CN102064999A - 实现组播报文转发的方法和组播报文转发设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种实现组播报文转发的方法和组播报文转发设备，其中方法包括：创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为出接口的组播隧道接口(MTI)，如果存在，则根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播出接口，将所述公网组播出接口添加到私网转发表项的出接口链表；将所述公网组播出接口的类型定为隧道，并将用于隧道封装的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址。本发明能够减轻PE设备三层转发平面的负担。

Description

实现组播报文转发的方法和组播报文转发设备

技术领域

本发明涉及组播虚拟专用网(VPN)技术领域，特别涉及实现组播报文转发的方法和组播报文转发设备。

背景技术

组播VPN是基于多协议标签交换(MPLS)L3 VPN网络来实现组播传输的技术，目前，组播VPN技术实现最广泛的是利用组播域(MD)方案来实现组播VPN，简称为MD VPN。

图1为现有技术中的MD VPN组网结构示意图。MD VPN组网结构中的各个站点(Site)之间彼此孤立，只有借助运营商的骨干网才能实现通信。

在MD VPN中，组播源的组播报文在MD域内的转发过程为：

入隧道时(VPN内的报文进行隧道封装以穿越公网到达远端站点时称为入隧道)：来自组播源的私网组播报文在VPN本地站点最终转发到相邻的PE上；之后，相邻PE根据私网组播报文的源地址(C-S)和目的地址(C-G)，查找私网转发表项([C-S，C-G])的出接口链表，将该私网组播报文复制到出接口链表中的MTI接口；采用该MTI接口的隧道源地址和目的地址对私网组播报文进行隧道封装，形成公网组播报文；根据公网组播报文的源地址(P-S)和目的地址(P-G)，查找公网转发表项([P-S，P-G])的出接口链表，将公网组播报文复制到对应的公网组播出接口，在公网中进行传输，最终传输至与接收端相连的远端PE。

出隧道时(带有隧道封装的报文需要剥离隧道封装以在VPN内转发时称为出隧道)：远端PE根据公网组播报文的源地址(P-S)和目的地址(P-G)，查找公网转发表项([P-S，P-G])的出接口链表，将公网组播报文复制到出接口链表中的MTI接口；对公网组播报文进行隧道解封装，将其还原为私网组播报文；根据私网组播报文的源地址(C-S)和目的地址(C-G)，查找私网转发表项([C-S，C-G])的出接口链表，将该私网组播报文复制到对应的私网组播出接口，最终到达接收端。

具体到图1所示的MD VPN组网结构中，PE1与PE2之间预先建立组播隧道(MT)，其组播隧道接口为MTI0；私网组播目的地址为C-G＝225.1.1.1，公网组播目的地址为P-G＝239.1.1.1。

组播源生成并发送私网组播报文，其源地址为C-S＝192.1.1.1，目的地址为C-G＝225.1.1.1，PE1接收该私网组播报文。

PE1中预先保存了私网转发表项([C-S，C-G])和公网转发表项([P-S，P-G])，如表1和表2分别为PE1中[C-S，C-G]和[P-S，P-G]的内容。

PE1的[C-S，C-G]	[192.1.1，225.1.1.1]
		RPF接口	Eth1/1

出接口链表

MTI 0

表1

PE1的[P-S，P-G]	[10.1.1.1，239.1.1.1]
		RPF接口	MTI 0
出接口链表	Eth1/2

表2

PE1根据私网组播报文的源地址和目的地址查找表1，查找到对应的出接口为MTI0，将私网组播报文复制到MTI0；将私网组播报文进行隧道封装，封装后形成的公网组播报文的源地址为P-S＝10.1.1.1，是组播VPN的PIM邻居的协议地址；目的地址为P-G＝239.1.1.1；根据公网组播报文的源地址和目的地址查找表2，查找到对应的出接口Eth1/2，将公网组播报文复制到Eth1/2，在公网中传输，最终到达接收端连接的远端PE2。

