CN101834791A

CN101834791A - 一种组播报文转发方法

Info

Publication number: CN101834791A
Application number: CN201010156068A
Authority: CN
Inventors: 吴鸣宇; 裴刚强
Original assignee: Raisecom Technology Co Ltd
Current assignee: Raisecom Technology Co Ltd
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: CN101834791B

Abstract

本发明公开了一种组播报文转发方法：当接收到的组播报文映射到的终级转发表为空时，判断组播报文的转发模式是否已经被配置，如果是，按照配置的转发模式生成对应的终级转发表中的物理链路转发组播报文；如果没有，则根据组播报文头判断组播报文是否对时间先后顺序有要求，如果有，将组播报文按照散列转发模式生成对应的终级转发表中的物理链路转发组播报文；如果没有，则将组播报文按照轮询转发模式生成对应的终级转发表中的物理链路转发组播报文。应用本发明所述的方法，能够使得对时间先后顺序有要求的组播报文采用散列方式进行转发，在网络带宽得到充分利用的前提下，保证了数据流的正确传输，从而保证了组播网络中数据流的连续性和高品质。

Description

一种组播报文转发方法

技术领域

本发明涉及网络数据传输技术领域，特别涉及一种组播报文转发方法。

背景技术

当前，在网络数据传输中存在单播、广播和组播三种报文转发方式。其中，在单播报文转发方式中，相互关联的主机进行点对点报文转发，一个主机只能同与其关联的主机进行报文转发，无法接收到与其没有关联的主机所发出的报文；在广播报文转发中，作为广播数据源的主机向子网内的所有主机发出报文，所述子网内的所有主机均能接收到来自数据源的报文，从而实现点对多点的报文转发；组播报文转发方式则介于单播报文转发方式和广播报文转发方式之间，其实现原理为：作为数据源的主机向一组主机发送报文，属于所述组的各个主机均可接收到所述报文，该种报文转发方式也属于点对多点的报文转发方式。

随着网络技术日新月异的发展，需要越来越多的采用点对多点的报文转发方式来实现相应的报文转发。在现有技术中，通常采用如上所述的单播报文转发方式和组播报文转发方式来实现点对多点的报文转发。

在采用单播报文转发方式时，作为数据源的服务器需要和接收报文的各个接收点分别建立单播连接，在报文转发过程中，服务器需要根据接收点的个数，对所需发送的报文进行复制，得到多份相同的报文，然后，再分别利用与接收点的单播连接，将复制的多份报文分别发送至相应的接收点，从而实现点对多点的报文转发。采用此种方式，虽然能够实现点对多点报文转发，但是，需要服务器对所需发送的报文进行大量复制，从而会加服务器的负荷、增大对服务器性能的要求；同时，由于需要将多份相同的报文转发分别利用单播连接在网络中转发，会在网络中形成较大流量的报文，从而增加了网络的负担，甚至可能造成网络拥塞。

利用组播报文转发方式实现点对多点报文转发，则可较好的解决上述问题。在利用组播报文转发方式实现点对多点报文转发的过程中，作为数据源的发送方无需进行报文复制，仅需将一份待发送报文通过网络发送出去，待该报文到达需要复制分发的接收点后，再进行复制分发，从而使得每一个网段中仅需进行一份报文的传输。该种方式由于无需服务器进行报文的复制，且网络中不需要将多份相同的报文在同一个网段中进行同时传输，因此减轻了服务器的负荷，并降低了网络的负担。

图1为现有所采用的组播网络的结构示意图。如图1所示，该组播网络中主要包括多个服务器11、核心路由器12、多个边缘路由器13以及每个边缘路由器13对应的多个PC机14。其中，服务器11用于产生PC机14所需的数据流，核心路由器12和边缘路由器13用于进行数据流的传输，边缘路由器13还用于将数据流分发给与其对应的每个PC机14。当PC机14需要某种数据流时，会通过边缘路由器13和核心路由器12向对应的服务器11发送获取数据流请求，服务器11接收到所述数据流请求后，将数据流通过核心路由器12和边缘路由器13之间的传输发送给获取数据流的PC机14。

