CN101729271A - 一种维护组播组成员状态的方法、移动节点和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种维护组播组成员状态的方法、移动节点和系统，所述方法包括：组播路由器接收移动节点以第一时间间隔周期性发送的当前状态报告消息，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；组播路由器根据所述移动节点发送的当前状态报告消息维护组播组成员的状态，向所述移动节点发送组播数据。通过实施本发明，能够解决在移动节点发生切换时的组播业务迟延问题以及避免处于空闲模式的移动节点被频繁唤醒，减少了处于空闲模式的移动节点的功耗。

Description

一种维护组播组成员状态的方法、移动节点和系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种维护组播组成员状态的方法、移动节点和系统。

背景技术

组播侦听发现(Multicast Listener Discovery，MLD)协议是在网络群组管理协议(Internet Group Management Protocol)的基础上改进的支持IPv6功能的组播组管理协议。一个组播路由器(为支持组播的路由器，可以集成在家乡代理或者接入路由器上)建立路由并传送其组播组成员关系信息之前，必须确定在本地网络上是否有组播接收者加入了某个组播组。为此，组播路由器和组播接收者必须进行组成员关系的交互，而这种交互就是通过MLD协议来实现的。MLD协议的目的是使每一个组播路由器知道本地链路上的组播侦听者对哪些组播地址和源地址感兴趣，然后提供这些组播地址和源地址给路由器所使用的组播路由协议，以确保组播报文能被转发到存在组播接收者的所有链路。

MLD消息在IPv6报文中以下一个报头值为58作为识别，其格式如图1所示。MLD消息类型(Type)分为三种：(1)组播侦听查询(Type＝130)，包括普通查询(General Query)，用于获得在所连网络上具有侦听者的组播地址和特定组播地址查询(Multicast-address-specific Query)，用于获取在所连网络上对一特定组播地址是否存在侦听者；(2)组播侦听报告(Type＝131)；(3)组播侦听离开/结束(Type＝132)。

目前移动组播的实现方法包括了家乡订阅和远程订阅两种。在家乡注册方法中，移动节点(Mobile Node，MN)或移动主机(Mobile Host，MH)(以下为了表述方便，MN或MH统称为MN/MH)希望加入某个特定的组播组时，MN/MH通知自己的家乡代理(Home Agent，HA)加入该组播组，HA收到MN/MH发送的通知消息后，通过组播路由协议加入到该组播组，加入完成后，发往MN/MH的组播报文首先被转发到HA，HA再将组播报文通过隧道以单播方式发送给相应的MN/MH。

在远程订阅方法中，当MN/MH希望加入到特定的组播组时，直接通过组播路由器(Multicast Router，MR)发送组成员加入消息，MR通过组播路由协议加入该组播组，后续的组播报文由组播路由器以组播方式发送给相应的MN/MH。

在上述两种方法中，一般通过组播路由器周期性地发送组播侦听查询消息给MN/MH，并接收收到该组播侦听查询消息的MN/MH发送的组播侦听报告消息来维护组播组成员关系。

但发明人在研究过程中发现，上述过程中，由于组播路由器发送组播侦听查询消息的周期一般比较长，当MN/MH从一个接入路由器移动到另一个接入路由器的时候，网络不能快速感知到MN/MH的组播组成员状态的变化，也不能及时根据MN/MH的接入变化调整组播组传输路径。因此，当MN/MH移动到新的接入路由器后，无法及时接收组播报文，影响业务的使用。此外，组播路由器对所有加入组播组的MN/MH都发送组播侦听查询消息，使进入空闲模式的MN频繁被唤醒，增加了MN的功耗。

发明内容

本发明实施例提供了一种维护组播组成员状态的方法、移动节点和系统，用以克服上述现有技术中MN/MH移动到新的接入路由器后无法及时接收组播报文的缺陷。

本发明实施例提供的维护组播组成员状态的方法包括：组播路由器接收移动节点以第一时间间隔周期性发送的当前状态报告消息，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；组播路由器根据所述移动节点发送的当前状态报告消息维护组播组成员的状态，向所述移动节点发送组播数据。

本发明实施例提供的另一种维护组播组成员状态的方法包括：组播路由器向处于非空闲模式的移动节点以第三时间间隔周期性单播发送跟踪组播侦听查询消息，接收所述移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息，根据所述跟踪组播侦听报告消息维护组播组成员的状态，并向所述移动节点发送组播数据。

本发明实施例提供的移动节点包括：消息生成模块，用于周期性生成当前状态报告消息，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；发送模块，用于向组播路由器周期性单播发送所述消息生成模块生成的当前状态报告消息。

本发明实施例提供的移动网络系统包括：组播路由器和移动节点。所述移动节点，用于以第一时间间隔周期性单播发送当前状态报告消息给所述组播路由器，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；所述组播路由器用于根据所述移动节点发送的当前状态报告消息维护组播组成员的状态，向所述移动节点发送组播数据。

