CN101631129B - 组播数据转发方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组播数据转发方法及装置，该方法包括：在接收到用户发送的加入请求之后，根据加入请求中携带的用户的信息确定与用户的信息对应的组播虚拟交换实例VSI；根据转发表确定组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，并根据所有请求加入的用户的信息将来自组播VSI的组播数据转发给组播VSI所管理的所有请求加入的用户，其中，转发表用于记录组播VSI与所有请求加入的用户的信息的对应关系。通过本发明达到了节省网络带宽和减少协议报文数量的效果。

Description

组播数据转发方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种组播数据转发方法及装置。 

背景技术

因特网组管理协议(Internet Group Management Protocol，简称为IGMP)侦听(Snooping)用于侦听主机和路由器之间传递的IGMP报文，分析其携带的信息，在二层建立和维护组播地址表，之后从路由器下发的组播报文根据该组播地址表进行转发。没有IGMPSnooping时，组播报文将在二层广播，实现IGMP Snooping后，组播报文将不再在二层广播，而是进行二层组播。 

虚拟专用局域网(Virtual Private Lan Service，简称为VPLS)是利用多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，简称为MPLS)技术的二层虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)，提供多点服务，从功能上讲，VPLS网络是模拟交换机的功能。每个运营商边缘(Provide Edge，简称为PE)设备将学习目的端介质访问控制(Media Access Control，简称为MAC)地址形成MAC地址表，PE接收到数据包后根据地址表找到出接口并进行转发。如果目的MAC地址在转发表中不存在，组播数据流将在虚拟交换实例(Virtual Switch Instance，简称为VSI)中被洪泛。 

根据相关技术，组播数据在同一个VSI中进行转发时，每一个VSI单独向组播源发送加入请求，组播源需要复制多份数据流，在传送线(Pseudo Wire，简称为PW)上进行传送，造成带宽的浪费。 

发明内容

针对相关技术中组播源需要复制多份数据流在PW上进行传送，造成带宽浪费的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种组播数据转发的方法和装置，以解决上述问题至少之一。 

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种组播数据转发方法。 

根据本发明的组播数据转发方法包括：在接收到用户发送的加入请求之后，根据加入请求中携带的用户的信息确定与用户的信息对应的组播虚拟交换实例VSI；根据转发表确定组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，并根据所有请求加入的用户的信息将来自组播VSI的组播数据转发给组播VSI所管理的所有请求加入的用户，其中，用户接收的组播数据由组播VSI复制得来，转发表用于记录组播VSI与所有请求加入的用户的信息的对应关系。 

优选地，在接收到用户发送的加入请求之后，该方法还包括：在接收到用户发送的加入请求之后，获取用户的信息，并将用户的信息和组播VSI的对应关系记录在转发表中，其中，用户的信息包括用户端口信息、加入请求对应的目标组的地址。 

优选地，获取用户的信息包括：通过组管理协议IGMP Snooping功能侦听并获取用户的信息。 

优选地，在接收到用户发送的加入请求之后，该方法还包括：向组播源获取组播数据，并从组播VSI接收来自组播源的组播数据。 

优选地，根据转发表确定组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，并根据所有请求加入的用户的信息将来自组播VSI的组播数据转发给组播VSI所管理的所有请求加入的用户包括：根据转发表确定组播VSI所管理的所有请求加入的用户端口信息，并根据所有请求加入的用户端口信息将来自组播VSI的组播数据转发给组播VSI所管理的所有请求加入的用户端口。 

优选地，该方法还包括：将属于同一组播地址的属于同一组播VSI的所有用户的加入报文或离开协议报文分别归结成一份报文并上报。 

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种组播数据转发装置。 

根据本发明的组播数据转发装置包括：接收模块，用于在接收到用户发送的加入请求之后，接收加入请求中携带的用户的信息；第一确定模块，用于根据加入请求中携带的用户的信息确定与用户的信息对应的组播VSI；第二确定模块，用于根据转发表确定组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，其中，转发表用于记录组播VSI与所有请求加入的用户的信息的对应关系；转发模块，用于根据所有请求加入的用户的信息将来自组播VSI的组播数据转发给组播VSI所管理的所有请求加入的用户，其中，用户接收的组播数据由组播VSI复制得来。 

