目前,IP组播技术一皮广泛应用在IPTV (网络电一见)、A0D/V0D (交互式多媒体视频点播/视频点播)、网络视频会议、多媒体 远程教育等方面。

以组播应用IPTV为例,为了保证IPTV用户的收看质量与目 前的有线电视网收看质量相当,IPTV承载网要求能在带宽、处 理时延、网络QoS (服务质量)等方面提供足够的质量保证。网 络接入设备(如数字用户线复用器DSLAM、光纤线路终端0LT等) 往往作为组4番业务的末级复制点、通过支持IGMP ( Internet组 管理协议)侦听/代理功能,接收用户组播业务请求进行相应的 控制处理(例如权限认证、计费等)以实现组播条目的动态创建 并提供用户所请求的组播业务流。就处理时延而言,对用户组播 业务的加入、离开请求的响应速度和质量是衡量组播业务服务质 量的重要依据。

网络接入设备不对组播业务请求进行区分处理,对所有来用 户端的组播业务请求都进行统一的控制处理方式,如此,当多个用户同时加入或离开某些特定组播组(例如:常用的组播组,拥

有大量的用户)时,接入设备需要对每用户的组播业务请求报文 均作队列处理,存在大量重复的处理工作,用户对该特定的组播 组业务请求响应速度将受到很大的影响,也会降低其他一般的组 播组业务请求响应速度。

而在当前的网络接入设备中,大量的组播业务请求是报文在

用户进行频道切换(ZAP)时产生,用户组播业务请求处理的性 能一般主要以用户频道切换的时间延迟作为主要的一个评价指 标。而该性能通常^艮大程度上取决于在板控制器(0BC: On-Board Controller)性能,当0BC具有越强的处理能力时,其在组播业 务请求处理上所花费的时间就越少。因此, 一个简单的提升ZAP 性能的方法就是使用处理能力强的0BC,但是该方法具有如下缺 陷:l),扩展性能差:随着组播业务的发展,.系统具有越来越多 的组播用户和组播频道时,其处理性能将随之下降,从而需要更 加强处理能力的0BC,需要开发或更换新的硬件结构,成本高; 2)、组播业务请求加入/离开时延在系统高负荷状态和低负荷状 态的差异很大。

发明内容

本发明旨在提供一种技术方案,本发明的主要思想是:网络 接入设备对所提供的组播组业务进行分类区分,对不同类别的组 播业务请求按照不同的处理方式进行处理。

根据本发明的 一个方面,这里提供一种网络接入设备中对组 播业务请求的处理方法,包括如下步骤:a)、将所提供的组播组 业务进行分类处理设置;b)、对所接收的组播业务请求按照前述 分类处理设置进行过滤;c)、对过滤所获得的不同类别的组播组 请求以不同的方式进行处理。

优选地,本发明方法步骤a)中,网络接入设备才艮据用户端口 属性对组播组业务进行分类处理设置;网络接入设备也可以根据组播组属性对组播组业务进行分类处理设置。

优选地,本发明方法步骤C)中,组播业务请求处理方式之一

为:对特定类别的组播组业务请求执行快述响应,将请求的组播 组的用户端口直接加入组播转发表或从组播转发表中删除。

根据本发明的另外一个方面,这里提供一种在网络接入设备 中对组播业务处理请求进行处理的控制装置,包括:存储装置: 用于保存组播组业务分类处理设置;过滤装置:对所接收的组播 业务请求按照前述分类处理设置进行过滤并送往相应的处理装 置;处理装置:包括至少两种处理装置,以对不同类别的组播组 请求以不同的处理方式进行处理。

优选地,本发明控制装置的存储装置保存有用户端口及其相 应的组播业务请求方式映射关系,过滤装置根据用户端口属性过 滤出相应的组播业务请求送往相应的处理装置。

优选地,本发明控制装置的存储装置保存有组播组属性及其 相应的组播业务请求方式映射关系,过滤装置根据所请求的组播 组属性过滤出相应的组播业务请求送往相应的处理装置。

