CN101815028A - 组播路由跟踪的方法、系统和路由设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种组播路由跟踪的方法、系统和路由设备，属于网络通信领域。方法包括：接收查询者或下游路由设备发送的第一报文，当所述第一报文由所述查询者发送时，所述第一报文为查询报文，当所述第一报文由所述下游路由设备发送时，所述第一报文为请求报文；根据所述第一报文生成第一请求报文，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上游路由设备发送所述第一请求报文；生成确认报文并向发送所述第一报文的查询者或下游路由设备发送所述确认报文；如果未在规定时间内收到所述上游路由设备返回的确认报文，向所述查询者发送响应报文。采用本发明实施例提供的技术方案，可加速异常检测定位，避免重复探测，增强组播网络可用性。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信领域，特别涉及一种组播路由跟踪的方法、系统和路由设备。
背景技术
Mtracert(Multicast Trace Route，组播路由跟踪)是一种追踪组播报文的转发路径、定位组播环境中网络故障的工具。随着组播应用日益广泛，组播维护和故障定位的需求成为必要的需求，组播路由跟踪功能显得越来越重要。
目前组播路由跟踪的基本原理是：查询者在路由设备(或网管主机)上输入mtrace命令，指定组播源地址、接收者地址、组播组，发起组播路由追踪，向接收者的最后一跳路由设备发送查询(Query)报文；最后一跳路由设备收到查询报文后，将查询报文转换为请求(Request)报文，并在请求报文中添加包含本路由设备转发信息的响应数据块，向沿着到组播源的逆向组播路径方向的上一跳邻居路由设备发送。收到请求报文的路由设备，在请求报文中添加包含本路由设备转发信息的响应数据块，然后继续向上游路由设备发送请求报文，依次类推，直到到达连接组播源的第一跳路由设备；当第一跳路由设备收到请求报文后，则向发起Mtrace跟踪的查询者发送响应(Response)报文，该响应报文中包含了请求报文包含的全部信息，仅改变了报文的类型；发起组播跟踪的查询者通过对收到的响应报文进行分析，就能完成追踪组播路径、定位组播故障和分析组播流量等功能。
例如，参见图1，路由设备A发起组播路由跟踪，发送查询报文给最后一跳路由设备R5，R5收到查询报文后发送请求报文给逆向组播路径的上游路由设备R4，R4添加包含R4信息的响应数据块后发送请求报文给路由设备R2，R2添加包含R2信息的响应数据块后发送请求报文给第一跳路由设备R1，R1收到后改变报文类型发送响应报文给发起者路由设备A，路由设备A收到后可以根据响应报文进行分析，完成组播路由跟踪以及流量统计等功能。
上述组播路由跟踪技术至少存在以下问题：当本跳路由设备向上游路由设备发送请求报文，如果此时上游网络不能正确处理该请求报文，如上游路由设备软/硬件异常、上游路由设备不支持Mtrace或不能正常运行Mtrace，或网络异常导致该请求报文不能达到上游路由设备，均将导致该请求报文丢失，查询者无法得到响应。在超过一段时间没有得到响应后，查询者将后续重复发起探测，将探测长度逐跳递增，直至到达故障点。这导致异常诊断时间过长，无法满足实时业务的需求。
发明内容
为避免重复探测，加速异常检测定位，增强组播网络可用性，本发明实施例提供了一种组播路由跟踪的方法、系统和路由设备。所述技术方案如下：
一方面，一种组播路由跟踪的方法，所述方法包括：
接收查询者或下游路由设备发送的第一报文，当所述第一报文由所述查询者发送时，所述第一报文为查询报文，当所述第一报文由所述下游路由设备发送时，所述第一报文为请求报文；
根据所述第一报文生成第一请求报文，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上游路由设备发送所述第一请求报文；
生成确认报文并向发送所述第一报文的查询者或下游路由设备发送所述确认报文；
如果未在规定时间内收到所述上游路由设备返回的确认报文，向所述查询者发送响应报文。
一方面，另一种组播路由跟踪的方法，所述方法包括：
每跳路由设备接收查询者或下游路由设备发送的第一报文后均向查询者发送响应报文，当所述第一报文由所述查询者发送时，所述第一报文为查询报文，当所述第一报文由所述下游路由设备发送时，所述第一报文为请求报文；
当查询者未在规定时间内收到每个路由设备发送的响应报文，则判定组播路由异常。
一方面，一种组播路由跟踪的系统，所述系统包括查询者和至少两个第一路由设备，
所述第一路由设备用于接收到第一报文后向所述查询者发送响应报文，所述第一报文是下游路由设备发送的请求报文或是所述查询者发送的查询报文；
