CN101557425B - 源特定组播网络的路由更新方法与路由设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种源特定SSM组播网络的路由更新方法和路由设备，以解决现有技术中不支持指定源配置组播组的问题。该方法包括：保存SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系，并保存组播组的过滤模式；提取保存的组播组配置信息并根据所述对应关系确定当前组播组对应的组播源以及当前组播组针对该组播源的过滤模式，所述组播组的过滤模式用于针对各个组播源，标示组播组接收或拒收来自于该组播源的数据；根据当前组播组地址、当前组播组对应的组播源的地址、当前组播组针对该组播源的过滤模式以及当前组播组与IP组播网之间接口的标识，更新当前组播路由。

Description

源特定组播网络的路由更新方法与路由设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别地涉及一种源特定SSM组播网络的路由更新方法与路由设备。

背景技术

IP组播是一种点到多点的通信方式，可以实现在IP网络中单点发送多点接收的高效数据传输，能够节约复制点之前的网络带宽，降低网络负载。如此，IP组播技术已广泛应用于视频点播、IPTV、视频会议、远程教育、网络电台、网络游戏等增值业务。由于IP组播本身的特性，使其在IP网络领域有着巨大的发展前景。

传统的组播方法一般运行IGMPv1/v2和PIM-SM协议来实现源无关组播ASM(Any-Source Multicast)业务的。这种传统的组播方法使用组播组来标示一个组播会话，即用(*，G)来标示一个组播会话。其中G表示一个确定的组播组，*表示任意组播源。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举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组加入后，下游组播路由器按照PIM协议，逐跳向RP方向发送(*，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 Point Tree)，并最终发现了源位置，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。

随着对IP组播研究的深入，业界普遍认为依靠传统的ASM组播业务模型无法满足所有的组播应用，而大量的、可预见的组播应用是基于源节点确定的应用，由此互联网工程任务组IETF提出了源特定SSM(Source SpecificMulticast)组播业务模型。

SSM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，SSM的一个(S，G)对也被称为一个频道(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表示发向组播组G的特定源的IP地址。

通常组播路由器运行PIM-SSM和IGMPv3协议，实现SSM模式组播。IGMPv3协议在兼容以前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，还包括include和exclude过滤模式，即表示加入还是阻塞源。从IGMPv3机制来看，对组播流量的接收控制决定权在主机。在实际应用中，组播接入需要在网络设备测进行控制，这样运营者才能对组播应用具有控制能力，另外，为了组播加入的快速性和可控性，往往需要在接收测的网络设备上配置IGMP静态组成员。

如图1所示的SSM组播业务的应用环境示意，SSM模式组播业务的实现需要组播用户接收侧支持IGMPv3协议，当接收者希望接收某种组播业务时，通过发送IGMPv3报告报文给接入路由设备，提出对该组播业务的加入申请。IGMPv3报告报文中的过滤模式决定对具体的源的申请类型，include表示对具体源的加入申请，exclude表示对具体源的阻塞申请。IGMPv3的组加入请求由接收者发起，在接入路由设备接收加入请求的接口上起作用。接入路由设备根据IGMPv3指定源组加入请求的内容和过滤模式，通过PIM-SSM协议向SSM模式组播业务网络发送具体PIM加入请求，最终建立从直连源路由设备到接入路由设备的最短路径分发树，并实现组播业务流量沿着最短路径树转发。从上面的分析来看，标准的SSM模式组播的业务应用中，组播业务的申请和接收控制都由接收者发起。但是，在很多组播业务应用中需要由接入路由设备发起组播业务的申请和接收，但由于目前的方法不支持指定源配置组播组，接入路由设备无法实现从指定源到组播组之间的路由。