PE2中预先保存了私网转发表项([C-S，C-G])和公网转发表项([P-S，P-G])，如3和表4分别为PE2中[C-S，C-G]和[P-S，P-G]的内容。

PE2的[C-S，C-G]	[192.1.1，225.1.1.1]
		RPF接口	MTI 0
出接口链表	Eth2/2

表3

PE2的[P-S，P-G]	[10.1.1.1，239.1.1.1]
		RPF接口	Eth2/1
出接口链表	MTI 0

表4

远端PE2根据公网组播报文的源地址和目的地址，查找表4，查找到对应的出接口为MTI0，将公网组播报文复制到MTI0；对私网组播报文进行解封装，解封装后还原为私网组播报文，其源地址为C-S＝192.1.1.1，目的地址为C-G＝225.1.1.1；根据私网组播报文的源地址和目的地址查找表3，查找到对应的出接口Eth2/2，将公网组播报文复制到Eth2/2，最终到达接收端。

另外，上述转发表项中的反向路径转发(RPF)接口用于RPF检查，如果报文的实际到达接口与转发表项中的RPF接口不一致，则RPF检查失败。

从上述过程可以看出，在现有的组播VPN技术中，入隧道和出隧道时，PE都需要进行两次组播转发表项的查找，这使得PE设备三层转发平面的负担较重。

发明内容

本发明提出一种实现组播报文转发的方法，用于通过一次组播转发表项的查找实现组播VPN业务，减轻PE设备三层转发平面的负担。

本发明还提出一种实现组播报文转发的组播报文转发设备，用于通过一次组播转发表项的查找实现组播VPN业务，减轻PE设备三层转发平面的负担。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现组播报文转发的方法，包括：

创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为出接口的组播隧道接口MTI，如果存在，则根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播出接口，将所述公网组播出接口添加到私网转发表项的出接口链表；

将所述公网组播出接口的类型定为隧道，并将用于隧道封装的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址。

一种组播报文转发设备，包括：

第一创建模块，用于在创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为出接口的MTI，如果存在，则根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播出接口；将所述公网组播出接口添加到私网转发表项的出接口链表，将所述公网组播出接口的类型定为隧道，并将用于隧道封装的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址。

综上可见，本发明提出的组播报文转发的方法和组播报文转发设备，在创建私网转发表项时，将MTI对应的公网组播出接口添加到私网转发表项的出接口链表中，并且不再生成MTI；后续收到组播报文时，可以只通过查找私网转发表项获取公网组播出接口，将组播报文复制到公网组播出接口并进行封装，从而实现了通过一次组播转发表项的查找实现组播VPN业务，减轻PE设备三层转发平面的负担。

附图说明

图1为现有技术中的MD VPN组网结构示意图；

图2为本发明实施例一创建用于出隧道转发的私网转发表项的流程示意图；

图3为本发明实施例一出隧道转发组播报文的流程示意图；

图4为本发明实施例一PE1转发组播报文的流程示意图；

图5为本发明实施例二创建用于入隧道转发的私网转发表项的流程示意图；

图6为本发明实施例二入隧道转发组播报文的流程示意图；

图7为本发明实施例二PE2转发组播报文的流程示意图；

图8为本发明实施例公网转发表项([P-S，P-G])和私网转发表项([C-S，C-G])的关联关系示意图。

具体实施方式

在MD VPN网络的骨干网中存在PE、P、P/PE三种设备，其中，P/PE设备是相对MD VPN的某条组播流而言的，如果该组播流在某个设备上既要出隧道并在VPN内组播复制，又要在公网上继续进行组播复制到其他P或者PE，则将该设备称为P/PE设备。如图1中的PE2即为P/PE设备。本发明仅针对PE设备和P/PE设备(统称为组播报文转发设备)，对P设备不做改动。

本发明采用与现有技术中不同的方式创建PE设备或P/PE设备中的私网转发表项([C-S，C-G])，PE设备或P/PE设备收到组播报文后，只需查找该私网转发表项([C-S，C-G])，即可对组播报文进行转发。以下举具体的实施例对私网转发表项([C-S，C-G])的创建方式进行说明。

实施例一：

本实施例针对进行出隧道转发的PE或P/PE设备。

首先创建私网转发表项([C-S，C-G])，参见图2，图2为本发明实施例一创建用于出隧道转发的私网转发表项的流程示意图。包括：

步骤201：判断PE或P/PE设备的私网组播路由表中是否存在作为出接口的MTI，如果存在，则说明该PE或P/PE设备要将报文转发到远端站点，继续执行步骤202。

步骤202：根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找公网转发表项([P-S，P-G])，获取该MTI对应的公网组播出接口。

步骤203：将所述公网组播出接口添加到私网转发表项([C-S，C-G])的出接口链表，并且在私网转发表项([C-S，C-G])中不再生成MTI。同时，将该公网组播出接口的类型定为隧道，且将用于隧道封装的源地址和目的地址分别设置为该MTI接口的隧道源地址和目的地址。