所述查询者用于如果未在规定时间内收到来自每个第一路由设备的响应报文，判定组播路由异常。
一方面，一种路由设备，所述路由设备包括：
确认单元，用于接收查询者或下游路由设备发送的第一报文后，生成确认报文并向所述查询者或下游路由设备发送所述确认报文，当所述第一报文由所述查询者发送时，所述第一报文为查询报文，当所述第一报文由所述下游路由设备发送时，所述第一报文为请求报文；
发送单元，用于根据所述第一报文生成第一请求报文，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上游路由设备发送所述第一请求报文；
第二发送单元，用于如果未在规定时间内收到来自上游路由设备的确认报文，向所述查询者发送响应报文。
采用本发明实施例提供的技术方案，每一跳路由设备都发送反馈报文(响应报文或确认报文)，可加速异常检测定位，避免重复探测，增强组播网络可用性。
附图说明
图1是现有技术中组播路由跟踪的原理示意图；
图2是本发明实施例提供的组播路由跟踪的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的路由设备的结构图；
图4是本发明实施例提供的另一种路由设备的结构图。
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。
本发明实施例一提供一种组播路由跟踪的方法，图2是本发明实施例提供的组播路由跟踪的方法流程图，参见图2，该方法可以包括：
201：本跳路由设备接收下游路由设备或查询者发送的第一报文，当该第一报文由查询者发送时，该第一报文为查询报文，当该第一报文由下游路由设备发送时，该第一报文为请求报文。本跳路由设备根据该第一报文生成第一请求报文，将本跳的响应数据块添加到该第一请求报文中，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上游路由设备发送该第一请求报文。
202：本跳路由设备向下游路由设备发送第一确认报文，确认自己能够正常处理第一报文。
其中，第一确认报文可与第一报文相同的探测报文头，需要将查询报文或请求报文的类型码转换为标识所述第一确认报文的类型码，但可不携带响应数据块。以IPv4(InternetProtocol Version 4，因特网协议版本4)为例，第一确认报文的格式可以为：
1.IP(Internet Protocol，因特网协议)报头部分：
1)目的地址(32比特)：接收确认报文的下游路由设备的接口IP地址或查询者的IP地址。
2)源地址(32比特)：发送确认报文的上游路由设备的接口IP地址。
其他部分与被确认的第一报文相同。
2.UDP报头部分：
1)UDP源端口号(16比特)：同第一报文。
2)UDP目的端口号(16比特)：同第一报文。
3)报文长度(16比特)：需根据新的报文重新计算。
4)校验值(16比特)：需根据新的报文重新计算。
3.探测数据部分：同第一报文相同，采用类型-长度-值(Type Length Value-TLV)结构。具体地，
1)类型：定义新的类型码，如编码为5，表示确认报文。
2)长度：TLV结构的总长度。
3)值：可只包含公共探测报文头，头中各个字段的取值与第一报文相同。具体的，可包含：
①组播组地址(32比特)：要探测的组播组地址；
②组播源地址(32比特)：要探测的组播源地址；
③目的地址(32比特)：组播接收者地址；
④响应地址(32比特)：发送响应报文的地址；
⑤查询ID(16比特)：由查询者设定；
⑥客户端端口号(16比特)：发送响应报文使用的客户端端口号。
203：本跳路由设备启动定时器，监控是否在规定时间内收到上游路由设备返回的确认报文。如果收到转204，如果没收到转205。
204：本跳路由设备删除第一请求报文，释放相应资源。
205：本跳路由设备生成响应报文并向查询者发送，或将第一请求报文重传数次，每次重传超时得不到确认后，向查询者发送响应报文。
具体地，响应报文中，除了原来机制中的错误码之外，可增加定义“上游网络不可达”或“上游网络错误”等错误码，用来描述发送请求报文后，得不到确认时的情形。
上述序号并不用于限制执行顺序，例如202可以在203之后执行。
下面以图1中网络拓扑为例，假设路由设备R2和路由设备R4之间的网络出现异常，本发明实施例一提供的组播路由跟踪的方法具体包括：
301：末跳路由设备R5接收到来自查询者(路由设备A)的查询报文，根据该查询报文生成第一请求报文，将本跳的响应数据块添加到该第一请求报文中，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上游路由设备R4发送该第一请求报文。
