CN101827025A - 一种通信网络组播保护方法、系统及设备 - Google Patents

一种通信网络组播保护方法、系统及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通信网络组播保护方法、系统及设备。本发明技术方案在一个通信组播网络中，以主节点和备份节点为根节点同时生成两棵组播树，其中以备份节点为根节点的组播树设置静默状态，当网络故障，当前主组播树不能转发组播报文到组播树上所有叶子节点时，备份组播树解除静默状态，开始转发组播报文。这样当网络故障时，备份组播树迅速进行转发组播报文，不再依赖网络拓扑的重新生成并生成新的组播树，极大提高了组播业务的恢复速度，改善了用户体验。

Description

一种通信网络组播保护方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及网络技术技术领域，具体涉及一种通信网络组播保护方法、系统及设备。
背景技术
组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题，实现了网络中点到多点的高效数据传送，能够大量节约网络宽带、降低网络负载。利用网络的组播特性可以更方便地提供一些新的增值业务。
典型的组播转发通常采用因特网组播协议(IGMP，Internet Group MulticastProtocol)建立和维护主机与路由器或者宽带远程接入服务器(BRAS，Broadband Remote Access Server)之间的组播成员关系。同时在组播路由器之间运行组播路由协议，组播路由协议用于建立和维护组播路由，并正确、高效地转发组播数据报文。这样，加入到组播组的所有用户就能收到组播业务流。
随着组播技术越来越多的应用，对组播技术的要求也越来越高，特别是当网络发生故障时组播业务的可靠性保护方面，更是大家关心的问题。
现有的一些组播保护技术主要是当网络上的链路发生故障时，利用生成树协议、快速生成树协议、多生成树协议重新生成网络拓扑，在新的网络拓扑中重新通过因特网组播协议生成新的组播树，进行组播报文的转发。
其中对于链路故障的检测，现有技术有通过在网络上配置操作和维护(OAM，Operation and Maintenance)来对特定链路进行检测：由源节点定时向链路另一端的宿节点发送通告报文，宿节点接收通告报文并对是否正常接收报文进行检测，若宿节点发现在几个周期都没有正常收到源节点发送的通告报文，则认为检测的链路发生故障。
但当网络上的链路发生故障时，新的组播树的生成必须依赖网络拓扑的重新生成，这样组播业务的恢复时间就比较长，不利于用户体验。
发明内容
本发明实施例提供一种通信网络组播保护方法、系统及设备。
一种通信网络组播保护方法，包括：
设置组播树为静默状态，该组播树是备份节点根据接收到的从网络中各节点发送的组播协议报文生成的；
根据检测是否接收到主节点或组播源发送的检测信息来检测网络故障；
当检测到网络故障时，解除组播树的静默状态。
一种通信网络组播保护系统，包括：
主节点，用于通过组播源和通过环网分别定时向备份节点发送通告报文；
组播源，用于定时向备份节点发送通告报文；
备份节点，用于接收组播协议报文，根据该组播协议报文生成组播树并设置组播树为静默状态；
根据检测是否接收到主节点或组播源发送的通告报文来检测网络故障，当检测到网络故障时，解除组播树的静默状态。
一种通信网络组播保护系统，包括：
主节点，用于定时向备份节点发送链路状态信息，并通过环网定时向备份节点发送通告报文；
备份节点，用于接收组播协议报文，根据该组播协议报文生成组播树设置组播树为静默状态；
根据检测是否接收到主节点发送的链路状态信息或通告报文来检测网络故障，当检测到网络故障时，解除组播树的静默状态。
一种网络备份节点设备，包括：
设置静默模块，用于设置备份节点根据接收到的从网络中各节点发送的组播协议报文生成的组播树为静默状态；
检测模块，用于根据检测是否接收到主节点或组播源发送的检测信息来检测网络故障；
解除静默模块，用于当检测到网络故障时，解除组播树的静默状态。
本发明实施例通过备份节点生成作为备份的组播树，并设置静默状态；当
网络故障，当前主组播树不能转发组播报文时，备份组播树解除静默状态，开始转发组播报文。这样当网络故障时，备份组播树迅速进行转发组播报文，不再依赖网络拓扑的重新生成并生成新的组播树，极大提高了组播业务的恢复速度，改善了用户体验。