发明内容

本申请的主要目的是提供SSM组播网络的路由更新方法与路由设备，以解决现有技术不支持指定源配置组播组的问题。

为解决上述问题，本申请提供如下的技术方案：

一种源特定SSM组播网络的路由更新方法，包括：

保存SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系，并保存组播组的过滤模式，所述组播组的过滤模式用于针对各个组播源，标示组播组接收或拒收来自于该组播源的数据；

提取保存的当前组播组与IP组播网之间接口的标识、当前组播组的地址和所述过滤模式，并根据所述对应关系确定当前组播组对应的组播源以及当前组播组针对该组播源的过滤模式；

根据当前组播组地址、当前组播组对应的组播源的地址、当前组播组针对该组播源的过滤模式以及当前组播组与IP组播网之间接口的标识，更新当前的组播路由。

一种源特定SSM组播网络的路由设备，包括：

存储模块，用于保存SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系，并保存组播组的过滤模式，所述组播组的过滤模式用于针对各个组播源，标示组播组接收或拒收来自于该组播源的数据；

提取模块，用于提取保存的当前组播组与IP组播网之间接口的标识、当前组播组的地址和所述过滤模式，并根据所述对应关系确定当前组播组对应的组播源以及当前组播组针对该组播源的过滤模式；

更新模块，用于根据当前组播组地址、当前组播组对应的组播源的地址、当前组播组针对该组播源的过滤模式以及当前组播组与IP组播网之间接口的标识，更新当前的组播路由。

根据本申请的技术方案，根据SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系，在组播路由设备上模拟IGMPv3组加入流程，由此实现指定源配置组播组，使得路由设备在支持SSM模式组播的条件下实现组播路由更新。

附图说明

图1为SSM组播业务的应用环境示意图；

图2为本申请实施例中的路由更新流程图；

图3为SSM-MAPPING表的结构示意图；

图4为组播路由设备中的IGMP模块配置指定源静态组的流程图；

图5为PIM-SSM模块通告G加入或离开的流程图；

图6为本申请实施例中的路由设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例作出说明。附图用于帮助理解实施例中的技术方案，本申请在实现中不限于附图所示的形式。

本申请实施例中，在组播路由设备上模拟IGMPv3组成员加入的静态组成员配置方法来实现指定源的组播组配置，并由此形成组播路由。当组播路由已存在时，根据图2所示的流程对其进行更新；当该路由不存在时则根据该流程建立该路由。在组播路由设备上执行如图2所示的以下步骤：

步骤21：保存SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系和组播组的过滤模式。这里组播组的过滤模式用于针对各个组播源，标示组播组接收或拒收来自于该组播源的数据。

步骤22：提取保存的当前组播组与IP组播网之间接口的标识、当前组播组的地址和当前组播组的过滤模式。

步骤23：根据步骤21中保存的对应关系确定当前组播组对应的组播源以及当前组播组针对该组播源的过滤模式。

步骤24：更新当前组播路由。具体是根据当前组播组地址、当前组播组对应的组播源的地址、当前组播组针对该组播源的过滤模式以及当前组播组与IP组播网之间接口的标识进行更新或建立路由，将路由信息保存在组播路由表中。

以下对步骤21-24再作进一步说明。在步骤21中，组播组与组播源之间的对应关系体现在SSM映射(SSM-MAPPING)表和ACL规则中。图3为SSM-MAPPING表的结构示意，该表可以包含多个条目，每个条目可以涉及一个或多个组播源地址，如下为SSM-MAPPING条目内容示例：

ip igmp ssm-mapping aclnum 10source 1.1.1.1

意为IP地址为1.1.1.1的组播源与编号为10的ACL表项相对应。

ACL表项中包含了ACL过滤规则信息，例如可以简要表示如下：

aclnum＝10:permit 224.1.1.00.255.255.255

这里表示了第10项ACL过滤规则的内容，具体是允许组播源可路由至地址为224.1.1.0至224.1.1.255的组播组。

将SSM-MAPPING条目和ACL表项相结合能够确定组播源与组播组之间的对应关系，例如根据上述SSM-MAPPING表项和ACL表项的示例，可以确定地址为1.1.1.1的组播源对应于地址为224.1.1.0至224.1.1.255的组播组。