优选地，该装置还包括：第一获取模块，用于在接收到用户发送的加入请求之后，获取用户的信息，其中，信息包括用户端口信息、加入请求对应的目标组的地址；记录模块，用于将用户信息和组播VSI的对应关系记录在转发表中。 

优选地，第一获取模块具体用于通过组管理协议IGMPSnooping功能侦听并获取用户信息。 

优选地，转发模块包括：第二获取子模块，用于向组播源获取组播数据；接收子模块，用于从组播VSI接收来自组播源的组播数据。 

通过本发明，采用组播VSI将组播数据进行复制并转发给该组播VSI所管理的所有请求加入的用户，解决了组播源需要复制多份数据流在PW上进行传送，造成带宽浪费的的问题，进而达到了节省网络带宽和减少协议报文数量的效果。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1是根据本发明实施例的组播数据传输方法的流程图； 

图2是根据相关技术的数据转发功能基本组网图； 

图3是根据本发明实施例的基于组播VSI的数据转发功能组网图； 

图4是根据本发明实施例的基于组播VSI的数据转发的示意图； 

图5是根据本发明实施例的基于组播VSI的数据转发表项； 

图6是根据本发明实施例的基于组播VSI的协议报文转发的示意图； 

图7是根据本发明实施例的装置的结构框图； 

图8是根据本发明实施例的装置的具体的结构框图； 

图9是根据本发明实施例的基于组播VSI的数据转发功能模块图。 

具体实施方式

功能概述 

考虑相关技术中组播源需要复制多份数据流在PW上进行传送，造成带宽浪费的问题，本发明提供了一种组播数据转发的方案，该方案的处理原则如下：在接收到用户发送的加入请求之后，根据加入请求中携带的用户的信息确定与用户的信息对应的组播VSI；根据转发表确定组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，并根据所有请求加入的用户的信息将来自组播VSI的组播数据转发给组播VSI所管理的所有请求加入的用户，其中，转发表用于记录组播VSI与所有请求加入的用户的信息的对应关系。通过本发明实施例可以节省网络的带宽和减少协议报文的数量。与现有的VPLS中IGMP Snooping处理相比，该方案有利于降低组播流量对网络带宽的占用，还可以通过代理的方式，把同一个组播VSI管理下的用户的加入和离开协议报文归结成一份报文往上游发送，实现方式比较灵活，具有实际应用的意义。 

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 

在以下实施例中，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示 出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。 

方法实施例 

根据本发明的实施例，提供了一种组播数据转发的方法，该方法可以应用于三层交换机中，图1是根据本发明实施例的组播数据传输方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S104： 

步骤S102，在用户侧进行侦听，接收到用户发送的加入请求之后，根据加入请求中携带的用户的信息确定与用户的信息对应的组播VSI。 

步骤S104，查找组播转发表，根据转发表确定组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，并根据所有请求加入的用户的信息将来自组播VSI的组播数据转发给组播VSI所管理的所有请求加入的用户。其中，转发表用于记录组播VSI与所有请求加入的用户的信息的对应关系。 

在步骤S102中，在接收到用户发送的加入请求之后，获取用户的信息，该信息包括用户端口信息、加入请求对应的目标组的地址，分析加入请求对应的目标组的地址，记录用户端口信息，然后，根据上述信息获取对应的组播VSI，并将用户的信息和组播VSI的对应关系记录在转发表中，将组播VSI、加入请求对应的目标组的地址、用户端口信息整合成转发表。其中，端口可以是其他VSI中的端口，也可以不属于任何VSI，只是为虚拟局域网(Virtual LocalArea Network，简称为VLAN)下的一个普通端口。 

在步骤S102中通过组管理协议IGMP Snooping功能侦听用户侧用户的加入报文之后，从该报文中获取用户的信息。 

在步骤S104中，组播VSI的组播数据来自组播源，然后，组播VSI将该组播数据进行复制，向该组播VSI所管理的所有请求加入的用户发送该组播数据，由此可知，组播源不在需要复制多份数据，而是由组播VSI进行复制从而节约了带宽。 