附图说明
图1是通信网络组播保护方法数据流程图；
图2是通信网络组播保护系统逻辑结构图；
图3是网络备份节点设备逻辑结构图；
图4是组播虚拟局域网拓扑结构图；
图5是组播虚拟局域网组播报文示意图；
图6是组播虚拟局域网环网链路故障时组播报文示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种通信网络组播保护方法。本发明实施例还提供相应的通信网络组播保护系统和设备。以下分别进行详细说明。
请参阅图1，本发明实施例中通信网络组播保护方法第一实施例包括：
101、设置组播树静默状态；
备份节点接收网络中其他节点发送的组播协议报文，根据接收组播协议报文生成组播树，然后设置生成的组播树为静默状态，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，不再往下发送而是做丢弃处理。
102、检测网络状态；
根据检测是否接收到主节点或组播源发送的检测信息来检测网络故障；备份节点接收的检测信息可以是通告报文，也可以是链路状态信息，链路状态信息为主节点和组播源之间的链路状态信息。
备份节点根据接收的检测信息的不同，检测网络状态过程有所不同，具体的：
当在网络中配置两组OAM时，其中一组检测环网链路状态，一组检测主节点通过组播源到备份节点的链路状态。这时，主节点定时通过环网和组播源向备份节点转发通告报文；组播源定时向备份节点直接发送通告报文；
检测是否正常接收主节点通过组播源转发的通告报文和组播源直接发送的通告报文，若检测到能正常接收组播源直接发送的通告报文但是接收不到主节点通过组播源转发的通告报文时，则判断出主节点故障或者主节点和组播源之间的链路故障；
检测是否正常接收主节点通过环网转发的通告报文，若检测到接收不到主节点通过环网转发的通告报文时，则判断出自己到主节点的环网链路故障。
或者，
当在网络中配置一组OAM来检测环网链路状态，而主节点与组播源之间的链路状态通过主节点定时向备份节点发送链路状态信息来实现。这时，主节点定时通过环网向备份节点转发通告报文；并且主节点定时向备份节点发送链路状态信息，主节点可以通过组播源转发，或通过主节点与备份节点的环网链路转发，或通过主节点与备份节点之间的直接链路直接发送链路状态信息；
检测链路状态信息，若能正常接收到链路状态信息，并且接收到的链路状态信息显示链路发生故障，则判断出主节点和组播源之间的链路故障；若检测到接收不到链路状态信息，判断出主节点故障；
或者检测是否正常接收主节点通过环网转发的通告报文，若检测到接收不到主节点通过环网转发的通告报文时，则判断出本节点到主节点的环网链路故障。
103、解除组播树静默状态；
当备份节点检测到主节点故障，或者主节点和组播源之间的链路故障，或者本节点到主节点的环网链路障时，则将组播树解除静默，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，往下发送到以本节点为根节点的组播树上所有叶子节点。
本实施例中备份节点生成一棵静默状态的组播树，并检测网络链路状况，当网络故障，当前主组播树不能转发组播报文到组播树上所有叶子节点时，备份组播树解除静默状态，开始转发组播报文。这样当网络故障时，备份组播树迅速进行转发组播报文，不再依赖网络拓扑的重新生成并生成新的组播树，极大提高了组播业务的恢复速度，改善了用户体验。
请参阅图2，本发明实施例中通信网络组播保护系统第二实施例包括：
主节点201，用于通过组播源和通过环网分别定时向备份节点203发送通告报文。
组播源202，用于通过与备份节点之间的直接链路定时向备份节点203发送通告报文，接收备份节点发送的组播协议报文。
备份节点203，用于接收组播协议报文，根据接收的组播协议报文生成组播树并将组播协议报文发送给组播源，设置生成的组播树为静默状态，即备份节点203接收到组播源202发送的组播报文时，不再往下发送而是做丢弃处理；
根据检测是否接收到主节点201或组播源202发送的通告报文来检测网络故障：
若检测到能正常接收组播源202直接发送的通告报文但是接收不到主节点201通过组播源202转发的通告报文时，判断出主节点201故障或者主节点201和组播源202之间的链路故障，则解除静默主播树的静默状态，即备份节点203接收到组播源202发送的组播报文时，往下发送到以本节点为根节点的组播树上所有叶子节点；
