CN102111279B - 一种组播数据的传输方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组播数据的传输方法和设备，该方法包括：第二设备接收来自PIM SM域中组播源的指定路由器的注册消息，并从所述注册消息中获得组播源的地址信息和组播源对应第一组播组的地址信息；所述第二设备经过所述第一设备向所述指定路由器发送携带组播源的地址信息和第一组播组的地址信息的(S，G)加入报文；所述第二设备从所述第一设备接收来自组播源的第一组播组对应的组播数据；所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点；或者，所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点、以及BIDIR PIM域中的接收者。本发明中，使得BIDIR PIM协议可得到广泛的应用。

Description

一种组播数据的传输方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种组播数据的传输方法和设备。

背景技术

随着IPTV(Internet Protocol Television，交互式网络电视)、视频会议等网络业务的开展，组播业务在现有网络上越来越受到广泛的应用，作为与单播和广播并列的通信方式，组播技术能够有效地解决单点发送、多点接收的问题，从而实现了网络中点到多点的高效数据传送，节约大量网络带宽、降低网络负载。

现有组播一般采用PIM(Protocol Independent Multicast，协议无关组播)协议，对于大型组播网络，部署PIM SM(Protocol Independent Multicast-SparseMode，协议无关组播-稀疏模式)协议最为普遍，PIM-SM属于稀疏模式的组播路由协议，使用“拉(Pull)模式”传送组播数据，适用于组播组成员分布相对分散、范围较广的大中型网络。此外，现有应用中，BIDIR(Bidirectional，双向)PIM协议也有着比较广泛的应用前景。

在PIM-SM中，运行PIM-SM协议的路由器周期性发送Hello消息，发现邻接的PIM路由器，并负责在多路访问网络中进行DR(Designated Router，指定路由器)选举。DR负责为与其直连的组成员向组播树根节点方向发送加入/剪枝消息，或将直连组播源的数据转发到组播分发树。

其中，PIM-SM通过建立组播分发树来进行组播数据包的转发，该组播分发树分为：以组G的RP为根的共享树和以组播源为根的最短路径树，PIM-SM可通过显式的加入/剪枝机制来完成组播分发树的建立与维护。

另外，PIM-SM中还涉及RP(Rendezvous Point，汇集点)的选择机制，具体的，在PIM-SM域内配置一个或多个候选自举路由器(Candidate-BSR)，并使用一定规则从中选出自举路由器(BSR)，PIM-SM域中还配置有候选RP路由器(Candidate-RP)，该候选RP将包含了地址及可服务的组播组等信息的报文单播发送给BSR，由BSR定期生成包括一系列候选RP以及相应组地址的自举消息，该自举消息在整个PIM-SM域中逐跳发送，路由器接收并保存该自举消息。

基于上述候选RP，当DR从直连主机接收到IGMP(Internet GroupManagement Protocol，互联网组管理协议)加入报文，如果该DR没有相应组的路由项，则使用hash算法将组地址映射到一个候选RP，然后向RP方向逐跳组播加入/剪枝消息。当DR从直连主机接收到组播数据包，如果该DR没有相应组的路由项，则使用hash算法将组地址映射到一个候选RP，然后将组播数据封装在注册消息中单播发送到RP。

BIDIR PIM是PIM SM的变种，组播流只会沿着相应组的双向共享树传递，路由器上只会出现(*，G)组播表项，该双向共享树以相应组的RP地址为根，形成非环的树状拓扑。组成员的加入过程需要通过Join(加入)报文来显式加入，来自组播源的组播流会被路由器无条件转发到RP，然后沿着树的各个分支流送往相应组的接收者。

另外，BIDIR PIM用于单个PIM域的多对多的应用，组播源可以任意多，与PIM-SM相比，BIDIR PIM节省了PIM-SM的源注册过程，从而使得所有路由器仅依靠(*，G)表项来进行组播流的转发，而不需要为特定组播源单独建立状态，如图1所示的单向共享树与源树的示意图和图2所示的双向共享树的示意图。

具体的，在BIDIR PIM中，为了避免组播流出现环路，引入了一种新的DF(Designated Forwarder，指定转发者)选举机制，以建立一棵以RP为根的不会成环的树。在每一个网段和点对点链路上，所有路由器均参与DF选举过程，该过程在特定网段或点对点链路上为每一个RP选举出一个路由器作为DF，DF负责向RP转发从该网段的接口上接收到的组播流。

DF选举过程基于单播路由表，具有到达RP的最佳单播路由的路由器会成为DF，从而保证只有一份组播流会被转发到RP。在为每个RP选举DF时，会出现同一网段上存在多个DF的可能，每一个DF分别为一个RP服务；此外，一个特定的路由器会在不同的接口上被选举为DF。

进一步的，存在接收者的网段上，只有被选举为DF的路由器才会将接收到IGMP加入报文的接口加入到出接口列表，并向RP发送(*，G)加入消息。当一个下游路由器需要加入共享树时，其发送加入消息的RPF邻居是该接口网段上的DF；路由器收到加入/离开消息时，如果该路由器不是消息接口网段上的DF，则忽略该消息；否则更新共享树。

