CN102223286A - 实现组播转发的方法、交换设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种实现组播转发的方法、交换设备和系统，涉及IP通讯技术领域，能够实现灵活组网，并且正确使能组播代理功能。方法包括：接收组播协议报文；判断所述组播协议报文的发送方；若所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备，则透传所述组播协议报文；若所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。

Description

实现组播转发的方法、交换设备和系统
技术领域
本发明涉及IP通讯技术领域，尤其涉及一种实现组播转发的方法、交换设备和系统。
背景技术
在一个简单的树形拓扑网络中，可以使用IGMP(Internet Group ManagementProtocol，互联网组管理协议)以及IGMP Proxy(互联网组管理协议代理)功能完成组播组的学习和分发。部署IGMP Proxy功能可以有效的减少协议报文的开销，节约带宽。然而，使用IGMP Proxy有一个前提条件，需要网络拓扑为树形结构，设备之间具有明确的上下游关系。
菊花链组网是用H-VPLS(Hierarchical Virtual Private LAN Service，层次化的虚拟专用局域网)方式将PW(Pseudo-Wires，虚链路)互相拼接，形成的一个半环形组网，如图1所示，最上端的路由设备M和N通过PIM(ProtocolIndependent Multicast，协议无关组播)选举出一台指定路由设备，例如路由设备M，承担组播数据的转发，下面的交换设备A、B和C使能IGMP Snooping(Internet Group Management Protocol Snooping，互联网组管理协议侦听)、IGMPProxy，将组播数据按需转发给终端用户。在环网中使能IGMP Proxy会产生如下问题：交换设备A、C都是交换设备B的上游设备，同时也是交换设备B的下游设备。当交换设备B收到用户发送的225.1.1.1的Join(加入)消息时，会将此消息发送到交换设备A、C；交换设备A、C收到225.1.1.1的Join消息也会发到各自的上游设备，其中包括交换设备B。这样交换设备B会认为自己有三个端口都需要225.1.1.1的数据，而实际上只有一个用户。
现有技术解决上述问题的方法是利用IGMP查询器选举的方式选出一个查询器为唯一上游设备，如路由设备M。其它设备严格符合下列逻辑关系：交换设备A是交换设备B的上游设备、交换设备B是交换设备C的上游设备、交换设备C是交换设备D的上游设备。这样，就保证了设备间正确的拓扑关系，因此IGMP Proxy功能可以正常部署，但严格限制了只有一个设备为上游设备，这样，当环网发生故障时，需要重新进行协议收敛才能再建立起正确的上下游关系。如当交换设备B故障时，需要重新建立交换设备D是交换设备C上游设备这样的关系，组播业务才能回复正常，牺牲了环网快速故障恢复的优势。
发明内容
本发明实施例提供一种实现组播转发的方法、交换设备和系统，能够正确使能组播代理功能，实现灵活组网，并能够保证环网的快速故障恢复的优势。
本发明实施例实现组播转发的方法、交换设备和系统采用如下技术方案：
一种实现组播转发的方法，包括：
接收组播协议报文；
判断所述组播协议报文的发送方；
若所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备，则透传所述组播协议报文；若所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
一种交换设备，包括：接收单元、判断单元和处理单元，
所述接收单元，用于接收组播协议报文；
所述判断单元，用于判断所述组播协议报文的发送方；
所述处理单元包括：
透传模块，用于若所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备，则透传所述组播协议报文；
终结模块，用于若所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
一种实现使能组播转发的系统，包括：交换设备、路由设备和组播用户的主机，所述交换设备包括：
接收单元，用于接收所述路由设备、所述组播用户的主机或其它交换设备发送的组播协议报文；
判断单元，用于判断所述组播协议报文的发送方；
处理单元，用于若所述组播协议报文的发送方是所述路由设备或其它交换设备，则透传所述组播协议报文；若所述组播协议报文的发送方是所述组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
本发明实施例提供的实现组播转发的方法、交换设备和系统，将交换设备在逻辑上设置为两部分，一部分通过路由设备端口连接交换设备和其他交换设备，以及交换设备和路由设备，这部分透传组播协议报文，另一部分通过主机端口连接组播用户的主机，这部分将组播协议报文终结，使环网转化为一种相当于交换设备直连在路由设备下的逻辑组网，实现了在使能组播侦听的二层网络，能够正确使能组播代理功能，组网更加灵活，并能够保证环网的快速故障恢复的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术菊花链组网的结构示意图；