若检测到接收不到主节点201通过环网转发的通告报文时，判断出本节点到主节点201的环网链路故障，则解除静默主播树的静默状态，即备份节点203接收到组播源202发送的组播报文时，往下发送到以本节点为根节点的组播树上所有叶子节点。
本实施例中主节点和组播源定时向备份节点发送通告报文；备份节点生成一棵组播树，并设置静默状态，接收通告报文并根据通过检测是否正常接收通告报文来检测网络链路状况，当网络故障，当前主组播树不能转发组播报文时，备份组播树解除静默状态，开始转发组播报文。这样当虚拟局域网网络故障时，备份组播树迅速进行转发组播报文，不再依赖网络拓扑的重新生成并生成新的组播树，极大提高了组播业务的恢复速度，改善了用户体验。
本发明实施例中通信网络组播保护系统第三实施例包括：
主节点，用于通过组播源，或者通过主节点与备份节点的环网链路，或者通过主节点与备份节点的直接链路，定时向备份节点发送链路状态信息，该链路状态信息为主节点与组播源之间的链路状态信息；并通过环网定时向备份节点发送通告报文。
备份节点，用于接收网络中其他节点发送的组播协议报文，根据接收的组播协议报文生成组播树并将组播协议报文发送给组播源，设置生成的组播树为静默状态，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，不再往下发送而是做丢弃处理；
根据检测是否接收到主节点发送的链路状态信息或通告报文来检测网络故障：
若检测到能正常接收主节点发送的链路状态信息，且根据接收的链路状态信息判断出主节点和组播源之间的链路故障，则判断出主节点和组播源之间的链路故障；或者检测到接收不到链路状态信息时，则判断主节点故障，此时，备份节点解除静默主播树的静默状态，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，往下发送到以本节点为根节点的组播树上所有叶子节点；
若检测到接收不到主节点通过环网转发的通告报文时，判断出自己到主节点的环网链路故障，则解除静默主播树的静默状态，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，往下发送到以本节点为根节点的组播树上所有叶子节点。
本实施例中主节点定时向备份节点发送通告报文或链路状态信息；备份节点生成一棵组播树，并设置静默状态，接收通告报文并根据通过检测是否正常接收通告报文或链路状态信息来检测虚拟局域网链路状况，当网络故障，当前主组播树不能转发组播报文到组播树上所有叶子节点时，备份组播树解除静默状态，开始转发组播报文。这样当网络故障时，备份组播树迅速进行转发组播报文，不再依赖网络拓扑的重新生成并生成新的组播树，极大提高了组播业务的恢复速度，改善了用户体验。
请参阅图3，本发明实施例中网络备份节点设备第四实施例包括：
设置静默模块301，用于设置备份节点根据接收到的从网络中各节点发送的组播协议报文生成的组播树为静默状态，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，不再往下发送而是做丢弃处理；
检测模块302，用于根据检测是否接收到主节点发送的检测信息来检测网络故障，检测信息可以是通告报文，也可以是链路状态信息，根据接收的检测信息的不同，检测过程有不同，具体的：
当接收主节点通过环网和通过组播源转发的通告报文，以及组播源直接发送的通告报文时：
检测是否正常接收主节点通过组播源转发的通告报文和组播源直接发送的通告报文，若检测到能正常接收组播源直接发送的通告报文但是接收不到主节点通过组播源转发的通告报文时，则判断出主节点故障或者主节点和组播源之间的链路故障；
检测是否正常接收主节点通过环网转发的通告报文，若检测到接收不到主节点通过环网转发的通告报文时，则判断出自己到主节点的环网链路故障。
或者，
当接收主节点发送的链路状态信息，以及主节点通过环网转发的通告报文时：
检测链路状态信息，若链路状态信息显示链路发生故障，则判断出主节点和组播源之间的链路故障；若检测到接收不到链路状态信息，判断出主节点故障；
检测是否正常接收主节点通过环网转发的通告报文，若检测到接收不到主节点通过环网转发的通告报文时，则判断出本节点到主节点的环网链路故障。
解除静默模块303，用于当检测模块302检测到网络故障时，解除组播树的静默状态，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，往下发送到以本节点为根节点的组播树上所有叶子节点。