目前，在核心路由器12和边缘路由器13之间传输数据流时采用的是链路聚合技术，链路聚合技术也称为主干技术或捆绑技术，其实质是将两台设备之间的数条物理链路聚合成一条数据通路，称为一条聚合链路，该链路在逻辑上是一个整体，图2给出了现有聚合链路的结构示意图。如图2所示，设备21和设备22之间有物理链路1、物理链路2等n个物理链路，这n个物理链路聚合成一条聚合链路，此时，设备21和设备22之间的数据流会通过聚合链路来传输，在通过聚合链路传输数据流时，聚合链路内部的物理链路共同完成数据流的传输，如果其中的某条物理链路出现故障，则数据流会迅速地转移到其它未出现故障的物理链路上传输。结合图1所述的组播网络，核心路由器12和边缘路由器13之间在进行数据流传输时采用的就是聚合链路传输，服务器11中的数据流到达核心路由器12后，由核心路由器12决定采用该聚合链路中的哪条物理链路对该数据流进行传输到边缘路由器13中，因此，确定通过哪条物理链路传输数据流成了组播传输中急需解决的问题。

目前，主要有两种方案来确定传输数据流所采用的物理链路，一是采用轮询方式来传输数据流，也就是将接收到的数据流依次通过每条物理链路来传输，由于有些数据流只能通过特定的物理链路来传输，因此，采用这种方式传输数据流时会导致某些数据流不能正确地被传输；二是采用散列方式来传输数据流，也就是将某个特定的数据流只通过某条特定的物理链路来传输，当网络中传输的特定的数据流很多时，也就使得整个传输过程只通过某条物理链路，其它物理链路得不到充分利用，也就导致网络带宽利用率不高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种组播报文转发方法，能够在网络带宽得到充分利用的前提下，保证数据流的正确传输，从而保证了组播网络中数据流的连续性和高品质。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种组播报文转发方法，该方法包括：

当接收到的组播报文的转发模式已经被配置时，按照配置的转发模式生成对应的终级转发表，并按照生成的终级转发表中的物理链路转发所述组播报文；

当接收到的组播报文的转发模式没有被配置，且所述组播报文对时间先后顺序敏感时，按照散列转发模式生成对应的终级转发表，再按照生成的终级转发表中的物理链路转发所述组播报文，否则，轮询转发模式生成对应的终级转发表，再按照生成的终级转发表中的物理链路转发所述组播报文，

其中，所述终级转发表中存储了组播报文的标识以及组播报文对应的转发模式和转发所需的物理链路。

综上所述，本发明提出的组播报文转发方法，通过对聚合链路接收到的报文是否有时间先后顺序要求进行判断，并对时间先后顺序有要求的报文采用散列方式进行转发，从而能够在网络带宽得到充分利用的前提下，保证数据流的正确传输，也就保证了组播网络中数据流的连续性和高品质。

附图说明

图1为现有组播网络的结构示意图。

图2为现有技术中聚合链路的结构示意图。

图3为本发明所采用的组播报文转发的工作流程图。

图4为本发明组播网络中聚合链路震荡处理方法的工作流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种新的基于聚合链路的组播报文转发方法，即通过对聚合链路接收到的组播报文是否有时间先后顺序的要求进行判断，并对时间先后顺序有要求的组播报文采用散列方式进行转发，从而能够在网络带宽得到充分利用的前提下，保证数据流的正确传输，也就保证了组播网络中数据流的连续性和高品质。

基于上述介绍，本发明所述方案的具体实现包括：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

参见图3，图3即为本发明所采用的组播报文转发的工作流程图。该流程包括：

步骤301～302：使用聚合链路的设备收到报文后，判断该报文是否是组播报文，如果是组播报文，执行步骤303；否则，结束该流程。

需要说明的是，在本步骤中，聚合链路只能对组播报文进行转发，因此，如果接收到的报文不是组播报文，则直接结束该处理流程。

步骤303：判断收到的组播报文是否为网络组管理协议(IGMP)报文或组播成员发现(MLD)协议报文，如果是，执行步骤304；否则，执行步骤310。

当收到的报文为组播报文时，还需进一步判断该组播报文是否为IGMP报文或MLD协议报文，如果是IGMP报文或MLD协议报文，需要通过此种类型的报文来生成或者删除对应的组播转发表条目；如果不是的话，则说明该报文是组播数据报文，应当直接按照之前已经存在的组播报文的初级转发表直接进行转发，执行步骤310，且所述初级转发表中至少包括了转发该报文的聚合链路的标识以及需要接收该报文的组播组的地址信息。