BIDIR PIM域中的路由器只会创建(*，G)表项，(*，G)的出接口列表包括：路由器被选举为DF网段上的接口，收到IGMP加入消息或PIM加入消息的接口。如果路由器处于只有发送者没有接收者的共享树分支上，则会创建(*，G)表项，出接口列表为空。如果报文来自于RPF接口，则该报文按照(*，G)表项的出接口列表进行转发；否则，只有DF可向RP转发来自DF所在接口的报文，并将报文按照(*，G)表项的出接口列表进行转发，其他路由器丢弃来自非RPF接口的报文。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

BIDIR PIM具有很好的应用前景，适用于多对多的组播应用服务，然而在部署BIDIR PIM协议时，要求网络中所有的路由器都支持该BIDIR PIM协议，从而导致BIDIR PIM协议的应用范围受到了很大的限制。

在实际使用过程中，有的路由器只能支持PIM SM协议，有的路由器可以支持BIDIR PIM协议，而现有技术中并没有对PIM SM协议和BIDIR PIM协议进行很好的兼容，使BIDIR PIM协议不能广泛应用，在具有大量组播源的场景中，由于(S，G)表项过多导致路由器的规格受到了很大的限制。

发明内容

本发明提供一种组播数据的传输方法和设备，以将PIM SM域中的组播数据传输给BIDIR PIM域的接收者。

为了达到上述目的，本发明提出了一种组播数据的传输方法，应用于包括BIDIR PIM域和PIM SM域的组播网络中，BIDIR PIM域中与PIM SM域中第一设备连接的第二设备上使能PIM SM协议，且所述第二设备为PIM SM域中的汇聚点，该方法包括以下步骤：

所述第二设备接收来自PIM SM域中组播源的指定路由器的注册消息，并从所述注册消息中获得组播源的地址信息和组播源对应第一组播组的地址信息；

所述第二设备经过所述第一设备向所述指定路由器发送携带组播源的地址信息和第一组播组的地址信息的(S，G)加入报文，所述(S，G)加入报文经过的设备建立(S，G)表项；

所述第二设备从所述第一设备接收来自组播源的第一组播组对应的组播数据，所述组播数据根据所述(S，G)加入报文所经过的设备建立的(S，G)表项路由到所述第二设备；

所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点；或者，所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点、以及BIDIRPIM域中的接收者。

本发明提出了一种组播数据的传输设备，应用于包括BIDIR PIM域和PIMSM域的组播网络中，所述传输设备为BIDIR PIM域中与PIM SM域中第一设备连接的第二设备，且所述第二设备上使能PIM SM协议，并作为PIM SM域中的汇聚点，该传输设备包括：

注册消息接收模块，用于接收来自PIM SM域中组播源的指定路由器的注册消息；

地址信息获得模块，用于从所述注册消息中获得组播源的地址信息和组播源对应第一组播组的地址信息；

加入报文发送模块，用于经过所述第一设备向所述指定路由器发送携带组播源的地址信息和第一组播组的地址信息的(S，G)加入报文；

组播数据接收模块，用于从所述第一设备接收来自组播源的第一组播组对应的组播数据；

组播数据发送模块，用于将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点；或者，将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点、以及BIDIR PIM域中的接收者。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过在BIDIR PIM域中与PIMSM域中第一设备连接的第二设备上使能PIM SM协议，且将第二设备设置为PIM SM域中的汇聚点，可以通过第二设备将PIM SM域中的组播数据发送给BIDIR PIM域中的接收者，并将BIDIR PIM域中的组播数据发送给PIMSM域中的接收者；实现了BIDIR PIM和PIM SM的平滑对接，使得BIDIR PIM协议可得到广泛的应用。

附图说明

图1为现有技术中单向共享树与源树的示意图；

图2为现有技术中双向共享树的示意图；

图3为本发明一种应用场景下提出的组网模式图；

图4为本发明实施例一提出的一种组播数据的传输方法流程图；

图5为本发明实施例二提出的一种组播数据的传输方法流程图；

图6为本发明实施例三提出的一种组播数据的传输设备结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例进行详细说明。

本发明实施例一种应用场景下提出的组播数据的传输方法，应用于包含BIDIR PIM域和PIM SM域的组播网络中，如图3所示，为本发明实施例应用场景的组网示意图，R1、R2、R3、R4、R5为BIDIR PIM域中三层设备(可以为路由器或者三层交换机)，Client1、Client3、组播服务器Server1为BIDIR PIM域中的应用设备，S1、S2、S3、S4为PIM SM域中三层设备(可以为路由器或者三层交换机)，Client2、组播服务器Server2为PIMSM域中的应用设备，为了方便描述，本发明实施例中各三层设备以路由器为例进行说明。

本发明实施例中，组播服务器Server2为组播组G2提供组播数据，组播服务器Server1为组播组G1提供组播数据。

基于上述组网情况，本发明实施例的配置阶段情况如下：

A、在R1上使能PIM-SM协议，基于PIM-SM协议，运行PIM-SM的路由器(R1、S1、S2、S3、S4)会周期性发送PIM Hello消息，以发现邻接的PIM路由器。