在步骤22中，可以通过执行指定源静态组成员的配置命令来获取配置信息，这些配置信息即为当前组播组与IP组播网之间接口的标识、当前组播组的地址和当前组播组的过滤模式。

在步骤24中，如果当前组播组的过滤模式指示该组播组拒收来自于某一指定的组播源，则从保存的当前组播路由的信息中删除当前组播组与IP组播网之间接口的标识，并且将该接口的标识添加到保存的IP组播网中除了当前组播路由的其他和当前组播组相关的组播路由信息中。

另外，在实际运行的IP组播网中，SSM-MAPPING表项和ACL表项可能会发生改变，从步骤21-24可以看出这种改变必然导致组播源至组播组之间的路由变化。所以为了适应于SSM-MAPPING表项和ACL表项的变化，根据预设的时间间隔反复执行步骤21-24，可以通过设置的定时器反复进行触发执行。

对于步骤24来说，可以认为是分三步执行，首先由组播路由设备中的IGMP模块配置指定源静态组；然后向组播路由设备中的PIM-SSM模块通告所配置的指定源静态组加入或离开，这里的加入或离开是指该指定源静态组接收或拒收该指定源的数据；最后根据该通告更新组播路由，即创建或删除相应的组播路由，并且当前组播组针对其对应的组播源的过滤模式，将接收或拒收来自于该组播源的数据的通知消息发送至该组播源。

本实施例中的静态组播组与IGMPv3协议产生的动态组播组保持相同的结构和组织形式，所不同的是指定源静态组播组设有静态标记，不会被老化定时器老化，静态组创建、更新和删除只能通过命令触发。本实施例中，利用IGMPv3和PIM-SSM原有接口，在创建静态组时IGMPv3立即向PIM-SSM通告组加入，以后通过通告定时器周期通告，删除静态组时再通告组离开。由上述可知，PIM-SSM模块不需要区分是动态组播组还是静态组，这样不仅统一模块之间的接口，也降低实现的复杂度。

由组播路由设备中的IGMP模块配置指定源静态组的流程具体如图4所示，包括如下步骤：

步骤40：接收步骤22中提取的数据。在步骤22中，提取了保存的当前组播组与IP组播网之间接口的标识、当前组播组的地址和当前组播组的过滤模式，在步骤40中接收这些数据，然后转入步骤41。在以下的描述中，用G表示当前组播组，用INT表示当前组播组与IP组播网之间接口。

步骤41：进行配置/删除判断，即判断在接下来的步骤中是配置静态组还是删除静态组。具体是根据步骤40中接收的过滤模式进行判断，若G接收对应的组播源的数据，则接下来需配置静态组，反之则删除静态组。若为配置，进入步骤42，否则进入步骤48。

步骤42：判断G是否已经连接至INT。若是，进入步骤43，否则进入步骤44。

步骤43：判断G是否为静态组。若是，进入步骤45，否则进入步骤46。

步骤44：创建与INT连接的G，然后进入步骤471。

步骤45：更新G的过滤模式，然后进入步骤471。

步骤46：对G设置静态组标记，将动态组转化为静态组，并且保存G的过滤模式，然后进入步骤471。

步骤471：进入向PIM-SSM通告G加入的流程。

步骤48：判断G是否为静态组，若是，进入步骤49，否则结束流程。

步骤49：在INT下删除G，然后进入步骤472。

步骤472：进入向PIM-SSM通告G离开的流程。

上述步骤471和472之后，向PIM-SSM模块通告G加入或向PIM-SSM模块通告G离开的流程具体如图5所示，主要包括如下步骤：

步骤50：向PIM-SSM模块通告G加入或离开。根据PIM-SSM协议，向PIM-SSM模块的通告需要反复进行。所以本步骤可以是向PIM-SSM模块首次通告或反复通告中的一次。需要通告的内容包括静态组的组地址以及该静态组的过滤模式。