优选地,本发明控制装置的处理装置包括一个第一处理装 置,对特定类别的组播组业务请求执行快述响应,将请求的组播 组的用户端口直接加入组播转发表或从组播转发表中删除;该第 一处理装置采用硬件方式实现。

本发明所带来的技术效果:

首先,本发明提高了组播业务请求响应速度,假设网络接入 设备中有20%的组播组被定义为特定类别的组播组、而该类别的 组播组业务请求占有所有请求的80%。

我们假设常规的0BC的处理能力(100%负荷下)是平均1000 个请求报文。在使用传统0BC的处理方法情况下:假设在一个时 刻收到1000个请求报文,这些请求报文会在一秒钟处理完成, 当对最后一个报文的处理延迟时间是1000 ms (毫秒),所有报 文的平均延迟时间是500ms/报文.

6而采用本发明方法进行处理,其中800个组播业务请求报文 在数据平面以一种硬件的方式在快速通道中线速处理完成,每个 请求报文的处理时延应该在小于10ms (主要是传输时间延迟)。 剩下的200个l艮文会在OBC中进行处理,所有l艮文应该可以在 200ms内完成,其平均延迟时间是100ms。所有1000个报文的平 均延迟时间是 (800 x 10ms +200*100ms) /1000净艮文=28ms/ 报文.由此产生的结果将极大地提高用户对组播业务的服务质 量,由于降低接入设备的负荷,也增加了设备的稳定性。

此外,运营商可以对特定类别的组播组、及其处理方式予以 灵活配置管理。

附图说明

通过下面提出的结合附图的详细描述,本发明的特征、性质 和优点将变得更加明显,附图中相同的元件具有相同的标识,其 中:

图1是一种典型的固定通信网络接入系统结构;

图2A是本发明的一种网络接入设备中对组播业务进行处理 的方法流程实施例;

图2B是本发明的一种网络接入设备中对组播业务进行处理 的方法流程实施例;

图3是本发明的 一种用于组播业务请求进行处理的控制装置 结构实施例;

具体实施方式

下面结合附图,对本发明的优选实施方式进行详细的说明。 图1 一种典型的固定通信网络接入系统结构。其中为简明起 见仅示出用户终端IOI、用户终端101所属的接入设备110、位 于网络侧的组播路由器120、以及组播源服务器130。为了方便对下文中内容的理解,对图中所示各设备i兌明如下:

用户终端101,典型地如电视机顶盒、个人计算机、手机等,

一个用户端口 P2(以下简称端口),并使用组成员关系协议来 向所述组播路由器12 0报告其所希望加入的组播组,所述组成员 关系协议例如:IPV4(互联网协议第四版)环境下典型的IGMP(互 联网组管理协议)协议、IPV6 (互联网协议第六版)环境下典型 的MLD(组播监听发现)协议等,下文中,不失一般性地以IGMP 协议为例进行说明。

网络接入设备110,典型地如DSLAM (数字用户线接入复用 器)、LAN SWITCH (局域网交换机)、GP0N (吉比特无源光纤网 络)或EP0N (以太网无源光网络)中的接入设备等,其位于组 播路由器120与用户终端之101间,主要负责将来自组播源服务 器130的下行组播数据流复制给各自所辖的请求接收相应组播 业务数据的各用户终端。

具体地,网络接入"i殳备110可以通过实现IGMP/MLD Proxy (IGMP/MLD代理)等组播协议功能,对各自所辖的用户终端的 组播业务请求报文进行处理,并根据处理结果对该请求报文进行 响应。

组播路由器120,距离用户终端101最近的一个路由器,作 为组播业务的集中点来收集来自用户终端和组播源服务器130 的组播数据,以为网络提供组播服务。

组播源服务器130,传统IPTV中常用的组播源,从网络侧为 用户终端提供组播服务。

下面结合图2A、图2B对网络接入设备中组播业务处理方法 流程进行说明。

在步骤S200中,为了提高对特定组播业务的处理速度,网 络接入设备110需要首先对所提供的组播组进行分类处理设置。 第 一种方式,它可以按照用户端口属性进行分类处理设置,例如特定用户端口 P2为VIP用户,该端口下的所有组播业务有 完全权限接入,并且其组播业务请求需要快速响应;而Pl、 P3 为一般的用户端口,其对组播业务请求响应这里无特殊要求;