本发明实施例提供的另一种移动网络系统，包括组播路由器和多个移动节点，所述多个移动节点中有至少一个移动节点处于非空闲模式；所述组播路由器用于向所述处于非空闲模式的移动节点以第三时间间隔周期性单播发送跟踪组播侦听查询消息，接收所述处于非空闲模式的移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息，根据所述跟踪组播侦听报告消息维护组播组成员的状态。

本发明实施例通过由移动节点向组播路由器周期性发送当前状态报告消息，使组播路由器能够根据当前状态报告消息向移动节点发送组播数据；或组播路由器向处于非空闲模式的移动节点发送跟踪组播侦听查询消息，根据处于非空闲模式的移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息向处于非空闲模式的移动节点发送组播数据，避免了在移动节点切换或者接入路由器故障时，移动节点长时间不能收到组播数据，减少了组播业务的切换时延，提高了用户体验。此外，本发明实施例还可以避免进入空闲模式的MN被频繁唤醒，达到减少MN功耗的目的。

附图说明

图1为MLD消息的报文格式；

图2为本发明实施例中维护组播成员状态的方法流程图；

图3为本发明另一实施例中维护组播成员状态的方法流程图；

图4为本发明实施例中扩展的MLD消息的报文格式；

图5为本发明实施例中移动节点的结构示意图；

图6为本发明实施例中移动网络系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了使MN/MH发生切换后能够及时接收组播数据，增强业务体验，本发明实施例提供了一种维护组播成员状态的方法，如图2所示，包括：

201、移动节点跟踪检测接入路由器的状态。

具体说来，移动节点MN检测与自己连接的接入路由器是否发生变化或者出现故障。

202、移动节点检测到接入路由器的状态发生变化。

具体说，移动节点发现自己从原接入路由器切换到了新接入路由器，或者发现原接八路由器发生故障而由新接入路由器提供组播数据时，移动节点确认接入路由器的状态发生了变化。

203、当移动节点完全附着(attach)于组播路由器后，移动节点向组播路由器以第一时间间隔周期性发送当前状态报告消息(Current-State Recordmessages)，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息。

这里，组播路由器可以是接入路由器，还可以是其他能够提供组播路由的设备，例如，家乡代理HA。此外，由于在代理移动IP(Proxy Moble IP，PMIP)场景下，移动节点不能感知接入路由器的变化，因此，移动节点也可以不检测接入路由器的状态而直接周期性发送当前状态报告消息给组播路由器。并且由于发送当前状态报告消息的目的是使组播路由器能够获得组播链路上的组播接收者，因此，移动节点是通过单播方式发送所述当前状态报告消息的。

204、组播路由器接收所述当前状态报告消息，并根据所述当前状态报告消息来维护组播组成员的状态，向所述移动节点发送组播数据。所述维护组播组成员的状态具体包括：组播路由器存储作为组播成员的移动节点的组播地址、组播源地址以及过滤模式等。

组播路由器根据接收的当前状态报告消息中移动节点加入的组播会话信息，将移动节点加入特定组播组，并向所述移动节点发送组播数据。

此外，本发明实施例中，组播路由器也以第二时间间隔周期性地发送普通组播侦听查询消息给本地管理的所有节点(包括移动节点和固定节点)，以获取本地管理的所有节点需要接收的组播业务。其中，所述第一时间间隔要小于所述第二时间间隔，这样才能使得移动节点在接入路由器发生切换或者故障的时候，及时通知组播路由器，并通过新接入路由器快速获取组播业务。

在移动节点通过新接入路由器获取组播业务的一段时间(可以预先设定或者由移动节点自己决定)后，如果移动节点发现新接入路由器的状态已经稳定，则移动节点停止向所述组播路由器发送当前状态报告消息，以避免不需要的资源浪费。

本发明实施例通过由移动节点周期性向组播路由器发送当前状态报告消息，报告自身加入的组播会话信息，使得移动节点在发生接入路由器切换的时候，能够快速获得组播业务，减少了业务时延。

本发明实施例还提供了另外一种维护组播组成员状态的方法，如图3所示，包括：

301、组播路由器检测到移动节点进入本地管理域。

302、组播路由器以第三时间间隔周期性在组播链路上以单播方式向处于非空闲模式的移动节点发送跟踪组播侦听查询消息。

303、收到该跟踪组播侦听查询消息的移动节点向该组播路由器发送跟踪组播侦听报告消息，所述跟踪组播侦听报告携带移动节点加入的组播会话信息。

304、组播路由器根据移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息维护组播组成员状态，向所述处于空闲模式的移动节点发送组播数据。所述维护组播组成员状态具体包括组播路由器存储作为组播成员的移动节点的组播地址、组播源地址以及过滤模式等。