步骤304～305：判断收到的IGMP报文或MLD协议报文是否是查询(query)报文，如果是，按处理query报文的流程对该报文进行处理后，结束该处理流程；否则，执行步骤306。

当收到的组播报文为IGMP报文或MLD协议报文时，还需对该IGMP报文或MLD协议报文的类型进行判断，如果该IGMP报文或MLD协议报文为query报文，则按照处理query报文的流程对收到的报文进行处理后，结束该处理流程；如果该IGMP报文或MLD协议报文不是query报文，则执行步骤306。

需要说明的是，具体如何处理query报文为现有技术，这里不再赘述。

步骤306～307：判断收到的IGMP报文或MLD协议报文是否是离开(leave)报文，如果是，按处理leave报文的流程对该报文进行处理后，结束该处理流程；否则，执行步骤308。

当收到的IGMP报文或MLD协议报文不是query报文时，还需判断该IGMP报文或MLD协议报文是否为leave报文，如果该IGMP报文或MLD协议报文为leave报文，则按照处理leave报文的流程对收到的报文进行处理后，结束该处理流程；如果该IGMP报文或MLD协议报文不是leave报文，则执行步骤308。

需要说明的是，具体如何处理leave报文也为现有技术，这里不再赘述。

步骤308：判断收到的IGMP报文或MLD协议报文是否是report报文，如果是，执行步骤309；否则，结束该处理流程。

当收到的IGMP报文或MLD协议报文不是leave报文时，还需进一步判断该IGMP报文或MLD协议报文是否是报告(report)报文，如果是，执行步骤309；如果不是，则结束该处理流程。

在此处对上述的步骤304-308补充说明一点：当收到的组播报文是IGMP报文或MLD协议报文时，依次判断是否为query报文、leave报文以及report报文(在其他实施例中，也可以先进行是否为query报文的判断，再进行是否为leave报文的判断)使本发明实施例所提出的方法在数据通信系统的应用中具有更好的适应性、兼容性和稳定性，而对query报文、leave报文的判断是为了能预先删除不必要的组播转发表项，使报文处理过程更简单。在一般情况下，也可以直接进行report报文的判断，而无需再对其他类型报文进行判断，此时当判断所接收到的报文为非report报文时，直接按照现有技术中的相应报文处理过程进行处理，此处不做描述，只有当判断所接收到的报文为report报文时，才执行步骤309。也就是说，在判断所述IGMP报文或MLD协议报文为report报文之前，需要排出所述IGMP报文或MLD协议报文是否是query报文或leave报文中的至少一个。

步骤309：根据报文中组播组的地址，生成初级转发表。

如果收到的IGMP报文或MLD协议报文是report报文，则从该report报文中得到需要接收该report报文的组播组的地址，并根据该地址以及用于转发该报文的聚合链路标识生成初级转发表，同样地，该初级转发表中至少包括了转发该report报文的聚合链路的标识以及需要接收该report报文的组播组的地址信息。

步骤310～311：使用接收到的报文中的地址查询初级转发表，并判断是否查询到初级转发表，如果查询到，执行步骤313；否则，执行步骤312。

对接收到的报文进行分析，找到其中的地址，并根据找到的地址查询是否存在对应的初级转发表，如果查询到对应的初级转发表，说明该报文是之前已经被转发过的报文或者是建立了初级转发表的报文，则执行步骤313；如果没有查询到对应的初级转发表，说明该报文不需要按照聚合链路的形式来转发，则执行步骤312。

步骤312：如果没有查询到对应的初级转发表，则按照现有流程对接收到的报文进行处理后，结束该处理流程。

步骤313：如果查询到对应的初级转发表，还需将该初级转发表映射到对应的终级转发表。

在本步骤中，当所述接收到的组播报文存在初级转发表时，即能够查询到对应的初级转发表，如果查询到对应的初级转发表后，由于初级转发表中存储了终级转发表中的存储位置信息，因此，通过初级转发表中的存储位置信息就可以映射得到对应的终级转发表，也就完成了由初级转发表映射到终级转发表的过程。