需要说明的是，主节点和备份节点之间的直接链路是需要阻塞组播业务的，即该直接链路两端的两个端口其中之一需要设置为阻塞状态。所以，当主节点没有将其和备份节点之间的直接链路上的端口阻塞时，那么备份节点就需要将其和主节点之间的直接链路上的端口阻塞，即备份节点不能通过此阻塞端口向主节点发送数据报文，并且对从该阻塞端口接收到的由主节点发送的数据报文做丢弃处理，所以此时在设置静默模块301之前还有一个阻塞模块：
阻塞模块，用于将备份节点与相邻主节点直接链路上的端口阻塞。
本实施例中备份节点生成一棵组静默状态的播树，并检测网络链路状况，当网络故障，当前主组播树不能转发组播报文时，备份组播树解除静默状态，开始转发组播报文。这样当网络故障时，备份组播树迅速进行转发组播报文，不再依赖网络拓扑的重新生成并生成新的组播树，使得组播业务的恢复速度有很大提高。
请参阅图4至图6，下面以一个应用例来对本方案进行详细说明：
图4、图5、图6是同一个组播虚拟局域网不同时断的示意图：图4是组播虚拟局域网生成两棵组播树时示意图；图5是组播虚拟局域网正常状态时转播报文及节点402与组播源401之间的链路故障时转播报文示意图；图6是组播虚拟局域网环网链路故障时转播报文示意图。在这个组播虚拟局域网中，有组播源401，节点402、403、404、405、406及407。所有节点的环端口和组播源的环端口都加入到组播虚拟局域网中，如图中黑圈所示，备份节点407阻塞自己和主节点402之间的端口，即备份节点407不能通过此阻塞端口向主节点402发送数据报文，并且对从该阻塞端口接收到的由主节点402发送的数据报文做丢弃处理。
环上的每个节点采用广播方式在环上两个方向发送IGMP报文，如图4箭头所示为例：节点404将由用户端口接收的IGMP报文采用广播方式通过两个环端口在环上两个方向发送。如图4中虚线所示，主节点402和备份节点407收到IGMP报文后根据接收的IGMP报文各自以本节点为根节点生成两棵组播树，其中备份节点407设置以自己根节点的主播树为静默状态。
如图5虚箭头所示，正常状态时主节点402接收组播源401发送的组播报文，然后向以本节点为根节点的组播树上其他所有叶子节点转发组播报文。各叶子收到组播报文后将该组播报文从用户端口发送到各个用户，此处以节点404为例，如图5中节点404下方的虚箭头所示。
在组播虚拟局域网内配置两组以太网OAM，一组检测主节点402与备份节点407之间的环网状态，一组检测主节点402经过组播源401到备份节点407的网络状态。
主节点402定时通过环网和组播源向备份节点发送通告报文；组播源401定时向备份节点发送通告报文。备份节点407接收主节点402通过组播源401、通过环网发送的通告报文和组播源401发送的通告报文。
备份节点407检测是否正常接收主节点402通过组播源401转发的通告报文和组播源401直接发送的通告报文，若检测到能正常接收组播源401直接发送的通告报文但是接收不到主节点402通过组播源转发的通告报文时，则判断出主节点402故障或者主节点402和组播源401之间的链路故障，如图5中黑色方块所示；此时备份节点407将组播树解除静默，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，往下发送到以本节点为根节点的组播树上所有叶子节点，如图5中实箭头所示。各叶子收到组播报文后将该组播报文从用户端口发送到各个用户，此处以节点404为例，如图5中节点404下方的实箭头所示。
备份节点407检测是否正常接收主节点402通过环网转发的通告报文，若检测到接收不到主节点402通过环网转发的通告报文时，则判断出自己到主节点402的环网链路故障，如图6中黑色方块所示；此时备份节点407将组播树解除静默，即备份节点接收到组播源发送的组播报文时，往下发送到以本节点为根节点的组播树上所有叶子节点。此时两棵组播树同时转发组播报文，如图6中箭头所示。各叶子收到组播报文后将该组播报文从用户端口发送到各个用户，此处以节点404、节点405为例，如图6中节点404下方的箭头所示。