具体的，R1通过发送PIM Hello消息，R1将S1作为自身的PIM SM邻居，记录R1上指向S1的出接口信息；同样的，S1将R1作为自身的PIMSM邻居，记录S1上指向R1的出接口信息；对S2、S3、S4等设备类似，例如，S1将S3、S2作为自身的PIM SM邻居，在此不再详加赘述。

在R1上使能BIDIR PIM协议，BIDIR PIM协议的邻居发现机制与PIMSM协议类似，不同的是，BIDIR PIM协议在PIM Hello消息中引入了Bidir-Capable选项，该选项用于路由器声明自己具有参与BIDIR PIM协议运行的能力，因此，基于BIDIR PIM协议，运行BIDIR PIM的路由器(R1、R2、R3、R4)会周期性发送PIM Hello消息，且R1将R2、R4作为自身的BIDIR邻居，以此类推，R2将R1、R3作为自身的BIDIR邻居，在此不再详加赘述。

B、在PIM-SM域中，可以配置多个候选的C-BSR，并按照一定的规则从多个候选的C-BSR中选举一个BSR，BSR是PIM-SM域的管理核心，一个PIM-SM域内只能有一个BSR。

本发明实施例中，需要将R1手工配置为PIM-SM域中所有组播组的C-RP(Candidate Rendezvous Point，候选汇聚点)，在多个候选的C-BSR选举BSR的过程中，R1可获知网络中哪个路由器为BSR，之后R1将自身的信息(如地址信息、可提供的组播组信息等)单播给BSR，BSR可将R1的信息广播给PIM-SM域中所有路由器(S1、S2、S3、S4等)；之后，由于本发明实施例中只配置R1为所有组播组的C-RP，则PIM-SM域中所有路由器均可保存R1的信息，且知道R1为PIM-SM域的RP。

在BIDIR PIM域中，基于现有的BIDIR PIM协议，各路由器(R1、R2、R3、R4、R5)之间可选举出BIDIR PIM域的RP，本发明实施例中以R2为例，则BIDIR PIM域中各个路由器会记录R2为RP的相关信息。

实施例一

基于上述组网情况和配置情况，如图4所示，组播源(组播服务器Server2)在PIM-SM域，接收者(Client1、Client3)在BIDIR PIM域时，相应的数据传输过程包括：

步骤101，PIM-SM域中，指定路由器S3收到组播服务器Server2发送的组播组G2的组播数据时，指定路由器S3通过注册消息将组播数据封装成单播报文，并将封装后的单播注册消息发送到组播组G2的汇聚点R1。

步骤102，当汇聚点R1收到该注册消息后，向组播服务器Server2逐跳发送(S，G2)加入报文。其中，上述注册消息中携带了组播服务器Server2的地址信息和组播组的地址信息(组播组G2的地址信息)；因此R1可将组播服务器Server2的地址作为目的地址向组播服务器Server2发送(S，G2)加入报文(S为组播服务器Server2的地址，G2为组播组G2的地址)。

具体的，在R1上到达组播服务器Server2的单播路由中，有指向S1的出接口，而且通过PIM Hello消息维护的邻居表项中，也有上述指向S1的出接口，则R1可通过指向S1的出接口将(S，G2)加入报文发送给S1；S1根据(S，G2)加入报文建立(S，G)表项，该(S，G)表项出接口指向R1。

同样的，在S1上到达组播服务器Server2的单播路由中，有指向S3的出接口，而且S3上维护的邻居表项中也有上述指向S3的出接口，则S1可通过指向S3的出接口将(S，G2)加入报文发送给S3；S3根据(S，G2)加入报文建立(S，G)表项，该(S，G)表项出接口指向S1。

进一步的，由于S3为组播服务器Server2的指定路由器，当S3接收到(S，G2)加入报文后，不再向其他路由器发送(S，G2)加入报文。这样，从汇聚点R1到组播服务器Server2所经过的路由器形成了SPT(最短路径树)的分支，分支上的路由器在其转发表中生成了(S，G)表项。

步骤103，组播服务器Server2发出的组播数据沿着已建立好的SPT到达汇聚点R1。

具体的，组播服务器Server2将组播数据发送给指定路由器S3，由于S3已建立(S，G)表项，当S3接收到来自组播服务器Server2的组播数据后，可匹配到对应的(S，G)表项，且(S，G)表项的出接口指向S1，则S3将通过该出接口将组播数据发送给S1；之后，当S1接收到来自S3的组播数据后，可匹配到对应的(S，G)表项，且(S，G)表项的出接口指向R1，则S1将通过该出接口将组播数据发送给R1。

需要注意的是，上述步骤101-103为PIM-SM域中组播数据传输至汇聚点R1的过程，本发明实施例中，由于该R1上还使能了BIDIR PIM协议，而且BIDIR PIM域中的汇聚点为R2，则该方法还包括：

步骤104，R1将组播数据发送给R2。在PIM-SM域中，R1作为汇聚点可接收到来自组播服务器Server2的组播数据；在BIDIR PIM域中，由于汇聚点为R2，在R1上到达R2的单播路由中，有指向R2的出接口，且通过PIM Hello消息维护的邻居表项中，也有上述指向R2的出接口，则R1可通过指向R2的出接口将组播数据发送给R2。