步骤51：PIM-SSM模块读取SSM-MAPPING表的第一个条目。接下来步骤中，将读取的条目作为当前条目。

步骤52：获取ACL过滤结果。具体是利用ACL模块提供的接口函数，输入参数为该SSM-MAPPING条目中的ACLNUM和G，获取ACL过滤结果。

步骤53：判断ACL过滤结果是否为允许，若是，进入步骤54，否则进入步骤57。

步骤54：判断通告静态组G是加入还是离开，若为加入，进入步骤55，若为离开，进入步骤56。

步骤55：判断指定源静态组的过滤模式是接收还是拒收，若为接收，进入步骤551，若为拒收，进入步骤552。

步骤551：向SSM-MAPPING模块通告SSM-MAPPING表的当前条目下对所有源过滤模式为接收的静态组加入。具体可以是遍历当前SSM-MAPPING表项中的源，向PIM-SSM模块通告{INT，include，S，G，join}消息。然后进入步骤58。

步骤552：向SSM-MAPPING模块通告SSM-MAPPING表的当前条目下对所有源过滤模式为拒收的静态组加入。具体可以是遍历当前SSM-MAPPING表项中的源，向PIM-SSM模块通告{INT，exclude，S，G，join}消息。然后进入步骤57。

步骤56：判断指定源静态组的过滤模式是接收还是拒收，若为接收，进入步骤561，若为拒收，进入步骤562。

步骤561：向SSM-MAPPING模块通告SSM-MAPPING表的当前条目下对所有源过滤模式为接收的静态组离开。具体可以是遍历当前SSM-MAPPING表项中的源，向PIM-SSM模块通告{INT，include，S，G，leave}消息。然后进入步骤57。

步骤562：向SSM-MAPPING模块通告SSM-MAPPING表的当前条目下对所有源过滤模式为拒收的静态组离开。具体可以是遍历当前SSM-MAPPING表项中的源，向PIM-SSM模块通告{INT，exclude，S，G，leave}消息。然后进入步骤57。

步骤57：判断当前SSM-MAPPING表的当前条目是否为SSM-MAPPING表的最后一个条目，若是则进入步骤59，否则进入步骤58。

步骤58：读取SSM-MAPPING表的下一个条目。然后进入步骤52。

步骤59：结束流程。

以图5中所示流程为例，在PIM-SSM模块收到IGMP模块通告的静态组加入或离开的消息后，按如下具体方法处理：

如果收到{INT，include，S，G，join}通告消息，创建(S，G)组播路由，把INT添加到出接口列表，INT置join标记，并向源S方向周期性发PIM-SSM(S，G)加入消息；

如果收到{INT，include，S，G，leave}通告消息，找到(S，G)组播路由，把INT从出接口列表中删除，如果出接口列表为空，则向源S方向发PIM-SSM(S，G)剪枝消息，并删除组播路由(S，G)；

如果收到{INT，exclude，S，G，join}通告消息，创建(S，G)组播路由，把INT添加到出接口列表，INT置prune标记。如果出接口列表中没有置join标记的出接口，则向源S方向发PIM-SSM(S，G)剪枝消息；