本应用例中备份节点生成一棵静默状态的组播树，并检测虚拟局域网链路状况，当虚拟局域网网络故障，当前主组播树不能转发组播报文时，备份组播树解除静默状态，开始转发组播报文。这样当虚拟局域网网络故障时，备份组播树迅速进行转发组播报文，不再依赖网络拓扑的重新生成并生成新的组播树，极大提高了组播业务的恢复速度，改善了用户体验。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的通信网络组播保护方法、系统及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种通信网络组播保护方法，其特征在于，包括：
设置组播树为静默状态，所述组播树是备份节点根据接收到的从网络中各节点发送的组播协议报文生成的；
根据检测是否接收到主节点或组播源发送的检测信息来检测网络故障；
当检测到网络故障时，解除所述组播树的静默状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置所述组播树为静默状态的步骤之前还包括：
备份节点将自己与主节点之间直接链路上的端口阻塞。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述检测信息是通告报文或链路状态信息，所述链路状态信息为主节点和组播源之间的链路状态信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据检测是否接收到主节点或组播源发送的检测信息来检测网络故障的步骤包括：
检测是否接收主节点通过组播源转发的通告报文和组播源直接发送的通告报文，若检测到能接收组播源直接发送的通告报文但是接收不到主节点通过组播源转发的通告报文时，则判断出主节点故障或者主节点和组播源之间的链路故障；或者，
检测是否能接收到所述链路状态信息，若所述链路状态信息显示链路发生故障，则判断出主节点和组播源之间的链路故障；若检测到接收不到所述链路状态信息，判断出主节点故障；或者
检测是否接收主节点通过环网转发的通告报文，若检测到不能接收主节点通过环网发转发的通告报文时，则判断出到主节点的环网链路故障。
5.一种网络备份节点设备，其特征在于，包括：
设置静默模块，用于设置备份节点根据接收到的从网络中各节点发送的组播协议报文生成的组播树为静默状态；
检测模块，用于根据检测是否接收到主节点或组播源发送的检测信息来检测网络故障；
解除静默模块，用于当检测到网络故障时，解除所述组播树的静默状态。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，在所述设置静默模块之前还包括：
阻塞模块：用于将本节点与主节点之间的直接链路上的端口阻塞。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述检测模块包括：
第一检测单元，用于检测是否接收主节点通过组播源转发的通告报文和组播源直接发送的通告报文，若检测到能接收组播源直接发送的通告报文但是不能接收主节点通过组播源转发的通告报文时，则判断出主节点故障或者主节点和组播源之间的链路故障；
第二检测单元，用于检测是否接收主节点通过环网转发的通告报文，若检测到不能接收主节点通过环网发转发的通告报文时，则判断出到主节点的环网链路故障。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一检测单元还用于：
检测是否能接收到所述链路状态信息，若所述链路状态信息显示链路发生故障，则判断出主节点和组播源之间的链路故障；若检测到接收不到所述链路状态信息，判断出主节点故障。
9.一种通信网络组播保护系统，其特征在于，包括：
主节点，用于通过组播源和通过环网分别定时向备份节点发送通告报文；
组播源，用于定时向备份节点发送通告报文；
备份节点，用于接收组播协议报文，根据所述组播协议报文生成组播树并设置所述组播树为静默状态；
根据检测是否接收到主节点或组播源发送的通告报文来检测网络故障，当检测到网络故障时，解除所述组播树的静默状态。
10.一种通信网络组播保护系统，其特征在于，包括：
主节点，用于定时向备份节点发送链路状态信息，并通过环网定时向备份节点发送通告报文；
备份节点，用于接收组播协议报文，根据所述组播协议报文生成组播树设置所述组播树为静默状态；根据检测是否接收到主节点发送的链路状态信息或通告报文来检测网络故障，当检测到网络故障时，解除所述组播树的静默状态。
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