需要注意的是，当R1接收到来自组播服务器Server2的组播数据后，还需要匹配自身的(*，G)表项，如果可匹配到组播组G2对应的(*，G)表项，则通过(*，G)表项的出接口将组播数据转发出去。例如，R1在接收到组播数据之前，接收到来自R4的(*，G2)加入报文时，则R1将建立组播组G2的(*，G)表项，且(*，G)表项的出接口指向R4，此时R1匹配(*，G)表项后可通过指向R4的出接口将组播数据发送给R4。

具体的，当Client1需要接收来自组播服务器Server2的组播数据时，加入组播服务器Server2对应的组播组G2。其中，Client1通过IGMP加入报文通知自身的指定转发者R4，该Client1想加入组播组G2。当R4接收到IGMP加入报文后，获知组播组G2的信息，建立(*，G)表项，出接口指向Client1，并向BIDIR PIM域中汇聚点R2发送(*，G2)加入报文。

由于R4上到达R2的单播路由中，有指向R1的出接口，且通过PIMHello消息维护的邻居表项中也有上述指向R1的出接口，则R4可通过指向R1的出接口将(*，G2)加入报文发送给R1，由R1根据(*，G2)加入报文建立(*，G)表项，出接口指向R4。

由于R1上到达R2的单播路由中，有指向R2的出接口，且通过PIMHello消息维护的邻居表项中也有上述指向R2的出接口，则R1可通过指向R2的出接口将(*，G2)加入报文发送给R2，由R2根据(*，G2)加入报文建立(*，G)表项，出接口指向R1。

因此，R1在接收到组播数据后，可匹配到出接口指向R4的(*，G)表项，并根据该出接口指向R4的(*，G)表项将组播数据发送给R4；R4接收到来自R1的组播数据后，可匹配到出接口指向Client1的(*，G)表项，并根据出接口指向Client1的(*，G)表项将组播数据发送给Client1。

步骤105，R2将组播数据发送给BIDIR PIM域中的接收者Client3。

本步骤之前，当Client3需要接收来自组播服务器Server2的组播数据时，加入组播服务器Server2对应的组播组G2。其中，Client3通过IGMP加入报文通知自身的指定转发者R5，该Client3想加入组播组G2。当R5接收到IGMP加入报文后，获知组播组G2的信息，建立(*，G)表项，出接口指向Client3，并向BIDIR PIM域中的汇聚点R2发送(*，G2)加入报文。

具体的，由于R5上到达R2的单播路由中有指向R2的出接口，且通过PIM Hello消息维护的邻居表项中也有上述指向R2的出接口，则R5可通过指向R2的出接口将(*，G2)加入报文发送给R2，由R2根据(*，G2)加入报文建立(*，G)表项，出接口指向R5。

本步骤中，当R2接收到来自R1的组播数据后，可匹配到出接口指向R5的(*，G)表项，并根据该出接口指向R5的(*，G)表项将组播数据发送给R5。当R5接收到来自R2的组播数据后，可匹配到出接口指向Client3的(*，G)表项，并根据该出接口指向Client3的(*，G)表项将组播数据发送给Client3。

本发明实施例中，当R2接收到来自R1的组播数据后，如果没有匹配到组播组G2对应的(*，G)表项，则R2丢弃接收到的组播数据。

需要注意的是，现有技术中，针对步骤102，当汇聚点R1收到来自指定路由器S3的注册报文后，如果R1通过匹配自身的(*，G)表项获知组播组G2没有接收者时(即R1上没有组播组G2的(*，G)表项)，则R1向组播服务器Server2的指定路由器S3发送注册停止报文。

本发明实施例中，当汇聚点R1收到来自指定路由器S3的注册报文后，即使R1通过匹配自身的(*，G)表项获知组播组G2没有接收者时，也不会向组播服务器Server2的指定路由器S3发送注册停止报文。

实施例二

基于上述组网情况和配置情况，如图5所示，组播源(组播服务器Server1)在BIDIR PIM域，接收者(Client2)在PIM-SM域时，相应的数据传输过程包括：

步骤201，在BIDIR PIM域中，组播服务器Server1向其对应的指定转发者R3发送组播数据，该组播数据的组播组地址为G1。

步骤202，R3将组播数据发送给汇聚点R2。在BIDIR PIM域中，由于汇聚点为R2，在R3上到达R2的单播路由中，有指向R2的出接口，且通过PIM Hello消息维护的邻居表项中，也有上述指向R2的出接口，则R3可通过指向R2的出接口将组播数据发送给R2。

另外，当R3接收到组播数据后，可根据组播组地址G1建立(*，G)表项，且该(*，G)表项中出接口为RPF接口(RPF接口为指向汇聚点R2的接口，即R3上指向R2方向的接口)。

步骤203，R2匹配自身的(*，G)表项，如果可匹配到组播组G1对应的(*，G)表项，则通过(*，G)表项的出接口将组播数据转发出去。

本步骤之前，如果有接收者向R2发送给(*，G1)加入报文，则R2上会建立组播组G1对应的(*，G)表项，从而在本步骤中可通过(*，G)表项的出接口转发该组播数据。