上述的用户的信息可以是用户端口信息，其中，用户端口可以是其他VSI中的端口，也可以不属于任何VSI，只是VLAN下的一个普通端口。 

在本实施例中，还可以通过代理的方式，将属于同一组播地址的属于同一组播VSI的所有用户的加入报文或离开协议报文分别归结成一份报文并上报。 

下面对上述步骤S102至步骤S104可以具体包括如下步骤： 

步骤S201，创建组播VSI。 

步骤S202，配置组播VSI与用户VSI或者用户端口的对应关系。 

步骤S203，启用IGMP Snooping功能。 

步骤S204，IGMP Snooping模块监听用户边缘(Customer Edge，简称为CE)侧用户的加入报文，分析用户希望加入的组地址，记录用户端口信息，根据这些信息获取对应的组播VSI。 

步骤S205，把组播VSI、组信息、用户端口信息整合成一个转发表。 

步骤S206，查找组播转发表，找到对应的用户端口，把来自组播VSI的组播流量转发给相关的用户。 

下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。 

图2是根据相关技术的VPLS网络中IGMP Snooping功能基本组网示意图，如图2所示，网元包括CE(CE1至CE5)、PE设备(PE1至PE3)，组播源通过某个CE设备接入VPLS网络，组播源发送查询报文，用户也通过CE设备接入，发送加入请求后，这个加入请求的报文上送到组播源侧，组播流量就会通过PW发送到有用户有加入的CE设备。不同VSI的用户如果请求相同的组播地址，就会有多份相同的组播流量在PW上传输，同样的，用户的加入和离开协议报文也会有多份。 

为避免组播数据流在VSI中被洪泛，减少组播流量对带宽的占用，可以应用IGMP Snooping技术监听VSI端口上的IGMP协议报文，该报文包括查询、加入和离开报文，分析报文中的信息并在VSI内形成转发表项，使本端CE接收到的组播包通过VPLS网络时只发往对端有组播成员加入的CE，PE从VPLS网络接收到的组播包只发往有组播成员加入的CE，从而避免了未加入组播组的成员也能收到组播包。 

图3是根据本发明实施例的基于组播VSI的IGMP Snooping功能组网图。如图3所示，在基于组播VSI的网络中，以PE2设备为例进行说明，该设备上在VPN1和VPN2中都有用户接入，用户的加入报文从VPN1和VPN2中发送到PE2设备，在该设备上配置组播VSI，将加入报文翻译到组播VSI后再进行传送，所以数据流量将从该组播VSI流入，当VPN1和VPN2请求相同组播地址时，PW上只需要在组播VSI上有一份数据流量即可，该数据流量到达PE2设备后，在本地进行数据流量的复制后，发送给对应的CE用户。图中用户都是VPLS用户，但是，在实际使用中，用户也可以是普通VLAN中的用户，或者是VLL的用户，这些用户均可使用本方法接入。 

图4是根据本发明实施例的基于组播VSI的数据转发的示意图，如图4所示，在接收到用户发送的加入请求报文后，从组播VSI的一个PW上接收来自组播源的组播流，在组播VSI上根据转发表将组播流复制给所有请求加入的用户，上述用户可以是VPLS中的用户(包括PW和AC)，也可以是VLL用户(只有接入测，没有PW)。 

图5是根据本发明实施例的基于组播VSI的数据转发表项，如图5所示，该转发表项包括两部分：入口方向和出口方向，分别表示组播数据转发的流入方向和流出方向。其中，入口方向包括组播VSI、组播VLAN和组播地址，出口方向包括用户端口和用户VLAN，根据入口方向的信息能够确定一个或者多个组播VSI管理下的用户端口和用户VLAN，组播数据通过在组播VSI进行本地复制，使多个请求加入的用户能够接收到所请求的组播数据。 

图6是根据本发明实施例的基于组播VSI的协议报文转发的示意图，如图6所示，从不同的VSI、VLL用户收到的组播加入报文后，VSI、VLL将收到的组播加入报文汇集到组播VSI，再通过PW发送出去。如果组播VSI作为代理工作，则用户的加入和离开报文会进行整合，上述VSI、VLL用户组的第一个用户的加入报文和最后一个用户的离开报文在组播VSI中向上发送，通过代理减少了协议报文的数量。 

查询报文也是从组播VSI进入，由于查询报文需要转发到各个用户，可以根据组播VSI查找与查询报文对应的用户VSI或者用户VLAN，实现数据的转发；也可以在用户VSI和用户VLAN中配置查询器来达到查询的目的。 

下面对上述内容进行整体的描述。 

首先，创建一个承载组播数据的组播VSI，从该组播VSI来的组播数据可以根据需要进行配置，将组播数据转发给该组播VSI管理下的CE侧用户端口，组播数据在本地进行复制，从而节省了上行链路的带宽。 