第二种方式,它也可以根据所提供的各组播组属性进行分类 处理i殳置,例如组纟番组名称分别为Groupl和Group3、对应组插-地址为"228. 1. 1. 1"和"228. 1. 1. 3"的组^番组为该网络接入设 备下的常用组播业务,对组播业务请求需要快速响应。而对于组 播组名称分别为Group2、组播地址为"228.1.1.2"的组播组为 该网络接入设备下的非常用组播业务,对组播业务请求响应这里 无特殊要求。

此外,我们也还可以建立其他的参考属性,并且前述分类处 理属性也可以结合使用,例如采用用户端口属性和组播组属性一 起决定是否需要对所接收到的组播业务请求进行快述响应。

接下来步骤S210中,网络接入设备110对所接收的组播业 务请求按照前述分类处理设置进行过滤。

如前述方式一中,这里判断一个IGMP Join/Leave才艮文所来 自的用户端口,参考前述说明,如果该请求来自用户端口 P2,该 过滤处理将所接收的IGMP Join/Leave才艮文转发给相应的快速处 理方式流程S221;而对于来自用户端口 Pl、 P3的组播业务请求 报文,该过滤处理将所接收的IGMP Join/Leave报文转发给相应 的常^L处理方式流程S222。

或如前述方式二中,这里拔:耳又一个IGMP Join/Leave数据报 文所请求的组播组地址,并根据前述步骤S200中的组播组属性 设置,该过滤处理将所接收的、请求组播地址为"228.1.1.1" 和"228. 1.1.3"的IGMP Join/Leave才艮文转发给相应的快速处 理方式流程S221;请求组纟番地址为"228.1.1.2" 的IGMP Join/Leave报文转发给相应的常规处理方式流程S222。

此外,在图2B中进一步示意了根据前述用户端口属性和组 #"组属性组合使用过滤组#"请求才艮文,它将本发明步骤S210分

9解为步骤S211和S212,步骤S211中首先对接收到的组播业务 请求报文的用户端口进行判断,过滤出用户端口 P2的组播业务 请求报文直接转发给相应的快速处理方式流程S221;之后再进 一步提取组播业务请求报文所请求的组播组地址,并根据前述步 骤S200中的组播组属性决定是否转发给相应的快速处理方式流 程S221或相应的常规处理方式流程S222。

接下来,网络接入设备对过滤所获得的不同类别的组播组请 求可执行不同的组播业务请求处理方式,图例中仅仅(但不局限 于)示意了两种处理方式:步骤S221的快速处理方式和步骤S222 的常规处理方式,上述处理方式的流程设置、具体实现可根据系 统需要进行灵活定义。

对于快述处理S221的一种方式,如果该请求组播组已经在 组播转发表中存在,它将请求加入该组播业务的用户端口直接加 入组播业务转发表,网络接入设备根据该转发表立即提供相应的 组一番业务凄t据流;或将请求离开该组纟番组的用户端口 乂人组l番业务 转发表删除而停止向该用户端口转发相应的组播业务数据流,该 种处理方式可以采用硬件实现,在数据平面层以线速处理完成, 以实现快速响应;如果所请求的组播组不存在于组播转发表中, 它可以执行非常规的方式向上级网络设备请求该组播业务,也可 以将该请求转发给常规处理S222进行处理。此外,为了方便计 费管理,网络接入设备可进一步为组播业务在组播转发表上对每 个端口的状态改变标记加上时间戳,由0BC进行批量采集该时间 戳信息,批量产生组播业务计费信息,仍然按照与其他普通组播 组的计费信息 一 致的方式进行计费处理。