本发明实施例中，以PIM-SM域中有接收者Client2需要加入组播组G1为例进行说明，则步骤203之前，

当Client2需要接收来自组播服务器Server1的组播数据时，加入组播服务器Server1对应的组播组G1。其中，Client2通过IGMP加入报文通知自身的指定路由器S4，该Client2想加入组播组G1。当S4接收到IGMP加入报文后，获知组播组G1的信息，建立(*，G)表项，出接口指向Client2，并向PIM-SM域中的汇聚点R1发送(*，G1)加入报文，其中携带组播组G1的地址信息。

具体的，由于S4上到达R1的单播路由中，有指向S2的出接口，且通过PIM Hello消息维护的邻居表项中，也有上述指向S2的出接口，则S4可通过指向S2的出接口将(*，G1)加入报文发送给S2，由S2根据(*，G1)加入报文建立(*，G)表项，出接口指向S4。

由于S2上到达R1的单播路由中，有指向S1的出接口，且通过PIMHello消息维护的邻居表项中，也有上述指向S1的出接口，则S2可通过指向S1的出接口将(*，G1)加入报文发送给S1，由S1根据(*，G1)加入报文建立(*，G)表项，出接口指向S2。

由于S1上到达R1的单播路由中，有指向R1的出接口，且通过PIMHello消息维护的邻居表项中，也有上述指向R1的出接口，则S1可通过指向R1的出接口将(*，G1)加入报文发送给R1，本发明实施例中，当R1接收到(*，G1)加入报文后，对于需要加入的组播组G1，分为以下情况：

(1)如果R1中存在组播组G1对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中包含了至少一个非RPF接口(RPF接口为指向汇聚点R2的接口，即R1上指向R2方向的接口)的出接口(如R1上指向R4的出接口)，则表明之前已经有对应的(*，G1)加入报文向汇聚点R2发起过加入过程(如针对Client1的加入过程)，此时，R1在该组播组G1对应的(*，G)表项中添加一个新的指向S1的出接口即可。

(2)如果R1中存在组播组G1对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中出接口只为RPF接口，则表明之前已经向汇聚点R2发送过对应组播组G1的组播数据(如R1接收到来自BIDIR PIM域中其他路由器的组播数据，并将该组播数据发送给R2的过程中，会建立(*，G)表项，且(*，G)表项的出接口为R1上指向R2方向的接口)，此时，R1在该组播组G1对应的(*，G)表项中添加一个指向S1的出接口，并向R2发送基于BIDIR PIM协议的(*，G1)加入报文。为了区分方便，本发明实施例中，可称来自PIM SM域的S1的(*，G1)加入报文为PIM SM(*，G1)加入报文，称向R2发送的基于BIDIR PIM协议的(*，G1)加入报文为BIDIR PIM(*，G)加入报文。

(3)如果R1中存在组播组G1对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中存在指向S1的出接口，则(*，G)加入报文的加入过程结束。

(4)如果R1中不存在组播组G1对应的(*，G)表项，则表明之前没有对应的(*，G1)加入报文向汇聚点R2发起过加入过程，此时，R1根据来自S1的(*，G1)加入报文建立(*，G)表项，出接口指向S1，并向R2发送基于BIDIR PIM协议的(*，G1)加入报文。

本发明实施例中，R1向R2发送基于BIDIR PIM协议的(*，G1)加入报文的过程，具体为：

当R1接收到基于PIM SM协议的(*，G1)加入报文后，R1的CPU(软件层)根据协议类型(PIM SM协议)将(*，G1)加入报文发送给组播模块的PIM SM模块，由PIM SM模块解析出要加入的组地址G1的信息，并将组地址G1的信息发送到组播模块的BIDIR PIM模块，由BIDIRPIM模块根据组地址G1的信息生成基于BIDIR PIM协议的(*，G1)加入报文。

之后，在BIDIR PIM域中，由于汇聚点为R2，在R1上到达R2的单播路由中，有指向R2的出接口，且通过PIM Hello消息维护的邻居表项中，也有上述指向R2的出接口，则R1可通过指向R2的出接口将基于BIDIRPIM协议的(*，G1)加入报文发送给R2；由R2根据(*，G1)加入报文建立组播组G1的(*，G)表项，且该(*，G)表项的出接口指向R1。

基于上述(*，G)表项的建立过程，步骤203中，如果R2匹配到出接口指向R1的(*，G)表项，则R2根据(*，G)表项的出接口将组播数据发送给R1。

步骤204，R1接收到来自R2的组播数据后，匹配组播组G1对应的(*，G)表项，并通过匹配到的(*，G)表项的出接口将组播数据发送给S1。其中，在Client2的(*，G1)加入报文的加入过程中，R1上会建立出接口指向S1的(*，G)表项，因此R1可匹配到组播组G1对应的(*，G)表项，并通过(*，G)表项的出接口将组播数据发送给S1。