图2为本发明实施例一实现组播转发的方法流程图；
图3为本发明实施例二实现组播转发的方法流程图；
图4为本发明实施例三实现组播转发的交换设备的结构示意图；
图5为本发明实施例三实现组播转发的交换设备之处理单元的结构示意图；
图6为本发明实施例三实现组播转发的交换设备与交换设备的连接示意图；
图7为本发明实施例将图1所示环网转化后的逻辑组网示意图；
图8为本发明实施例四实现组播转发的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种实现组播转发的方法、交换设备和系统，能够正确使能组播代理功能，实现灵活组网，并能够保证环网的快速故障恢复的优势。
实施例一
在本发明实施例中，将交换设备在逻辑上设置为两部分，一部分由其路由设备端口构成用于连接交换设备和其他交换设备，以及连接交换设备和路由设备的二层桥设备，这部分透传组播协议报文，另一部分由其主机端口构成用于连接组播用户的主机的二层桥设备，这部分将组播协议报文拦截，生成新的组播协议报文并上发。
本发明实施例提供一种实现组播转发的方法，如图2所示，该方法包括：
步骤S1001、接收组播协议报文；
交换设备接收由路由设备、组播用户的主机或其它交换设备发送的组播协议报文。
步骤S1002、判断所述组播协议报文的发送方；
举例来说，交换设备可以判断组播协议报文是从哪一个端口接收的来确定组播协议报文的发送方。
步骤S1003、若所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备，则透传所述组播协议报文；若所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
其中，组播代理功能在IGMP应用网络中为IGMP Proxy功能，在MLD(Multicast Listener Discovery，组播侦听者发现协议)应用网络中为MLD Proxy功能。
本发明实施例提供的实现组播转发的方法，交换设备将由路由设备或交换设备接收到的组播协议报文透传到其上游设备，而将由组播用户的主机接收到的组播协议报文终结，使环网转化为一种相当于交换设备直连在路由设备下的逻辑组网，实现了在使能组播侦听的二层网络，能够正确使能组播代理功能，组网更加灵活，并能够保证环网的快速故障恢复的优势。
实施例二
本发明实施例提供一种实现组播转发的方法，如图3所示，该方法可以包括：
步骤S2001、交换设备接收由路由设备或其它交换设备发送的，或由组播用户的主机发送的组播协议报文；
对网络中的某一个交换设备来说，其接收到的组播协议报文可能是路由设备或其它交换设备发送的，或者是由组播用户的主机发送的。
步骤S2002、交换设备根据接收到所述组播协议报文的端口，判断所述组播协议报文的发送方，所述端口包括路由设备端口和主机端口；
交换设备判断组播协议报文是从哪一个端口接收的，若接收到所述组播协议报文的端口为路由设备端口，则确定所述组播协议报文的发送方是路由设备或其它交换设备，则执行步骤2004；若接收到所述组播协议报文的端口为主机端口，则确定所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则执行步骤2003。
步骤S2003、交换设备将从路由设备或其它交换设备接收到的组播协议报文透传到其它路由设备或交换设备；
交换设备直接将路由设备或其它交换设备发送的组播协议报文转发到其它路由设备或交换设备。
步骤S2004、交换设备拦截由组播用户的主机接收到的组播协议报文并生成代理数据；
交换设备将组播用户的主机发送的组播协议报文依据组播代理功能终结，以组播代理为IGMP Proxy为例，当交换设备由主机端口接收到由组播用户的主机发送的组播协议报文时，使用IGMP Proxy功能实现对组播协议报文的终结。
具体地，使用IGMP Proxy功能完成组播组的学习和分发，承担IGMP Proxy的交换设备需要将从下游设备接收到的IGMP报文拦截，依据接收到的IGMP报文维护本机IGMP组信息数据，并在下述情况下生成包括本地组播组信息的代理数据，并执行步骤S2005。
收到Join(加入)消息，并且是第一个加入信息；
收到Leave(离开)消息，并且是最后一个用户离开；
收到Group query(组查询)报文，并且本机有对应的组播组信息；
收到General Query(总查询)报文。
如上所述，承担IGMP Proxy的交换设备拦截从下游设备接收到的IGMP报文，从而参与组播组的建立工作，当有一个用户请求提交上来，承担IGMP Proxy的设备首先会检查本地的组播组，如果在本地已经有这个组播组存在，那么它就把该用户加入到这个组播组的成员中，而不需要向上游的路由设备发送加入申请；反之，如果在本机没有找到相应的组播组，那么承担IGMP Proxy的设备就会向上游的路由设备发送申请，并在本机建立组播组。在组播成员退出的时候，承担IGMP Proxy的设备也会检查该组播组中是否有其它的组播成员存在，如果有，那么它只是把组播组中申请退出的成员删去；反之，它才会通知上游的路由设备，注销该组播组。
即交换设备拦截了从下游设备接收到的IGMP报文，而仅在接收到Join消息、Leave消息、Group query报文和Group query报文时，会根据Join消息、Leave消息、Group query报文和Group query报文生成相应的包含本地组播组信息的代理数据。