仍以图1的组网结构为例，其中，PE1是进行出隧道转发的设备，PE1的私网组播路由表中存在出接口MTI0；MTI0的隧道源地址＝10.1.1.1，目的地址＝239.1.1.1，根据MTI0的隧道源地址和目的地址查找公网转发表项([P-S，P-G])(见表2)，获取MTI0接口对应的公网组播出接口为Eth1/2；将Eth1/2添加到私网转发表项([C-S，C-G])的出接口链表，并且不再生成MTI0，同时将Eth1/2的类型定为隧道，且将用于隧道封装的源地址和目的地址设置为MTI0接口的隧道源地址和目的地址[10.1.1.1，239.1.1.1]。创建的PE1的私网转发表项([C-S，C-G])如表5所示：

表5

对私网转发表项([C-S，C-G])创建完成之后，就可以进行组播报文的转发。参见图3，图3为本发明实施例一出隧道转发组播报文的流程示意图。包括：

步骤301：PE或P/PE设备接收来自组播源的私网组播报文，根据该私网组播报文的源地址和目的地址查找私网转发表项([C-S，C-G])，将私网组播报文复制到出接口。

步骤302：如果上述出接口的类型为隧道，则采用预先为该出接口设置的用于隧道封装的源地址和目的地址对私网组播报文进行隧道封装，形成公网组播报文，在公网中进行传输。

仍以图1的组网结构为例，其中，PE1收到来自组播源的私网组播报文，该私网组播报文的源地址为192.1.1.1，目的地址为225.1.1.1；根据源地址和目的地址查找私网转发表项([C-S，C-G])(表5)，将该私网组播报文复制到出接口Eth1/2中。出接口Eth1/2的类型为隧道，则采用预先设置的源地址和目的地址对私网组播报文进行封装，形成公网组播报文，在公网中进行传输。

上例中，修改后的PE1的私网转发表项([C-S，C-G])的出接口链表中仅有一个公网组播出接口Eth1/2，如果出接口链表中还包括私网组播出接口，则复制到私网组播出接口的私网组播报文可以直接发送出去。如图4所示，图4为本发明实施例一PE1转发组播报文的流程示意图，包括：

步骤401：PE1接收来自组播源的私网组播报文，该私网组播报文的源地址为192.1.1，目的地址为225.1.1.1。

步骤402：查找私网转发表项([C-S，C-G])，如果出接口链表中包含Eth1/2和Eth1/3，则将该私网组播报文分别复制到Eth1/2和Eth1/3。

步骤403：由于Eth1/2为公网组播出接口，则将私网组播报文隧道封装为公网组播报文。

实施例二：

本实施例针对进行出隧道转发的PE或P/PE设备。

首先创建私网转发表项([C-S，C-G])，参见图5，图5为本发明实施例二创建用于入隧道转发的私网转发表项的流程示意图。包括：

步骤501：判断PE或P/PE设备的私网组播路由表中是否存在作为入接口的MTI，如果存在，则说明该PE或P/PE设备要接收来自远端的报文，则为该PE或P/PE设备下发隧道终结表项，且隧道终结的源地址和目的地址分别设置为该MTI的隧道源地址和目的地址。

步骤502：根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找公网转发表项([P-S，P-G])，获取该MTI对应的公网组播RPF接口。

步骤503：将所述公网组播RPF接口作为所述私网转发表项的RPF接口。

在步骤502和503中，采用公网组播RPF接口作为私网转发表项的RPF接口的目的是保证后续转发组播报文时进行的RPF检测不会出错。

仍以图1的组网结构为例，其中，PE2是进行出隧道转发的设备，PE2的私网组播路由表中存在作为入接口的MTI0，MTI0的隧道源地址＝10.1.1.1，目的地址＝239.1.1.1，则为PE2下发隧道终结表项，且隧道终结的源地址为10.1.1.1，目的地址为239.1.1.1。根据MTI0的隧道源地址和目的地址查找公网转发表项([P-S，P-G])(见表4)，获取MTI0接口对应的公网组播RPF接口为Eth2/1，将Eth2/1设置为PE2的私网转发表项([C-S，C-G])的RPF接口。创建出的PE2的私网转发表项([C-S，C-G])如表6所示：