此外，本发明实施例中，组播路由器也以第二时间间隔周期性地发送普通组播侦听查询消息给本地管理的所有节点，接收所有节点发送的普通组播侦听报告消息，根据所述普通组播侦听报告消息获取本地管理的节点需要接收的组播业务。其中，所述第三时间间隔要小于所述第二时间间隔，这样才能避免移动节点在接入新的接入路由器时，通过普通组播侦听查询消息不能及时获得组播组信息，进而不能在切换后快速获取组播业务。

本实施例中，跟踪组播侦听查询是扩展的MLD消息，其格式如图4所示。在原有的MLD消息的基础上，扩展了组播侦听查询和组播侦听报告消息的类型。

其中，组播侦听查询(Type＝130)的子类型包括：

普通查询：用于获得在组播路有器所连接的网络的侦听者的组播地址。

特定组播地址查询：用于获取在组播路由器所连接网络上，对某一组播地址是否存在侦听者。

跟踪组播侦听查询：用于获得组播路由器所连接网络上处于移动非空闲模式的组播侦听者(包括移动节点)的组播地址。

组播侦听报告(Type＝131)的子类型包括：

请求类型的周期性报告：用于组播侦听者根据普通组播侦听查询消息或者跟踪组播侦听查询消息周期性地上报其侦听的组播组地址。

非请求类型的跟踪组播侦听报告：用于当某些事件发生时，例如切换等，组播侦听者周期性地向组播路由器上报当前状态报告消息。

组播侦听离开(Type＝132)，可以使用与现有技术相同的方式进行处理。

本实施例通过组播路由器在发现新的移动节点附着在本地且处于非空闲模式时，通过单播方式周期性向该移动节点发送跟踪组播侦听查询消息，接收该移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息，获取该移动节点需要加入的组播组，向移动节点发送组播数据，使得移动节点在附着在组播路由器后能够快速获得组播业务。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种移动节点，包括：

检测模块501，用于检测所述移动节点所连接的接入路由器的状态是否发生变化，并在接入路由器的状态发生变化时，触发消息生成模块502周期性生成当前状态报告消息；

消息生成模块502，用于根据检测模块的触发周期性生成当前状态报告消息，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；

发送模块503，用于以第一时间间隔向组播路由器周期性单播发送消息生成模块502生成的当前状态报告消息；

终止模块504，用于在接入路由器的状态稳定后，控制消息生成模块502停止周期性生成当前状态报告消息。

此外，所述移动节点还包括接收模块(图中未示出)，用于接收组播路由器发送的组播数据。

本发明实施例的移动节点通过在接入路由器的状态发生变化时，周期性向组播路由器发送当前状态报告消息，接收组播路由器根据所述当前状态报告消息中携带的组播会话信息发送的组播数据，使得移动节点在发生切换时能够快速接收到组播数据，减少了组播业务的时延。

本发明实施例还提供了一种移动网络系统，包括：

移动节点(500、600)，用于以第一时间间隔周期性单播发送当前状态报告消息给组播路由器200，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；

组播路由器200，用于根据所述移动节点发送的当前状态报告消息维护组播组成员的状态，并向所述移动节点发送组播数据。

组播路由器200还用于以第二时间间隔周期性地向所述移动节点发送普通组播侦听查询消息，并接收所述移动节点发送的普通组播侦听报告消息，根据所述普通组播侦听报告消息确定移动节点需要加入的组播组。其中的第二时间间隔要大于所述第一时间间隔。

此外，所述移动网络系统还可以包括：

组播源100，用于向组播路由器发送组播数据；

接入路由器(300、400)，用于将移动节点接入组播路由器。所述移动节点可以一直周期性向组播路由器发送当前状态报告消息，也可以在发现接入路由器状态发生变化的情况下以第一时间间隔周期性向组播路由器发送当前状态报告消息。如果是后一种情况，那么，所述移动节点还用于在接入路由器状态稳定后，停止向所述组播路由器发送当前状态报告消息。

本发明实施例移动网络系统中的组播路由器200还用于向附着于本地的处于非空闲模式的移动节点以第三时间间隔周期性单播发送跟踪组播侦听查询消息，接收所述处于非空闲模式的移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息，根据所述跟踪组播侦听报告消息维护组播组成员的状态，向所述处于非空闲模式的移动节点发送组播数据。

此外，所述组播路由器还用于以第二时间间隔周期性向所述处于非空闲模式的移动节点发送普通组播侦听查询消息，并接收所述处于非空闲模式的移动节点发送的普通组播侦听查询报告消息，根据所述普通组播侦听查询报告确定所述处于非空闲模式的移动节点所要加入的组播组。所述第二时间间隔大于所述第三时间间隔。