步骤S2005、交换设备根据所述代理数据生成新的组播协议报文；
交换设备根据包含本地组播组信息的代理数据生成新的组播协议报文。具体地，若在步骤2004中，收到Join(加入)消息，如果是第一个加入信息，则生成包含Join(加入)信息的组播协议报文；
收到Leave(离开)消息，如果是最后一个用户离开，则生成包含Leave(离开)信息的组播协议报文；
收到Group query(组查询)报文，如果本机有对应的组播组信息，则生成包含Report(报告)信息的组播协议报文；
如果收到General Query(总查询)报文，则生成包含把本机的组播组信息的组播协议报文。
步骤S2006、交换设备发送所述新的组播协议报文。
交换设备将步骤S2005中生成的新的组播协议报文上报到其上游设备(交换设备和路由设备)。
由于承担IGMP Proxy的下游设备(交换设备)终结了IGMP协议报文，即拦截了从下游设备接收到的IGMP报文，仅在收到Join消息、Leave消息、Groupquery报文和Group query报文时，向上游设备(交换设备或路由设备)发送IGMP协议报文，在上游设备看来，直连用户大大减少了，需要处理的IGMP协议报文也大幅度减少，部署IGMP Proxy功能可以有效的减少协议报文的开销，节约带宽。
本发明实施例提供的实现组播转发的方法，交换设备将从路由设备和其它交换设备接收到的组播协议报文部分透传到其它交换设备和路由设备，将从组播用户的主机接收到的组播协议报文终结，即拦截由组播用户的主机接收到的组播协议报文，生成新的代理数据，生成新的组播协议报文并上发，这种设置使环网转化为一种相当于交换设备直连在路由设备下的逻辑组网，实现了在使能组播侦听的二层网络，能够正确使能组播代理功能，组网更加灵活，并能够保证环网的快速故障恢复的优势。
实施例三
本发明实施例提供一种实现组播转发的交换设备，如图4所示，该交换设备包括：接收单元11、判断单元12和处理单元13。
接收单元11，用于接收组播协议报文；判断单元12，用于判断所述组播协议报文的发送方；处理单元13，用于若所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备，则透传所述组播协议报文；若所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
进一步地，所述判断单元12具体用于若接收到所述组播协议报文的端口为路由设备端口，则判断所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备；若接收到所述组播协议报文的端口为主机端口，则判断所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机。
以组播侦听为IGMP Snooping，组播代理为IGMP Proxy为例说明本实施例的技术方案。
如图5所示，为了在使能IGMP Snooping的交换设备上使能IGMP Proxy功能，进一步地，所述处理单元13包括：透传模块131和终结模块132。
透传模块131，用于若所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备，则透传所述组播协议报文；终结模块132，用于若所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则终结所述组播协议报文。
即将交换设备在逻辑上分为两个部分，一部分由其路由设备端口构成，用于与其它交换设备和路由设备之间互连；另一部分由其主机端口构成，用于连接组播用户的主机，如图6所示。具体地，透传模块131用于将IGMP协议报文透传到其它的路由设备端口；终结单元132用于使能IGMP Proxy，终结IGMP协议报文。其中，终结单元132具体包括：拦截生成子模块、生成子模块和发送子模块。
拦截生成子模块，用于拦截所述组播用户的主机发送的组播协议报文，并根据所述组播用户的主机发送的组播协议报文生成代理数据；生成子模块，用于根据所述代理数据生成新的组播协议报文；发送子模块，用于发送所述新的组播协议报文。
由于透传模块131对于IGMP协议报文直接透传到上游设备，而不做任何其它的处理，图1中的环网可以在逻辑上转化为如图7所示的组网方式。
转化后的拓扑保证了交换设备都是路由设备的下游设备，交换设备之间不再存在上下游关系，这样在交换设备上使能IGMP Proxy就没有问题。则本实例提供的在使能IGMP Snooping的交换设备上使能IGMP Proxy的行为如下：
只代理非路由设备端口上送的Report/Leave报文，即拦截非路由设备端口上送的Report/Leave报文，生成Proxy DB，依据DB变化生成新的组播协议报文上送上游设备，以及应答query报文；对路由设备端口上送的Report/Leave报文，则直接转发到其它路由设备端口。
本发明实施例提供的实现组播转发的交换设备，将该交换设备在逻辑上设置为两部分，一部分通过路由设备端口连接交换设备和其他交换设备，以及交换设备和路由设备，这部分透传IGMP协议报文，另一部分通过主机端口连接组播用户的主机，这部分终结IGMP协议报文，即将IGMP协议报文拦截，生成新的Proxy DB并上发，这种设置使环网转化为交换设备都相当于直连在路由设备下的逻辑组网，实现了在使能IGMP Snooping的二层网络，能够正确使能IGMP Proxy功能，组网更加灵活，并能够保证环网的快速故障恢复的优势。