302：末跳路由设备R5向查询者发送第一确认报文，确认自己能够正常处理查询报文。
303：末跳路由设备R5启动定时器，监控是否在规定时间内收到上游路由设备R4返回的第二确认报文。
304：路由设备R4接收到来自路由设备R5的第一请求报文，根据该第一请求报文生成第二请求报文，将本跳的响应数据添加到该第二请求报文中，向上游路由设备R2发送该第二请求报文。
305：路由设备R4向路由设备R5发送第二确认报文，确认自己能够正常处理R5发送的第一请求报文。
306：路由设备R4启动定时器，监控是否在规定时间内收到上游路由设备R2返回的确认报文。
307：由于路由设备R2和路由设备R4之间的网络出现异常，该第二请求报文没有到达路由设备R2，路由设备R2也没有返回确认报文给路由设备R4。在定时器超时后路由设备R4仍没有收到路由设备R2返回的确认报文，则路由设备R4生成响应报文并向查询者发送，或路由设备R4选择将第二请求报文重传数次，每次重传超时得不到确认后，向查询者发送响应报文。
本发明实施例二还提供一种组播路由跟踪的方法，与实施例一每跳路由设备均返回确认报文不同的是，在每跳探测请求时，本跳路由设备都发送响应报文给查询者，这样在故障之前使查询者获得尽可能多的探测信息，便于快速定位异常位置。响应报文的格式可以与现有的响应报文类似。具体地，本跳路由设备接收到下游路由设备的请求报文或查询者的查询报文(当本跳为末跳路由设备时)，将本跳的响应数据添加到请求报文，并向上游接口发送完成后，封装响应报文向查询者发送。本跳路由设备也可以接收到下游路由设备的请求报文或查询者的查询报文(当本跳为末跳路由设备时)，首先封装响应报文向查询者发送，然后将本跳的响应数据添加到请求报文，并向上游接口发送。
当本跳路由设备是与组播源相连的首跳路由设备时，向查询者发送的响应报文包含组播路径上所有路由设备的全部响应数据，此时查询者可判定组播路由正常。
否则，当本跳路由设备是不与组播源相连的末跳路由设备或过渡路由设备，并且未发现异常而处于正常的探测状态时，向查询者发送的响应报文可包含转发路径上已被探测的所有路由设备的响应数据，或可仅包含本跳路由设备的响应数据。查询者可依赖超时机制或其他方式判定组播路由异常。
当本跳设备因为感知异常放弃向前跳继续发送请求探测时，向查询者发送的响应报文包含组播路径上所有已被探测的路由设备的响应数据，也包含表示异常原因的错误码，此时查询者可判定组播路由的异常。
每一跳的响应数据可以包含报文到达时间、出接口地址、入接口地址、上一跳地址、入接口的接收报文数量、出接口的发送报文数量、(S，G)(组播源地址，组播组地址)转发包数量、错误码等信息。
仍以图1中网络拓扑为例，假设路由设备R2和路由设备R4之间的网络出现异常，路由设备R5和R4会向查询者发送响应报文。R4对响应报文的处理可能有两种情况：1)如果R4能够感知上游网络异常，R4中止向R2发送请求报文，而是向查询者发送响应报文。R4发送响应报文时设置描述网络故障的错误码，并包含R5和R4的响应数据，查询者根据响应报文中的错误码，判定组播路由异常；2)如果R4不能够感知上游网络异常，R4向R2发送请求报文，然后R4向查询者发送响应报文，该响应报文可包括R4和R5的响应数据，也可包括R4自己的响应数据。由于R4发送的请求报文没有到达路由设备R2，R2不会发送响应报文给查询者，查询者收到R4发送的响应报文后，未在规定时间内收到R2发送的响应报文，则可判定组播路由异常。
参见图3，本发明实施例提供了一种第一路由设备，具体可以包括：
生成单元31，用于接收到下游路由设备或查询者发送的第一报文时，生成响应报文，具体地，当该第一报文由查询者发送时，该第一报文为查询报文，当该第一报文由下游路由设备发送时，该第一报文为请求报文。
响应单元32，用于向查询者发送该响应报文。
本发明实施例提供了一种组播路由跟踪的系统，包括查询者和至少两个上述第一路由设备，该查询者用于如果未在规定时间内收到来自每个第一路由设备的响应报文，判定组播路由异常。
当上述第一路由设备是不与组播源相连的末跳路由设备或过渡路由设备时，向查询者发送的响应报文可包含组播路径上所有路由设备的响应数据，或可仅包含本跳路由设备的响应数据。响应数据包含报文到达时间、出接口地址、入接口地址、上一跳地址、入接口的接收报文数量、出接口的发送报文数量、(S，G)(组播源地址，组播组地址)转发包数量、错误码等信息。
参见图4，本发明实施例还提供了一种路由设备，具体可以包括：
确认单元41，用于接收查询者或下游路由设备发送的第一报文后，生成确认报文并向所述查询者或下游路由设备发送该确认报文，当所述第一报文由所述查询者发送时，所述第一报文为查询报文，当所述第一报文由所述下游路由设备发送时，所述第一报文为请求报文。确认报文的格式等可参见实施例一提供的组播路由跟踪的方法，如生成确认报文包括将所述查询报文或所述请求报文的类型码转换为确认报文的类型码。