本实施例中的所述组播路由器可以是独立的设备，也可以集成在接入路由器或者移动节点的家乡代理上。

本发明实施例所述的移动网络系统中的移动节点通过向组播路由器周期性发送当前状态报告消息，使组播路由器能够根据当前状态报告消息向移动节点发送组播数据，或组播路由器在发现移动节点状态变化后，向处于非空闲模式的移动节点发送跟踪组播侦听查询消息，根据处于非空闲模式的移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息向处于非空闲模式的移动节点发送组播数据，避免了在移动节点切换或者接入路由器故障时，移动节点长时间不能收到组播数据，减少了组播业务的切换时延，提高了用户体验。此外，本发明实施例还可以避免进入空闲模式的MN被频繁唤醒，达到减少MN功耗的目的。

以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的介质中，存储介质例如，计算机中的硬盘、光盘或软盘。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种维护组播组成员状态的方法，其特征在于，包括：

组播路由器接收移动节点以第一时间间隔周期性发送的当前状态报告消息，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；

组播路由器根据所述移动节点发送的当前状态报告消息维护组播组成员的状态，向所述移动节点发送组播数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动节点使用单播方式向所述组播路由器发送所述当前状态报告消息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收移动节点以第一时间间隔周期性发送的当前状态报告消息之前，所述方法还包括：

移动节点检测到接入路由器的状态发生变化，所述变化是由移动节点切换或者接入路由器故障引起的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

组播路由器以第二时间间隔周期性地向移动节点发送普通组播侦听查询消息，接收所述移动节点发送的普通组播侦听报告消息，根据所述普通组播侦听报告消息确定所述移动节点需要加入的组播组；

所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述接入路由器状态稳定时，所述移动节点停止向所述组播路由器发送当前状态报告消息。

6.一种维护组播组成员状态的方法，其特征在于，包括：

组播路由器向处于非空闲模式的移动节点以第三时间间隔周期性单播发送跟踪组播侦听查询消息，接收所述移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息，根据所述跟踪组播侦听报告消息维护组播组成员的状态，并向所述移动节点发送组播数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

组播路由器以第二时间间隔周期性地向所述移动节点发送普通组播侦听查询消息，并接收所述移动节点发送的普通组播侦听报告消息，根据所述普通组播侦听报告消息确定所述移动节点需要加入的组播组；

所述第二时间间隔大于所述第三时间间隔。

8.一种移动节点，其特征在于，包括：

消息生成模块，用于周期性生成当前状态报告消息，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；

发送模块，用于向组播路由器周期性单播发送所述消息生成模块生成的当前状态报告消息。

9.根据权利要求8所述的移动节点，其特征在于，所述移动节点还包括：

检测模块，用于检测其所连接的接入路由器的状态是否发生变化，并在接入路由器的状态发生变化时，触发所述消息生成模块周期性生成当前状态报告消息。

10.根据权利要求9所述的移动节点，其特征在于，所述移动节点还包括：

终止模块，用于当所述接入路由器状态稳定时，控制所述消息生成模块停止周期性生成当前状态报告消息。

11.一种移动网络系统，其特征在于，包括：组播路由器和移动节点，

所述移动节点，用于以第一时间间隔周期性单播发送当前状态报告消息给所述组播路由器，所述当前状态报告消息携带所述移动节点加入的组播会话信息；

所述组播路由器用于根据所述移动节点发送的当前状态报告消息维护组播组成员的状态，向所述移动节点发送组播数据。

12.根据权利要求11所述的移动网络系统，其特征在于，

所述组播路由器还用于以第二时间间隔周期性地向所述移动节点发送普通组播侦听查询消息，并接收所述移动节点发送的普通组播侦听报告消息，根据所述普通组播侦听报告消息确定所述移动节点需要加入的组播组；

所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔。

13.根据权利要求11或12所述的移动网络系统，其特征在于，

所述当前状态报告消息是在移动节点检测到其接入路由器状态变化后向所述组播路由器发送的；相应地，

所述移动节点还用于在所述接入路由器状态稳定时，停止向所述组播路由器发送当前状态报告消息。

14.一种移动网络系统，其特征在于，包括组播路由器和多个移动节点，

所述多个移动节点中有至少一个移动节点处于非空闲模式；

所述组播路由器用于向所述处于非空闲模式的移动节点以第三时间间隔周期性单播发送跟踪组播侦听查询消息，接收所述处于非空闲模式的移动节点发送的跟踪组播侦听报告消息，根据所述跟踪组播侦听报告消息维护组播组成员的状态。

15.根据权利要求14所述的移动网络系统，其特征在于，

所述组播路由器还用于以第二时间间隔周期性地向所述处于非空闲模式的移动节点发送普通组播侦听查询消息，并接收所述处于非空闲模式的移动节点发送的普通组播侦听报告消息，根据所述普通组播侦听报告消息确定所述移动节点需要加入的组播组；

所述第二时间间隔大于所述第三时间间隔。

Images