如果收到{INT，exclude，S，G，leave}通告消息，找到(S，G)组播路由，把INT从出接口列表中删除，如果出接口列表为空，删除组播路由(S，G)。

其中，当数据报文沿着组播路由(S，G)转发时，只向置join标记的出接口复制报文转发。

为了帮助理解本实施例的方法，以下再举一个具体的实例，该实例包括了更新SSM组播网络中的路由的过程，具体如下：

1、配置SSM-MAPPING表

ip igmp ssm-mapping aclnum 10source 1.1.1.1

ip igmp ssm-mapping aclnum 20source 2.2.2.2

2、配置相关ACL规则

aclnum＝10下：

permit 224.1.1.00.255.255.255

aclnum＝20下：

permit 225.1.1.00.255.255.255

3、配置指定源静态组

接口INT1下：

ip igmp static-group group-adress 224.1.1.1filter-mode include

ip igmp static-group group-adress 224.1.1.2filter-mode exclude

接口INT2下：

ip igmp static-group group-adress 225.1.1.1filter-mode include

ip igmp static-group group-adress 225.1.1.2filter-mode exclude

4、IGMP向PIM-SSM通告组加入

通告{INT1，include，224.1.1.1，1.1.1.1，join}加入；

通告{INT1，exclude，224.1.1.2，1.1.1.1，join}加入；

通告{INT1，include，225.1.1.1，2.2.2.2，join}加入；

通告{INT1，exclude，225.1.1.2，2.2.2.2，join}加入；

5、PIM-SSM创建组播路由表

组播路由条目1：

(1.1.1.1，224.1.1.1)

出接口：INT1join

组播路由条目2：

(1.1.1.1，224.1.1.2)

出接口：INT1prune

组播路由条目3：

(2.2.2.2，225.1.1.1)

出接口：INT1join

组播路由条目4：

(2.2.2.2，225.1.1.2)

出接口：INT1prune

6、PIM-SSM产生的协议动作

向源1.1.1.1方向发(1.1.1.1，224.1.1.1)加入消息和(1.1.1.1，224.1.1.2)剪枝消息；

向源2.2.2.2方向发(2.2.2.2，225.1.1.1)加入消息和(2.2.2.2，225.1.1.2)剪枝消息。

根据本实施例的方法，基于同一发明构思，下面给出本实施例中用以实现更新SSM组播网络的路由装置。以下的说明中根据功能分别说明装置中的各模块，这些模块可以通过软件、硬件或二者结合的方式实现，这里的软件可以保存在光盘、半导体存储装置等存储介质中。

如图6所示，路由设备60用于实现更新SSM组播网络的路由，它包括存储模块61，提取模块62和更新模块63。

存储模块61用于保存SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系，并保存组播组的过滤模式。

提取模块62用于提取保存的当前组播组与IP组播网之间接口的标识、当前组播组的地址和组播组的过滤模式，并根据组播组与组播源之间的对应关系确定当前组播组对应的组播源以及当前组播组针对该组播源的过滤模式。

更新模块63用于根据当前组播组地址、当前组播组对应的组播源的地址、当前组播组针对该组播源的过滤模式以及当前组播组与IP组播网之间接口的标识，更新当前的组播路由。更新模块63可以进一步用于根据预设的时间间隔对当前的组播路由进行反复更新。

存储模块61的一种结构可以是包括SSM映射单元和ACL规则单元，其中SSM映射单元，用于保存组播源与访问控制列表ACL表项之间的对应关系；ACL规则单元，用于保存ACL表项，ACL表项的内容包含预设的组播源可路由的组播组地址范围。

更新模块63的一种结构可以是包括确认单元和更新单元，其中确认单元用于确认当前组播组的过滤模式指示该组播组拒收来自于第一组播源；更新单元，用于从当前组播组至第一组播源的路由信息中删除当前组播组与IP组播网之间接口的标识，并且将该接口的标识添加到保存的IP组播网中除了当前组播路由的其他和当前组播组相关的组播源的路由信息中。

路由设备60可以进一步包括发送模块，用于在更新模块63完成更新从组播源至当前组播组的路由之后，根据当前组播组针对其对应的组播源的过滤模式，将接收或拒收来自于该组播源的数据的通知消息发送至该组播源。