实施例四
本发明实施例提供一种实现组播转发的系统，如图8所示，该系统包括：交换设备1、路由设备2和组播用户的主机3。
其中，交换设备可以是实施例三中提供的交换设备，例如可以包括：接收单元11、判断单元12和处理单元13，
接收单元11，用于接收路由设备2、组播用户的主机3或其它交换设备1发送的组播协议报文；判断单元12，用于判断所述组播协议报文的发送方；处理单元13，用于若所述组播协议报文的发送方是所述路由设备或其它交换设备，则透传所述组播协议报文；若所述组播协议报文的发送方是所述组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
进一步地，所述判断单元具体用于若接收到所述组播协议报文的端口为路由设备端口，则判断所述组播协议报文的发送方是所述路由设备或交换设备；若接收到所述组播协议报文的端口为主机端口，则判断所述组播协议报文的发送方是所述组播用户的主机。
本发明实施例提供的实现组播转发的系统，将交换设备在逻辑上设置为两部分，一部分通过路由设备端口连接交换设备和其他交换设备，以及交换设备和路由设备，这部分透传组播协议报文，另一部分通过主机端口连接组播用户的主机，这部分终结组播协议报文，即将组播协议报文拦截，生成新的代理数据并上发，这种设置使环网转化为一种相当于交换设备直连在路由设备下的逻辑组网，实现了在使能组播侦听的二层网络，能够正确使能组播代理功能，组网更加灵活，并能够保证环网的快速故障恢复的优势。
需要说明的是，本实施例的技术方案不局限于使能IGMP Snooping功能的组网实现Proxy功能，在其它应用组网，例如使能MLD Snooping(MulticastListener Discovery Snooping，组播侦听者发现协议侦听)的应用网络，同样适用。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种实现组播转发的方法，其特征在于，包括：
接收组播协议报文；
判断所述组播协议报文的发送方；
若所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备，则透传所述组播协议报文；若所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述组播协议报文的发送方包括：
若接收到所述组播协议报文的端口为路由设备端口，则判断所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备；若接收到所述组播协议报文的端口为主机端口，则判断所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据组播代理功能终结所述组播协议报文包括：
拦截所述组播用户的主机发送的组播协议报文并生成代理数据；
根据所述代理数据生成新的组播协议报文；
发送所述新的组播协议报文。
4.一种实现组播转发的交换设备，其特征在于，包括：接收单元、判断单元和处理单元，
所述接收单元，用于接收组播协议报文；
所述判断单元，用于判断所述组播协议报文的发送方；
所述处理单元包括：
透传模块，用于若所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备，则透传所述组播协议报文；
终结模块，用于若所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
5.根据权利要求4所述的交换设备，其特征在于，所述判断单元具体用于若接收到所述组播协议报文的端口为路由设备端口，则判断所述组播协议报文的发送方是路由设备或交换设备；若接收到所述组播协议报文的端口为主机端口，则判断所述组播协议报文的发送方是组播用户的主机。
6.根据权利要求4所述的交换设备，其特征在于，所述终结模块具体包括：
拦截生成子模块，用于拦截所述组播用户的主机发送的组播协议报文并生成代理数据；
生成子模块，用于根据所述代理数据生成新的组播协议报文；
发送子模块，用于发送所述新的组播协议报文。
7.一种实现组播转发的系统，其特征在于，包括：交换设备、路由设备和组播用户的主机，所述交换设备包括：
接收单元，用于接收所述路由设备、所述组播用户的主机或其它交换设备发送的组播协议报文；
判断单元，用于判断所述组播协议报文的发送方；
处理单元，用于若所述组播协议报文的发送方是所述路由设备或其它交换设备，则透传所述组播协议报文；若所述组播协议报文的发送方是所述组播用户的主机，则依据组播代理功能终结所述组播协议报文。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述判断单元具体用于若接收到所述组播协议报文的端口为路由设备端口，则判断所述组播协议报文的发送方是所述路由设备或其它交换设备；若接收到所述组播协议报文的端口为主机端口，则判断所述组播协议报文的发送方是所述组播用户的主机。
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