步骤205，S1接收到来自R1的组播数据后，匹配组播组G1对应的(*，G)表项，将匹配到的(*，G)表项修改为(S，G)表项，并通过(S，G)表项的出接口将组播数据发送给S2。其中，S为组播源(组播服务器Server1)的地址，可以从组播数据中获知。

在Client2的(*，G1)加入报文的加入过程中，S1上会建立出接口指向S2的(*，G)表项，因此S1可匹配到组播组G1对应的(*，G)表项，将(*，G)表项修改为(S，G)表项，且(S，G)表项的出接口指向S2，并通过(S，G)表项的出接口将组播数据发送给S2。

步骤206，S2接收到来自S1的组播数据后，匹配组播组G1对应的(*，G)表项，将匹配到的(*，G)表项修改为(S，G)表项，并通过(S，G)表项的出接口将组播数据发送给S4。

S4接收到来自S2的组播数据后，匹配组播组G1对应的(*，G)表项，将匹配到的(*，G)表项修改为(S，G)表项，并通过(S，G)表项的出接口将组播数据发送给Client2。

其中，S2、S4与S1的处理过程类似，在此不再详加赘述。

需要注意的是，基于上述实施例二，当Client2加入组播组G1后，如果Client2不再需要来自组播服务器Server1的组播数据时，则Client2会退出组播组G1，相应的过程包括：

Client2通过IGMP离开报文通知自身的指定路由器S4，该Client2想退出组播组G1。当S4接收到IGMP离开报文后，可获知组播组G1的信息，如果组播组G1对应(S，G)表项只有指向Client2的出接口，则S4删除组播组G1对应(S，G)表项，而且由于S4上到达R1的单播路由中有指向S2的出接口，且邻居表项中也有上述指向S2的出接口，则S4可通过指向S2的出接口将(S，G1)剪枝报文发送给S2；如果组播组G1对应(S，G)表项不是只有指向Client2的出接口，则S4删除组播组G1对应(S，G)表项中的指向Client2的出接口，结束流程。

类似的，如果S2接收到(S，G1)剪枝报文，且组播组G1对应(S，G)表项只有指向S4的出接口，则S2删除组播组G1对应(S，G)表项，并将(S，G1)剪枝报文发送给S1；如果S1接收到(S，G1)剪枝报文，且组播组G1对应(S，G)表项只有指向S2的出接口，则S1删除组播组G1对应(S，G)表项，并将(S，G1)剪枝报文发送给R1。

当R1接收到基于PIM SM协议的(S，G1)剪枝报文后，对于需要退出的组播组G1，R1的CPU(软件层)根据协议类型(PIM SM协议)将(S，G1)剪枝报文发送给组播模块的PIM SM模块，由PIM SM模块解析出要退出的组地址G1的信息，并将组地址G1的信息发送到组播模块的BIDIR PIM模块，由BIDIR PIM模块根据组地址G1的信息生成基于BIDIRPIM协议的(*，G1)剪枝报文。

根据该(*，G1)剪枝报文，如果组播组G1对应(*，G)表项只有指向S1的出接口，则R1删除组播组G1对应(*，G)表项；如果组播组G1对应(*，G)表项不是只有指向S1的出接口(如还有指向R4的出接口)，则R1删除组播组G1对应(*，G)表项中的指向S1的出接口。

进一步的，如果R1上还存在组播组G1对应(*，G)表项，则R1不会发送(*，G1)剪枝报文给R2。如果R1删除了组播组G1对应(*，G)表项时，由于R1上到达R2的单播路由中，有指向R2的出接口，且邻居表项中也有上述指向R2的出接口，则R1可通过指向R2的出接口将(*，G1)剪枝报文发送给R2。

之后，根据(*，G1)剪枝报文，如果R2上的组播组G1对应(*，G)表项只有指向R1的出接口，则R2删除组播组G1对应(*，G)表项，如果R2上的组播组G1对应(*，G)表项不是只有指向R1的出接口，则R2删除组播组G1对应(*，G)表项中指向R1的出接口，结束流程。

另外，需要注意的是，基于现有的PIM-SM协议，当S4建立了(S，G)表项，获知组播源的地址后，可不再通过共享树RPT接收组播数据，即不通过汇聚点R1接收组播数据；而通过最短路径树SPT接收组播数据。

具体的，S4可发起从RPT向SPT的切换，S4向组播服务器Server2逐跳发送(S，G2)加入报文，并最终到达组播服务器Server2的指定路由器S3。其中，S4向S3发送(S，G2)加入报文，由S3生成(S，G)表项，出接口指向S4，从而建立SPT分支。之后，组播服务器Server2向S3发送组播数据，S3根据(S，G)表项可匹配到指向S4的出接口，并通过该出接口将组播数据发送给S4；之后，S4根据(S，G)表项匹配到指向Client2的出接口，并通过该出接口将组播数据发送给Client2。

由上可以看出，当不采用共享树发送组播数据时，R1无法接收到来自组播服务器Server2的组播数据；也就无法将组播数据发送至BIDIR PIM域中。因此，本发明实施例中，需要使得PIM-SM域中的路由器只能通过共享树进行数据传输，而不进行RPT向SPT的切换过程。