需要说明的是，终级转发表中存储的是一些报文的标识以及该报文对应的需要转发的转发模式和转发所需的物理链路。

步骤314：判断映射到的终级转发表是否为空，如果是，执行步骤315；否则，执行步骤322。

在将初级转发表映射到对应的终级转发表后，还需进一步判断映射到的终级转发表是否为空，如果终级转发表为空，说明该报文之前没有通过该聚合链路转发过，则执行步骤315；如果终级转发表不为空，说明该报文之前已经通过该聚合链路转发过，则执行步骤322。

步骤315：判断接收到的报文的转发模式是否已被配置，如果已经被配置，执行步骤316；如果还未被配置，则执行步骤319。

当映射到的终级转发表为空时，需要进一步判断报文的转发模式是否已被配置，即是否有该报文的默认转发模式，如果有，即按照默认的转发模式，生成对应的终级转发表；如果没有，则执行步骤319。

步骤316～317：如果接收到的报文的转发模式已经被配置，还需进一步判断该报文是否被配置为散列转发模式，如果是，获取该报文的物理链路，并根据获取到的物理链路生成该报文的终级转发表后，执行步骤322；否则，执行步骤318。

需要说明的是，在本步骤中，获取物理链路的具体过程为：通过初级转发表找到对应的聚合链路，进而在聚合链路中获取到对应的物理链路。

步骤318：如果接收到的报文没有被配置为散列转发模式，则选取聚合链路中的某条物理链路，并生成对应的终级转发表，再执行步骤322。

如果接收到的已被配置的报文没有被配置为散列转发模式，则说明该报文被配置的是轮询转发模式，此时，从聚合链路中选取当前使用的物理链路中的下一个物理链路，将其作为转发该报文的物理链路，并生成对应的终级转发表后，再执行步骤322。

步骤319：如果接收到的报文的转发模式没有被配置，还需进一步判断该报文对于时间先后顺序是否敏感，如果是，执行步骤320；否则，执行步骤321。

需要说明的是，报文对于时间先后顺序是否敏感是通过对报文头特征进行判断得到的。

步骤320：将接收到的报文的转发模式配置为散列，并根据所述配置生成对应的终级转发表后，执行步骤322。

当接收到的报文对于时间先后顺序敏感时，则该报文需要通过一条物理链路来转发，即需要将该报文配置为散列转发模式，并根据配置好的散列转发模式生成对应的终级转发表后，执行步骤322。

步骤321：将接收到的报文的转发模式配置为轮询，并根据所述配置生成对应的终级转发表。

当接收到的报文对于时间先后顺序不敏感时，说明该报文可以通过不同的物理链路来转发，此时只需将该报文配置为轮询转发模式即可，并根据配置好的轮询转发模式生成对应的终级转发表。

步骤322：通过终级转发表中的物理链路转发对应的报文。

需要说明的是，在终级转发表中存储的是一些报文以及该报文对应的需要转发的转发模式和转发所需的物理链路，通过对应的物理链路即可转发对应的报文，具体如何通过物理链路转发报文已为现有技术，这里不再赘述。

至此，即完成了本发明所采用的组播报文转发的整个工作流程。

当当前聚合链路中的某条物理链路发生故障时，如果还通过故障的物理链路来转发报文，则会出现转发不成功的情况，此时，可通过相应的处理过程将当前报文转移到未发生故障的物理链路上，具体处理过程参见图4。图4即为本发明所采用的组播网络中聚合链路震荡时的处理的工作流程。该流程包括：

步骤401：获取发生故障的物理链路所在的聚合链路对应的初级转发表。

在本步骤中，在当前使用的聚合链路中的某条物理链路发生故障时，获取该物理链路所在的聚合链路对应的初级转发表。

需要说明的是，在本步骤中，每条聚合链路都有一个对应的标识，其初级转发表中也存储了该标识，根据该标识就可以获取到聚合链路对应的初级转发表。

步骤402：判断是否获取到聚合链路对应的初级转发表，如果是，执行步骤403；否则，结束该处理流程。

在本步骤中，需要判断是否获取到发生故障的物理链路所在的聚合链路对应的初级转发表，如果获取到，则执行步骤403；如果没有获取到，则结束该处理流程。

步骤403：判断获取到的初级转发表是否为空表，如果是，则结束该处理流程；否则，执行步骤404。

当获取到聚合链路对应的初级转发表后，还需进一步判断该初级转发表是否为空表，也即该初级转发表中有无存储终级转发表的存储位置信息，如果没有终级转发表的存储位置信息，则结束该处理流程；如果有终级转发表的存储位置信息，也即初级转发表不为空，则执行步骤404。