利用IGMP协议侦听功能，侦听来自上游的查询报文和来自下游的加入离开报文，获得路由端口和用户端口信息，分析与用户请求对应的组播组(即目标组)信息，并记录下来，根据组信息和端口信息获取到承载该组播组数据流量的组播VSI，将上述信息组合形成统一的转发表项，记录在转发表中；同时，把用户的加入报文向路由端口方向转发，以便上游设备收到加入报文后把组播数据向下发送。 

从组播VSI接收组播数据，查找转发表，根据组播组信息以及组播VSI信息，找到该组播VSI管理的所有请求加入的用户的端口的信息，组播数据在组播VSI进行复制后，逐一发送给所有请求加入的用户端口，保证每个请求加入的用户都能收到需要的流量。 

在用户发送离开报文后，根据离开请求中携带的用户的信息，查找用户的信息对应的转发表项，删除该转发表项，停止向请求离开的用户发送组播数据，如果组播VSI管理的所有请求加入的用户都发送了离开报文，即组播VSI管理都被删除，组播VSI路由端口方向转发离开报文，不再向组播源获取组播数据。 

具体地，启用IGMP Snooping代理模式，组播VSI作为代理对用户的加入和离开报文进行整合，即，组播VSI仅上报第一个用户的加入报文和最后一个用户的离开报文，上述方法有效的减少了协议报文的数量。来自组播VSI的查询报文也需要转发给用户，可以根据组播VSI查找与查询报文对应的用户或者直接在用户VSI和用户VLAN上配置查询器实现查询功能。 

通过本实施例节省了上行链路的带宽，有效的减少了协议报文的数量。 

装置实施例 

根据本发明的实施例，提供了一种装置，该装置可以是三层交换机，图7是根据本发明实施例的装置的结构框图，如图7所示，该装置包括：接收模块72、第一确定模块74、第二确定模块76、转发模块78，下面对该结构进行详细描述。 

接收模块72，用于在接收到用户发送的加入请求之后，接收加入请求中携带的用户的信息；第一确定模块74连接至接收模块72，用于根据加入请求中携带的用户的信息确定与用户的信息对应的组播VSI；第二确定模块76连接至第一确定模块74，用于根据转发表确定组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，其中，转发表用于记录组播VSI与所有请求加入的用户的信息的对应关系；转发模块78连接至第二确定模块76，用于根据所有请求加入的用户的信息将来自组播VSI的组播数据转发给组播VSI所管理的所有请求加入的用户。 

图8是根据本发明实施例的装置的具体的结构框图，如图8所示，该装置还包括：第一获取模块82、记录模块84，下面对该结构进行详细的描述。 

第一获取模块82连接至接收模块72，用于在接收到用户发送的加入请求之后，获取用户的信息，其中，信息包括用户端口信息、加入请求对应的目标组的地址；记录模块84连接至第一获取模块82，用于将用户信息和组播VSI的对应关系记录在转发表中，并将转发表信息发送给第二确定模块76。 

优选地，第一获取模块82具体用于通过组管理协议IGMPSnooping功能侦听并获取用户信息。 

优选地，转发模块78还包括：第二获取子模块86，该模块用于向组播源获取组播数据；接收子模块88连接至第二获取子模块86，该模块用于从组播VSI接收来自组播源的组播数据。 

下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。 

图9是根据本发明实施例的基于组播VSI的数据转发功能模块图，如图9所示，该装置包括三个模块：组播VSI配置管理模块92、VPLS下的IGMP Snooping模块94、转发表管理模块96，下面对该结构进行详细说明。 

组播VSI配置管理模块92，用于对组播VSI进行配置和管理，组播VSI接入组播流量，配置组播地址、用户VLAN或者用户VSI和组播VSI的对应关系，生成组播地址、用户VLAN或者用户VSI和组播VSI的关系表，保存起来。组播VSI配置管理模块92对应于第一确定模块74和第二获取子模块86。 

VPLS下的IGMP Snooping模块94连接至组播VSI配置管理模块92，是该装置中主要的一个模块，用于在VPLS网络中侦听组播路由器和用户之间传输的IGMP协议报文，在二层分析这些报文，生成路由端口列表、用户端口列表。VPLS下的IGMP Snooping模块94对应于接收模块72和第一获取模块82。 