具体的，在现有运行PIM-SM的路由器上，可配置是否允许RPT向SPT的切换过程；而本发明实施例中，通过配置不允许RPT向SPT切换，从而使得各个路由器通过共享树进行数据传输，继而使得汇聚点R1一直可以接收到来自组播服务器Server2的组播数据。

另外，为了实现不允许RPT向SPT切换的过程，还可以在进行RPF检查时要求(S，G)表项的RPF接口指向R1，使得PIM-SM域中的接收者只接收来自R1的组播数据。

实施例三

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例还提出了一种组播数据的传输设备，应用于包括BIDIR PIM域和PIM SM域的组播网络中，所述传输设备为BIDIR PIM域中与PIM SM域中第一设备连接的第二设备，且所述第二设备上使能PIM SM协议，并作为PIM SM域中的汇聚点，如图6所示，该传输设备包括：

注册消息接收模块11，用于接收来自PIM SM域中组播源的指定路由器的注册消息；

地址信息获得模块12，用于从所述注册消息中获得组播源的地址信息和组播源对应第一组播组的地址信息；

加入报文发送模块13，用于经过所述第一设备向所述指定路由器发送携带组播源的地址信息和第一组播组的地址信息的(S，G)加入报文；

组播数据接收模块14，用于从所述第一设备接收来自组播源的第一组播组对应的组播数据；

组播数据发送模块15，用于将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点；或者，将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点、以及BIDIRPIM域中的接收者。

所述组播数据发送模块15，具体用于如果第一组播组对应的(*，G)表项中存在指向BIDIR PIM域中设备的非RPF接口的第一出接口，将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点，并通过所述第一出接口将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的接收者；否则，将所述组播数据发送给BIDIRPIM域中的汇聚点。

本发明实施例中，该设备还包括：

加入报文接收模块16，用于从所述第一设备接收来自PIM SM域中接收者的指定路由器的PIM SM(*，G)加入报文，所述PIM SM(*，G)加入报文中携带第二组播组的地址信息；

(*，G)表项处理模块17，用于当存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中存在指向所述第一设备的出接口时，确定PIMSM(*，G)加入报文的加入过程结束；

当存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中存在指向BIDIR PIM域中设备的非RPF接口的出接口时，在所述第二组播组对应的(*，G)表项中添加指向所述第一设备的出接口；

当存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中出接口只为RPF接口时，在第二组播组对应的(*，G)表项中添加指向所述第一设备的出接口，并向BIDIR PIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文；

当不存在第二组播组对应的(*，G)表项时，建立第二组播组对应的(*，G)表项，且(*，G)表项的出接口指向所述第一设备，并向BIDIRPIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文。

本发明实施例中，该设备还包括PIM SM模块18和BIDIR PIM模块19，

所述PIM SM模块18，用于从PIM SM(*，G)加入报文中解析第二组播组的地址信息；并将第二组播组的地址信息发送给所述BIDIR PIM模块；

所述BIDIR PIM模块19，用于根据第二组播组的地址信息生成BIDIRPIM(*，G)加入报文；

所述(*，G)表项处理模块17，具体用于向BIDIR PIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文。

所述组播数据接收模块14，还用于从BIDIR PIM域中的汇聚点接收来自BIDIR PIM域中组播源的携带第二组播组地址信息的组播数据；

所述组播数据发送模块15，还用于当第二组播组对应的(*，G)表项中存在指向所述第一设备的第三出接口时，通过所述第三出接口将所述组播数据发送给所述第一设备，经过所述第一设备将所述组播数据发送给PIMSM域中接收者。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种组播数据的传输方法，应用于包括BIDIR PIM(双向协议无关组播)域和PIM SM(协议无关组播-稀疏模式)域的组播网络中，其特征在于，BIDIR PIM域中与PIM SM域中第一设备连接的第二设备上使能PIM SM协议，且所述第二设备为PIM SM域中的汇聚点，该方法包括以下步骤：

所述第二设备接收来自PIM SM域中组播源的指定路由器的注册消息，并从所述注册消息中获得组播源的地址信息和组播源对应第一组播组的地址信息；

所述第二设备经过所述第一设备向所述指定路由器发送携带组播源的地址信息和第一组播组的地址信息的(S，G)加入报文，所述(S，G)加入报文经过的设备建立(S，G)表项；

所述第二设备从所述第一设备接收来自组播源的第一组播组对应的组播数据，所述组播数据根据所述(S，G)加入报文所经过的设备建立的(S，G)表项路由到所述第二设备；

所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点；或者，所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点、以及BIDIRPIM域中的接收者。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点；或者，所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点、以及BIDIR PIM域中的接收者，具体包括：

如果所述第二设备上的第一组播组对应的(*，G)表项中存在指向BIDIR PIM域中设备的非RPF接口的第一出接口，所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIRPIM域中的汇聚点，并通过所述第一出接口将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的接收者；否则，所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二设备将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点，之后还包括：