对于常规处理S222的一种方式,例如:当对组播业务加入 请求时,它可以进一步判断该用户端口的网络资源是否满足以确 定将该用户端口加入组4番业务转发表;当对组^番业务离开IGMP Leave^青求时,它启动GSQ (特定组查询:Group Specification Query)过程,询问该用户端口上是否还有其他用户使用当前组播组,如果有用户响应该查询,则该组插-数据流依旧发给该用户端

口;否则,网络接入设备将该用户端口/人组播业务转发表的该组

播组中删除,组播数据流随之停止,该种处理方式可以采用常规

的0BC方式实现。

最后,步骤S230,根据前述快述处理或常规处理方式结果所 更新的组播业务转发表提供或停止提供相应的组播数据业务流 给用户端口 。

图3进一步示意了 一种用于组播业务请求进行处理的控制装 置300结构实施例,它包括:存储装置301、过滤装置302、处 理装置303,结合本发明意图,对不同类别的组播业务请求执行 不同的处理方式,处理装置303可以包括第一处理装置303A和 第二处理装置303B,下面我们对所述控制装置及其实现做进一 步详细说明。

存储装置301,主要用于存储组播组业务分类处理设置,它 可以参考网络接入设备的用户端口属性、组播组属性等进行设 置。例如:表1所示意的端口属性,它根据用户端口属性定义该 用户端口下的组播业务请求处理方式,表中仅仅示意快述处理和 常规处理方式两种方式;表2所示意的组播组属性,它根据组播 组属性定义该组播组所采取的组播业务请求处理方式,表中仅仅 示意快述处理和常规处理方式两种方式。根据系统需要我们还可 以定义其它参考属性或组合前述参考属性使用,也可以定义其它 多种处理方式。前述分类处理设置可以通过网络管理系统310 予以配置,或其它手段予以动态配置/更新,例如网络接入设备 可以通过对组播业务请求的侦听、统计获得一些常用的组播组信 息并设定这些组播组需要釆用的快述处理方式。

表1

<table>table see original document page 11</column></row> <table>表2

组播组名称 组播组地址 处理方式

Groupl 228. 1. 1. 1 常规处理

Group2 228. 1. 1. 2 快速处理

Group3 228. 1. 1. 3 常规处理

...... ......

过滤装置302,主要用于对所接收的组播业务请求按照前述 分类设置进行过滤并送往相应的处理装置.

例如判断一个IGMP Join/Leave报文所来自的用户端口,参 考前述表1中的端口属性设置,如果该请求来自用户端口 P2, 过滤装置302将所接收的IGMP Join/Leave报文转发给处理装置 303中的对应的快述处理方式的第一处理装置303A,而对于来自 用户端口P1、 P3的组播业务请求报文,过滤装置302将所接收 的IGMP Join/Leave报文转发给处理装置303中的对应的常规处 理方式的第二处理装置303B。

或则,过滤装置302通过捐:取IGMP Join/Leave报文所请求 的组播组地址,并根据前述表2中的组播组属性设置,将被请求 组播地址为"228.1. 1.1"和"228.1.1.3"的IGMP Join/Leave 报文将转发给处理装置303中的对应的快述处理方式的第一处 理装303A;将i青求组,燔地址为"228. 1. 1. 2"的IGMP Join/Leave 报文转发给处理装置303中的对应的常规处理方式的第二处理 装置303B

或则,过滤装置302可以采用用户端口属性和组播组属性一 起决定所接收的组播业务请求需要转发给处理装置303中的哪 个处理装置。举例来说,它可以首先对接收到的组播业务请求报 文的用户端口进行判断,过滤出用户端口 P2的组播业务请求报 文直接转发给第一处理装303A;对于来自用户端口P1、 P3的组 播业务请求报文,它进一步提取所请求的组播组地址,如果所请

12求的组^番地址为"228. 1. 1. l"和"228. 1. 1. 3"的IGMP Join/Leave 报文,转发给处理装置303中的对应的快述处理方式的第一处理 装303A;所请求的组播组地址为"228.1.1.2 " 的IGMP Join/Leave才艮文,转发给处理装置303中的对应的常规处理方 式的第二处理装置303B。