发送单元42，用于根据所述第一报文生成第一请求报文，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上游路由设备发送所述第一请求报文。
第二发送单元43，用于当未在规定时间内收到来自上游路由设备的第二确认报文时，向查询者发送响应报文，该响应报文中包含错误码，所述错误码用来描述所述未在规定时间内收到上游路由设备返回的确认报文的情形。
可选地，该路由设备还可以包括：
删除单元，用于如果在规定时间内收到上游路由设备返回的确认报文，则删除所述第一请求报文，释放相应资源。
采用本发明实施例提供的技术方案，每一跳路由设备都发送反馈报文(响应报文或确认报文)，可加速异常检测定位，避免重复探测，增强组播网络可用性。
本发明实施例可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如路由器的硬盘或缓存中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)
1.一种组播路由跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收查询者或下游路由设备发送的第一报文，当所述第一报文由所述查询者发送时，所述第一报文为查询报文，当所述第一报文由所述下游路由设备发送时，所述第一报文为请求报文；
根据所述第一报文生成第一请求报文，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上游路由设备发送所述第一请求报文；
生成确认报文并向发送所述第一报文的查询者或下游路由设备发送所述确认报文；
如果未在规定时间内收到所述上游路由设备返回的确认报文，向所述查询者发送响应报文。
2.如权利要求1所述的组播路由跟踪的方法，其特征在于，所述响应报文中包含错误码，所述错误码用来描述所述未在规定时间内收到上游路由设备返回的确认报文的情形。
3.如权利要求1或2所述的组播路由跟踪的方法，其特征在于，所述生成确认报文包括将所述查询报文或所述请求报文的类型码转换为确认报文的类型码。
4.一种组播路由跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括：
每跳路由设备接收查询者或下游路由设备发送的第一报文后均向查询者发送响应报文，当所述第一报文由所述查询者发送时，所述第一报文为查询报文，当所述第一报文由所述下游路由设备发送时，所述第一报文为请求报文；
当查询者未在规定时间内收到每个路由设备发送的响应报文，则判定组播路由异常。
5.如权利要求4所述的组播路由跟踪的方法，其特征在于，所述响应报文包含组播路径上所有已被探测的路由设备的响应数据，或仅包含本跳路由设备的响应数据。
6.一种组播路由跟踪的系统，其特征在于，所述系统包括查询者和至少两个第一路由设备，
所述第一路由设备用于接收到第一报文后向所述查询者发送响应报文，所述第一报文是下游路由设备发送的请求报文或是所述查询者发送的查询报文；
所述查询者用于如果未在规定时间内收到来自每个第一路由设备的响应报文，判定组播路由异常。
7.如权利要求6所述的组播路由跟踪的系统，其特征在于，所述响应报文包含组播路径上所有已被探测的路由设备的响应数据，或仅包含所述第一路由设备的响应数据。
8.一种路由设备，其特征在于，所述路由设备包括：
确认单元，用于接收查询者或下游路由设备发送的第一报文后，生成确认报文并向所述查询者或下游路由设备发送所述确认报文，当所述第一报文由所述查询者发送时，所述第一报文为查询报文，当所述第一报文由所述下游路由设备发送时，所述第一报文为请求报文；
发送单元，用于根据所述第一报文生成第一请求报文，沿着到组播源地址的逆向组播路径向上游路由设备发送所述第一请求报文；
第二发送单元，用于如果未在规定时间内收到来自上游路由设备的确认报文，向所述查询者发送响应报文。
9.如权利要求8所述的路由设备，其特征在于，所述响应报文中包含错误码，所述错误码用来描述所述未在规定时间内收到上游路由设备返回的确认报文的情形。
10.如权利要求8或9所述的路由设备，其特征在于，所述生成确认报文包括将所述查询报文或所述请求报文的类型码转换为确认报文的类型码。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
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| CP02 | Change in the address of a patent holder |