如果所述BIDIR PIM域中的汇聚点上的第一组播组对应的(*，G)表项中存在指向所述第二设备之外其他设备的第二出接口，所述BIDIR PIM域中的汇聚点通过所述第二出接口将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的接收者；否则，所述BIDIR PIM域中的汇聚点丢弃所述组播数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第二设备从所述第一设备接收来自PIM SM域中接收者的指定路由器的PIM SM(*，G)加入报文，所述PIM SM(*，G)加入报文中携带第二组播组的地址信息；

如果所述第二设备上存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中存在指向所述第一设备的出接口，则PIM SM(*，G)加入报文的加入过程结束；

如果所述第二设备上存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中存在指向BIDIR PIM域中设备的非RPF接口的出接口，所述第二设备在所述第二组播组对应的(*，G)表项中添加指向所述第一设备的出接口；

如果所述第二设备上存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中出接口只为RPF接口，则所述第二设备在第二组播组对应的(*，G)表项中添加指向所述第一设备的出接口，并向BIDIR PIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文；

如果所述第二设备上不存在第二组播组对应的(*，G)表项，所述第二设备建立第二组播组对应的(*，G)表项，且(*，G)表项的出接口指向所述第一设备，并向BIDIR PIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二设备向BIDIR PIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文，具体包括：

所述第二设备接收到PIM SM(*，G)加入报文后，第二设备的PIM SM模块从PIM SM(*，G)加入报文中解析出第二组播组的地址信息；

所述PIM SM模块将第二组播组的地址信息发送给第二设备的BIDIRPIM模块，所述BIDIR PIM模块根据第二组播组的地址信息生成BIDIRPIM(*，G)加入报文；

所述第二设备向BIDIR PIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述第二设备从BIDIR PIM域中的汇聚点接收来自BIDIR PIM域中组播源的携带第二组播组地址信息的组播数据；

如果所述第二设备上的第二组播组对应的(*，G)表项中存在指向所述第一设备的第三出接口，所述第二设备通过所述第三出接口将所述组播数据发送给所述第一设备，经过所述第一设备将所述组播数据发送给PIM SM域中接收者。

7.一种组播数据的传输设备，应用于包括BIDIR PIM(双向协议无关组播)域和PIM SM(协议无关组播-稀疏模式)域的组播网络中，其特征在于，所述传输设备为BIDIR PIM域中与PIM SM域中第一设备连接的第二设备，且所述第二设备上使能PIM SM协议，并作为PIM SM域中的汇聚点，该传输设备包括：

注册消息接收模块，用于接收来自PIM SM域中组播源的指定路由器的注册消息；

地址信息获得模块，用于从所述注册消息中获得组播源的地址信息和组播源对应第一组播组的地址信息；

加入报文发送模块，用于经过所述第一设备向所述指定路由器发送携带组播源的地址信息和第一组播组的地址信息的(S，G)加入报文；

组播数据接收模块，用于从所述第一设备接收来自组播源的第一组播组对应的组播数据；

组播数据发送模块，用于将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点；或者，将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点、以及BIDIR PIM域中的接收者。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，

所述组播数据发送模块，具体用于如果第一组播组对应的(*，G)表项中存在指向BIDIR PIM域中设备的非RPF接口的第一出接口，将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的汇聚点，并通过所述第一出接口将所述组播数据发送给BIDIR PIM域中的接收者；否则，将所述组播数据发送给BIDIRPIM域中的汇聚点。

9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，该设备还包括：

加入报文接收模块，用于从所述第一设备接收来自PIM SM域中接收者的指定路由器的PIM SM(*，G)加入报文，所述PIM SM(*，G)加入报文中携带第二组播组的地址信息；

(*，G)表项处理模块，用于当存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中存在指向所述第一设备的出接口时，确定PIM SM(*，G)加入报文的加入过程结束；

当存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中存在指向BIDIR PIM域中设备的非RPF接口的出接口时，在所述第二组播组对应的(*，G)表项中添加指向所述第一设备的出接口；

当存在第二组播组对应的(*，G)表项，且该(*，G)表项中出接口只为RPF接口时，在第二组播组对应的(*，G)表项中添加指向所述第一设备的出接口，并向BIDIR PIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文；

当不存在第二组播组对应的(*，G)表项时，建立第二组播组对应的(*，G)表项，且(*，G)表项的出接口指向所述第一设备，并向BIDIRPIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，该设备还包括PIM SM模块和BIDIR PIM模块，

所述PIM SM模块，用于从PIM SM(*，G)加入报文中解析第二组播组的地址信息；并将第二组播组的地址信息发送给所述BIDIR PIM模块；

所述BIDIR PIM模块，用于根据第二组播组的地址信息生成BIDIRPIM(*，G)加入报文；

所述(*，G)表项处理模块，具体用于向BIDIR PIM域中的汇聚点发送BIDIR PIM(*，G)加入报文。

11.如权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述组播数据接收模块，还用于从BIDIR PIM域中的汇聚点接收来自BIDIR PIM域中组播源的携带第二组播组地址信息的组播数据；

所述组播数据发送模块，还用于当第二组播组对应的(*，G)表项中存在指向所述第一设备的第三出接口时，通过所述第三出接口将所述组播数据发送给所述第一设备，经过所述第一设备将所述组播数据发送给PIM SM域中接收者。

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