转发表管理模块96连接至VPLS下的IGMP Snooping模块94，用于根据IGMP Snooping模块94各个表项的信息生成一个能供底层进行组播流量转发使用的转发表，并根据转发表内容将从组播VSI来的流量向对应的出口进行转发。转发表管理模块96对应于记录模块84和转发模块78。 

上述三个模块的关系如图所示，VPLS下的IGMP Snooping模块94从组播VSI配置管理模块92获取组播VSI信息，保存在自己的表项当中，同时，把侦听到的信息，包括组播VSI、组播地址、用户端口信息、路由端口信息整合起来，通知转发表管理模块96，形成对应的转发表项。其中，组播VSI配置管理模块92，提供人机界面，创建组播VSI，并且配置组播VSI与用户VSI和用户端口的对应关系；VPLS下的IGMP Snooping模块94，在VPLS网络进行IGMP报文侦听，管理基于组播VSI下的表项数据，形成对应的转发表项；转发表管理模块96，从组播VSI来的流量，根据转发表内容向对应的出口进行转发。 

综上所述，通过本发明提供的上述实施例，将侦听到的端口和组播VSI共同组成一个转发表项，将来自组播VSI的流量在组播VSI进行复制后转发到侦听到的所有用户端口，用户的协议报文通过代理的方式在组播VSI中进行归结，配置灵活简单，不需要增加额外的硬件成本，对软件成本增加也不大，有效的节省了网络带宽和减少了协议报文数量。 

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。 

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 (10)

1.一种组播数据转发方法，其特征在于，包括：

在接收到用户发送的加入请求之后，根据所述加入请求中携带的用户的信息确定与所述用户的信息对应的组播虚拟交换实例VSI；

根据转发表确定所述组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，并根据所述所有请求加入的用户的信息将来自所述组播VSI的组播数据转发给所述组播VSI所管理的所有请求加入的用户，其中，所述用户接收的组播数据由所述组播VSI复制得来，所述转发表用于记录所述组播VSI与所有请求加入的用户的信息的对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在接收到所述用户发送的所述加入请求之后，所述方法还包括：

在接收到所述用户发送的所述加入请求之后，获取所述用户的信息，并将所述用户的信息和组播VSI的对应关系记录在转发表中，其中，所述信息包括用户端口信息、所述加入请求对应的目标组的地址。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述用户的信息包括：

通过组管理协议IGMP Snooping功能侦听并获取所述用户的信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在接收到所述用户发送的所述加入请求之后，所述方法还包括：

向组播源获取所述组播数据，并从所述组播VSI接收来自所述组播源的所述组播数据。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，根据转发表确定所述组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，并根据所述所有请求加入的用户的信息将来自所述组播VSI的组播数据转发给所述组播VSI所管理的所有请求加入的用户包括：

根据所述转发表确定所述组播VSI所管理的所有请求加入的用户端口信息，并根据所述所有请求加入的用户端口信息将来自所述组播VSI的组播数据转发给所述组播VSI所管理的所有请求加入的用户端口。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

将属于同一组播地址的属于同一组播VSI的所有用户的加入报文或离开协议报文分别归结成一份报文并上报。

7.一种组播数据转发装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于在接收到用户发送的加入请求之后，接收所述加入请求中携带的用户的信息；

第一确定模块，用于根据所述加入请求中携带的用户的信息确定与所述用户的信息对应的组播VSI；

第二确定模块，用于根据转发表确定所述组播VSI所管理的所有请求加入的用户的信息，其中，所述转发表用于记录所述组播VSI与所有请求加入的用户的信息的对应关系；

转发模块，用于根据所述所有请求加入的用户的信息将来自所述组播VSI的组播数据转发给所述组播VSI所管理的所有请求加入的用户，其中，所述用户接收的组播数据由所述组播VSI复制得来。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第一获取模块，用于在接收到所述用户发送的所述加入请求之后，获取所述用户的信息，其中，所述信息包括用户端口信息、所述加入请求对应的目标组的地址；

记录模块，用于将所述用户信息和组播VSI的对应关系记录在所述转发表中。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于通过组管理协议IGMP Snooping功能侦听并获取所述用户信息。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转发模块包括：

第二获取子模块，用于向所述组播源获取所述组播数据；

接收子模块，用于从所述组播VSI接收来自所述组播源的所述组播数据。

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