本实施例创建的PE2的[C-S，C-G]	[192.1.1，225.1.1.1]
		RPF接口	Eth2/1
出接口链表	Eth2/2

表6

对私网转发表项([C-S，C-G])创建完毕之后，就可以进行组播报文的转发。参见图6，图6为本发明实施例二入隧道转发组播报文的流程示意图。包括：

步骤601：PE或P/PE设备接收来自公网的公网组播报文，根据预先设置的隧道终结表项，对该公网组播报文进行隧道终结，还原为私网组播报文。

步骤602：根据该私网组播报文的源地址和目的地址查找私网转发表项([C-S，C-G])，将该私网组播报文复制到对应的出接口中。

对于PE设备，所有的出接口都是私网组播出接口(即用于向私网中传输报文的接口)，此时，复制后的私网组播报文可以直接传输。但是，对于P/PE设备，由于出接口链表中存在公网组播出接口(即用于向公网中传输报文的接口)，就需要对私网组播报文重新进行隧道封装，即继续执行步骤603。

步骤603：当所述出接口为公网组播出接口时，将所述私网组播报文重新隧道封装为公网组播报文。

仍以图1的组网结构为例，参见图7，图7为本发明实施例二PE2转发组播报文的流程示意图，包括：

步骤701：PE2收到来自公网的公网组播报文，该公网组播报文的源地址为10.1.1.1，目的地址为239.1.1.1；由于PE2已经保存了相应的隧道终结表项，则PE2对收到的公网组播报文进行隧道终结，还原为私网组播报文。

步骤702：PE2根据私网组播报文的源地址和目的地址查找私网转发表项([C-S，C-G])，如果出接口链表中包含Eth2/2和Eth2/3，则PE2将该私网组播报文分别复制到Eth2/2和Eth2/3。由于Eth2/2是私网组播出接口，则复制到该接口的私网组播报文可以直接在私网中传输。由于Eth2/3是公网组播出接口，则需要对复制到该接口的私网组播报文重新封装，即执行步骤703。

步骤703：对复制到Eth2/3接口的所述私网组播报文重新进行隧道封装，形成公网组播报文。

上述实施例中，如果组播报文转发设备的多条私网组播路由表中存在同一个MTI出接口，则组播报文转发设备的多条私网转发表项([C-S，C-G])就与同一条公网转发表项([P-S，P-G])关联，此时可以通过引用计数来进行共用，不需要为每条私网转发表项([C-S，C-G])生成单独的公网组播出接口。如果该MTI对应的公网转发表项([P-S，P-G])的公网组播出接口发生了变化，则会自动更新到私网组播路由表中存在该MTI出接口的组播报文转发设备的所有私网转发表项([C-S，C-G])上；当私网组播路由表中的MTI出接口不再存在时，可以从私网转发表项([C-S，C-G])的出接口链表中删除该MTI出接口对应的公网转发表项([P-S，P-G])的所有公网组播出接口。参见图8，图8为本发明实施例公网转发表项([P-S，P-G])和私网转发表项([C-S，C-G])的关联关系示意图。

在图8中，PE的私网转发表项1([C-S，C-G]1)的出接口链表中包括：接口11、接口12、MTI0对应的公网组播出接口(包括接口1和接口2)；PE的私网转发表项2([C-S，C-G]2)的出接口链表中包括：接口21、MTI0对应的公网组播出接口(包括接口1和接口2)；在图8中，同一条公网转发表项([P-S，P-G])同时与两条私网转发表项([C-S，C-G])关联，此时引用计数＝2来进行共用。当MTI0对应的公网转发表项([P-S，P-G])的公网组播出接口发生了变化时，则直接自动更新到PE的两条私网转发表项([C-S，C-G])上；当PE私网组播路由表中的出接口MTI0不再存在时，可以直接从对应的私网转发表项([C-S，C-G])的出接口链表中删除MTI0对应的公网转发表项([P-S，P-G])的所有公网组播出接口(即图8中的接口1和接口2)。

本发明实施例还提出一种报文转发设备，包括：

第一创建模块，用于在创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为出接口的MTI，如果存在，则根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播出接口，将所述公网组播出接口添加到私网转发表项的出接口链表；将所述公网组播出接口的类型定为隧道，并将用于隧道封装的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址。

上述设备可以进一步包括：

第二创建模块，用于在创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为入接口的MTI，如果存在，则向所述组播报文转发设备下发隧道终结表项，且隧道终结的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址；根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播RPF接口，将所述公网组播RPF接口作为所述私网转发表项的RPF接口。