需要说明的是，步骤401-403实际上是为了找出发生故障的物理链路所在的聚合链路对应的每一个终级转发表的。

步骤404：将初级转发表映射到的第一个终级转发表作为当前终级转发表。

当获取到的初级转发表不为空表，也即在该初级转发表中存储有终级转发表的存储位置信息时，需要将初级转发表映射到的第一个终级转发表作为当前终级转发表。

步骤405：判断当前终级转发表中存储的转发模式是否为散列，如果是，执行步骤408；否则，执行步骤406。

步骤406：判断当前终级转发表中存储的转发模式是否为轮询，如果是，执行步骤407后，再执行步骤409；否则，直接执行步骤409。

步骤407：如果当前终级转发表中存储的转发模式是轮询，则按照轮询转发模式更新当前终级转发表后，再执行步骤409。

步骤408：如果当前终级转发表中存储的转发模式是散列，则按照散列转发模式更新当前终级转发表。

步骤409：更新完当前终级转发表后，判断当前终级转发表是否是初级转发表映射到的最后一个终级转发表，如果是，结束该处理流程；否则，执行步骤410。

步骤410：如果当前终级转发表不是初级转发表映射到的最后一个转发表，还需将当前终级转发表映射到的下一个终级转发表作为当前终级转发表，并返回执行步骤405，直至当前终级转发表为初级转发表映射到的最后一个转发表。

至此，即完成了本发明所采用的组播网络中的聚合链路发生震荡时的整个处理过程。

总之，本发明所采用的组播报文转发方法，首先通过对聚合链路接收到的报文是否有时间先后顺序要求进行判断，并对时间先后顺序有要求的报文采用散列方式进行转发，而对时间先后顺序没有要求的报文可采用轮询方式进行转发，从而能够在网络带宽得到充分利用的前提下，保证数据流的正确传输，也就保证了组播网络中数据流的连续性和高品质。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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

1.一种组播报文的转发方法，其特征在于，该方法包括：

2.如权利要求1所述的转发方法，其特征在于，所述组播报文对时间先后顺序敏感是根据组播报文头的特定标识来确定的。

3.如权利要求1所述的转发方法，其特征在于，当所述接收到的组播报文存在初级转发表时，所述终级转发表是根据初级转发表中存储的终级转发表的存储位置信息而映射得到的。

4.如权利要求3所述的转发方法，其特征在于，当所述接收到的组播报文为网络组管理协议IGMP报文或组播成员发现MLD协议报文，且判断出所述IGMP报文或MLD协议报文为report报文时，根据所述report报文中组播组的地址以及用于转发所述report报文的聚合链路标识生成初级转发表。

5.如权利要求4所述的转发方法，其特征在于，所述判断出所述IGMP报文或MLD协议报文为report报文之前，该转发方法还包括：排除所述IGMP报文或MLD协议报文是否是query报文或leave报文中的至少一个。

6.如权利要求1所述的转发方法，其特征在于，当所述接收到的组播报文的转发模式已经被配置，且当所述配置的转发模式为散列时，按照散列转发模式生成对应的终级转发表，并按照生成的终级转发表中的物理链路转发所述组播报文；否则，按照轮询转发模式生成对应的终级转发表，并按照生成的终级转发表中的物理链路转发所述组播报文。

7.如权利要求1所述的转发方法，其特征在于，当终级转发表中存储的转发所需的物理链路发生故障时，该方法进一步包括：找出发生故障的物理链路所在的聚合链路对应的每一个终级转发表。

8.如权利要求7所述的转发方法，其特征在于，所述找出发生故障的物理链路所在的聚合链路对应的每一个终级转发表之前，该转发方法进一步包括：根据发生故障的物理链路所在的聚合链路标识获取所述发生故障的物理链路对应的初级转发表。

9.如权利要求8所述的转发方法，其特征在于，当所述获取初级转发表为不为空时，依次获取初级转发表映射到的每一个终级转发表，并按照所述每一个终级转发表中当前存储的转发模式更新每一个终极转发表。