根据本实施例的技术方案，根据SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系，在组播路由设备上执行IGMPv3组加入的流程，使得路由设备在支持SSM模式组播的条件下具备指定源静态组加入的功能，所以能够利用SSM模式组播的优势，从而提高了网络侧设备对组播源的可控性。在本实施例的指定源静态组实现方法中，所有静态组可以共享SSM-MAPPING表项，可以有效减少配置信息，提高数据处理的效率。另外在本实施例中还利用了ACL过滤策略，规定具体SSM-MAPPING表项适用的组播组地址范围。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种源特定SSM组播网络的路由更新方法，其特征在于，包括：

保存SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系，并保存组播组的过滤模式，所述组播组的过滤模式用于针对各个组播源，标示组播组接收或拒收来自于该组播源的数据；

提取保存的当前组播组与IP组播网之间接口的标识、当前组播组的地址和所述过滤模式，并根据所述对应关系确定当前组播组对应的组播源以及当前组播组针对该组播源的过滤模式；

根据当前组播组地址、当前组播组对应的组播源的地址、当前组播组针对该组播源的过滤模式以及当前组播组与IP组播网之间接口的标识，更新当前的组播路由。

2.根据权利要求1所述的路由更新方法，其特征在于，所述组播组与组播源之间的对应关系包括：组播源对应于访问控制列表ACL表项，ACL表项包含规定的组播源指定的组播组地址范围。

3.根据权利要求1所述的路由更新方法，其特征在于，所述更新当前的组播路由包括：

确认当前组播组的过滤模式指示该组播组拒收来自于指定组播源的数据；

从当前组播路由的信息中删除所述指定组播源与当前组播组所标识组播路由的出接口，并且将该出接口添加到所述IP组播网中除了指定组播源与当前组播组所标识组播路由的其他和当前组播组相关的组播路由信息中。

4.根据权利要求1所述的路由更新方法，其特征在于，根据预设的时间间隔反复进行。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的路由更新方法，其特征在于，所述更新当前的组播路由之后进一步包括：

根据当前组播组针对其对应的组播源的过滤模式，将接收或拒收来自于该组播源的数据的通知消息向该组播源的方向发送。

6.一种源特定SSM组播网络的路由设备，其特征在于，包括：

存储模块，用于保存SSM组播网络中的组播组与组播源之间的对应关系，并保存组播组的过滤模式，所述组播组的过滤模式用于针对各个组播源，标示组播组接收或拒收来自于该组播源的数据；

提取模块，用于提取保存的当前组播组与IP组播网之间接口的标识、当前组播组的地址和所述过滤模式，并根据所述对应关系确定当前组播组对应的组播源以及当前组播组针对该组播源的过滤模式；

更新模块，用于根据当前组播组地址、当前组播组对应的组播源的地址、当前组播组针对该组播源的过滤模式以及当前组播组与IP组播网之间接口的标识，更新当前的组播路由。

7.根据权利要求6所述的路由设备，其特征在于，所述存储模块包括：

SSM映射单元，用于保存组播源与访问控制列表ACL表项之间的对应关系；

ACL规则单元，用于保存ACL表项，ACL表项的内容包含规定的组播源指定的组播组地址范围。

8.根据权利要求6所述的路由设备，其特征在于，所述更新模块包括：

确认单元，用于确认当前组播组的过滤模式指示该组播组拒收来自于指定组播源的数据；

更新单元，用于从当前组播路由的信息中删除所述指定组播源与当前组播组所标识组播路由的出接口，并且将该出接口添加到所述IP组播网中除了指定组播源与当前组播组所标识组播路由的其他和当前组播组相关的组播路由信息中。

9.根据权利要求6所述的路由设备，其特征在于，所述更新模块进一步用于根据预设的时间间隔反复进行所述更新当前的组播路由。

10.根据权利要求6-9任一权利要求所述的路由设备，其特征在于，进一步包括发送模块，用于在所述更新模块完成所述更新当前的组播路由之后，根据当前组播组针对其对应的组播源的过滤模式，将接收或拒收来自于该组播源的数据的通知消息向该组播源的方向发送。

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