处理装置303,包括对应表1/2中的快述处理方式的第一处 理装置303A和对应表1/2中的常规处理方式的第二处理装置 303B,以对所过滤出来的不同类别的组^牆组请求以不同的方式进 行处理。其中,对第一处理装置303A来说,如果被请求组播组 已经在组播转发表中存在,它将请求加入该组纟番业务的用户端口 直接加入组播业务转发表320,网络接入设备根据该转发表320 立即提供相应的组播业务数据流;或将请求离开该组播业务的用 户端口从组播业务转发表320删除而停止向该用户端口转发相 应的组播业务数据流;如果所请求的组播组不存在于组播转发表 中,它可以执行非常规的方式向上级网络设备请求该组播业务, 也可以将该请求转发给第二处理装置303B进行处理。该第一处 理装置303A在实现方式上可以采用硬件实现,以实现快速响应。 一般来说,IGMP Join/Leave软件处理实现的时间延迟是在10ms 的数量级,而通过硬件实现、简化处理流程方式实现,时间延迟 可以达到100us以下,所以对所定义的特定类型的组播业务请求 处理,这个性能提高是非常显著的。对第二处理装置303B来说, 当有组播业务加入IGMP Join请求时,它可以进一步判断该用户 端口下的网络资源是否满足以确定将该用户端口加入组^番业务 转发表3M;当对组播业务离开IGMP Leave请求时,它启动 GSQ(特定组查询:Group Specification Query)过程,询问该用 户端口上是否还有其他用户使用当前组播组,如果有用户响应该 查询,则该组播数据流依旧发给该用户端口;否则,网络接入设 备将该用户端口从组播业务转发表320的该组l番组中删除,组播 数据流随之停止。该第二处理装置303B以采用常规的0BC方式

13实现,以灵活的软件程式设计实现对IGMP等协议报文的灵活处 理。

尽管上述说明为本发明提供了 一些实施例,并非用来限定本 发明的保护范围,本技术领域的专业人员可以在不脱离本发明的 范围和精神的前提下,对实施例进行各种修改,这种修改均属于 本发明的范围内。

Claims (9)

1. 一种网络接入设备中组播业务请求处理方法,其特征在于:a)、将所提供的组播组业务进行分类处理设置;b)、对所接收的组播业务请求按照前述分类处理设置进行过滤;c)、对过滤所获得的不同类别的组播组请求以不同的方式进行处理。
2. 如权利要求1所述的方法,其特征在于所述步骤a)中, 网络接入设备根据用户端口属性对组播组业务进行分类处理设置。
3. 如权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述步骤 a)中,网络接入设备进一步根据组播组属性对组播组业务进行分 类处理设置。
4. 如权利要求1所述的方法,其特征在于所述步骤c)中, 组播业务请求处理方式之一为:对特定类别的组播组业务请求执 行快述响应,将请求的组播组的用户端口直接加入组播转发表或 从组播转发表中删除。
5. —种在网络接入设备中对组播业务处理请求进行处理 的控制装置,包括:存储装置:用于保存组播组业务分类处理设置;过滤装置:对所接收的组播业务请求按照前述分类处理设置进行过滤并送往相应的处理装置;处理装置:包括至少两种处理装置,以对不同类别的组播组请求以不同的处理方式进行处理。
6. 如权利要求5所述的控制装置,其特征在于所述的存储 装置保存有用户端口及其相应的组播业务请求方式映射关系,所 述过滤装置根据用户端口属性过滤出相应的组播业务请求送往相应的处理装置。
7. 如权利要求5或6所述的控制装置,其特征在于所述的 存储装置保存有组播组属性及其相应的组播业务请求方式映射 关系,所述过滤装置根据所请求的组播组属性过滤出相应的组播 业务请求送往相应的处理装置。
8. 如权利要求5所述的控制装置,其特征在于所述的处理 装置包括:第 一 处理装置:对特定类别的组播组业务请求执行快述响 应,将请求的组播组的用户端口直接加入组播转发表或从组播转 发表中删除。
9. 如权利要求8所述的控制装置,其特征在于所述第一处 理装置采用硬件方式实现。
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