本发明提出的方法和组播报文转发设备，在创建私网转发表项时，如果私网组播路由表中存在作为出接口的MTI，则将该MTI对应的公网组播出接口添加到私网转发表项的出接口链表中，并且不再生成MTI。后续收到来自组播源的私网组播报文时，可以只通过查找私网转发表项获取公网组播出接口，将组播报文复制到公网组播出接口并进行封装；如果私网组播路由表中存在作为入接口的MTI，则下发隧道终结表项，同时将私网转发表项的RPF接口设置为该MTI对应的公网组播RPF接口，后续收到来自公网的组播报文时，剥离隧道封装形成私网组播报文，根据该私网组播报文的源地址和目的地址查找私网转发表项，将私网组播报文复制到出接口。通过上述方式，在出隧道和入隧道时均实现了通过一次组播转发表项的查找完成组播VPN业务，从而减轻了PE设备三层转发平面的负担。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种实现组播报文转发的方法，其特征在于，所述方法包括：

创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为出接口的组播隧道接口MTI，如果存在，则根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播出接口，将所述公网组播出接口添加到私网转发表项的出接口链表；

将所述公网组播出接口的类型定为隧道，并将用于隧道封装的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述组播报文转发设备接收来自组播源的私网组播报文，根据所述私网组播报文的源地址和目的地址查找所述私网转发表项，将所述私网组播报文复制到私网转发表项的出接口；

当所述出接口的类型为隧道时，采用预先设置的用于隧道封装的源地址和目的地址对复制到所述出接口的私网组播报文进行隧道封装，形成公网组播报文。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为入接口的MTI，如果存在，则向所述组播报文转发设备下发隧道终结表项，且将隧道终结的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址；

根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播反向路径转发RPF接口，将所述公网组播RPF接口作为所述私网转发表项的RPF接口。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述组播报文转发设备接收来自公网的公网组播报文，根据所述隧道终结表项，将所述公网组播报文剥离隧道封装，形成私网组播报文；

根据所述私网组播报文的源地址和目的地址查找所述私网转发表项，将所述私网组播报文复制到私网转发表项的出接口。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当所述出接口为公网组播出接口时，将复制到所述公网组播出接口的私网组播报文重新隧道封装为公网组播报文。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：当所述MTI对应的公网组播出接口发生变化时，将变化后的公网组播出接口更新到所有私网组播路由表中存在所述MTI的组播报文转发设备的私网转发表项。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：当所述组播报文转发设备的私网组播路由表中不存在所述MTI时，删除所述私网转发表项中所述MTI对应的公网转发表项的所有公网组播出接口。

8.一种组播报文转发设备，其特征在于，所述设备包括：

第一创建模块，用于在创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为出接口的MTI，如果存在，则根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播出接口；将所述公网组播出接口添加到私网转发表项的出接口链表，将所述公网组播出接口的类型定为隧道，并将用于隧道封装的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括：

第一转发模块，用于接收来自组播源的私网组播报文，根据所述私网组播报文的源地址和目的地址查找所述私网转发表项，将所述私网组播报文复制到私网转发表项的出接口；

当所述出接口的类型为隧道时，采用预先设置的用于隧道封装的源地址和目的地址对复制到所述出接口的私网组播报文进行隧道封装，形成公网组播报文。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括：

第二创建模块，用于在创建组播报文转发设备的私网转发表项时，判断所述组播报文转发设备的私网组播路由表中是否存在作为入接口的MTI，如果存在，则向所述组播报文转发设备下发隧道终结表项，且将隧道终结的源地址和目的地址分别设置为所述MTI的隧道源地址和目的地址；根据该MTI的隧道源地址和目的地址查找所述组播报文转发设备的公网转发表项，获取该MTI对应的公网组播RPF接口，将所述公网组播RPF接口作为所述私网转发表项的RPF接口。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括：

第二转发模块，用于接收来自公网的公网组播报文，根据所述隧道终结表项，将所述公网组播报文剥离隧道封装，形成私网组播报文；

根据所述私网组播报文的源地址和目的地址查找所述私网转发表项，将所述私网组播报文复制到私网转发表项的出接口。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述第二转发模块还用于，

当所述出接口为公网组播出接口时，将复制到所述公网组播出接口的私网组播报文重新隧道封装为公网组播报文。

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