CN102281181A - 扩展端口桥设备中实现多播转发的方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扩展端口桥设备中实现多播转发的方法、装置及系统，其中方法包括：扩展端口桥设备EVB控制桥接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的标识符ID以及主端口；当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；PE组件根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。本发明根据多播帧中多播地址与对应子组的标识符以及主端口的映射关系，将同一个多播帧只在扩展端口桥设备中相同的物理端口转发一次，避免同一物理端口多次复制转发多播帧造成浪费网络带宽的问题，提高了网络带宽利用率。

Description

扩展端口桥设备中实现多播转发的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种扩展端口桥设备EVB中实现多播转发的方法、装置及系统。
背景技术
随着通信技术的不断发展，部署于网络中的服务器逐渐增多，服务器虚拟化技术随之迅猛发展，使得桥设备的需求量越来越多，从而导致运营商设备成本以及设备管理成本大幅度提升。为了降低网络部署(尤其是数据中心网络)中的设备成本以及设备管理成本，目前业界提出一种桥设备的端口扩展技术，即通过对桥设备端口的扩展来降低交换设备的投入和管理成本。
桥设备端口扩展是通过对端口扩展PE(port extender)组件的级联实现的，如图1所示，EVB(Extended VLAN bridge，扩展端口桥设备，其中，VLAN为Virtual Local Area Network，虚拟局域网)包括EVB控制桥(EVBcontrolling bridge)、与EVB控制桥物理端口连接的PE组件。EVB通过PE组件以及EVB控制桥自身的对外接口与终端连接，PE组件内有多个扩展端口。当EVB控制桥在其物理端口处检测到PE组件，根据与PE组件连接的终端的数量，EVB控制桥相应的端口映射S组件在其用户组件(C组件)和该物理端口之间进行实例化，为每个实例对应的映射端口分配一个SVID(S-VLANidentifier，业务虚拟局域网标识符)，即与PE组件连接的每个物理端口都会在C组件上进行对应端口的实例化，由此将原为3个物理端口的桥设备扩展为具有7个出端口的设备。也就是C组件到各个映射端口具有专有的虚拟通道。当C组件接收到多播帧后，将依据多播地址与映射端口位图间的映射关系，查找对应的映射端口，并在每个映射端口都转发该多播帧。
但是，由于EVB控制桥与每个PE组件间只有一个物理端口，因此EVB控制桥内虚拟化的映射端口，实际上对应同一个物理端口，使得在多播业务中，相同的多播帧经多个映射端口发往同一个物理端口，由物理端口转发至PE组件，再由PE组件经下行端口分发至各相应终端。由此可知，相同的多播帧可能会在同一物理端口被复制转发多次，极大浪费了网络带宽资源。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种扩展端口桥设备中实现多播转发的方法、装置及系统，旨在实现多播业务转发过程中，避免扩展端口桥设备在同一物理端口多次转发同一个多播帧造成浪费网络带宽的问题，以提高网络带宽利用率。
本发明提出的一种扩展端口桥设备EVB中实现多播转发的方法，包括以下步骤：
接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的标识符ID以及主端口；
当对应子组的ID为多播标识符MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的端口扩展PE组件；
PE组件根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
优选地，所述当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件的步骤具体包括：
当对应子组的ID为MCID时，将MCID携带在多播帧中；
将携带有MCID的多播帧通过对应主端口转发至与该主端口对应的物理端口，并通过所述物理端口将携带有MCID的多播帧发送至对应的PE组件。
优选地，所述PE组件根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端的步骤具体包括：
PE组件通过上行端口接收携带有MCID的多播帧；
查找第二预设映射表；
通过第二预设映射表中多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分级复制转发；
当多播帧转发到PE组件与终端之间的对外接口时，将多播帧中的MCID剥离；
将剥离MCID后的多播帧通过对外接口发送给终端。
优选地，所述接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址的步骤之前还包括：
创建多播地址与对应子组的ID及主端口之间映射关系的第一预设映射表；
创建MCID与PE下行端口之间对应关系的第二预设映射表。
优选地，所述根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口的步骤之后还包括：
当对应子组的ID为用户虚拟局域网标识符CVID时，将多播帧通过对应对外接口发送至终端。
本发明还提出一种扩展端口桥设备EVB中实现多播转发的装置，包括：
接收模块，用于接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
查找模块，用于根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口；
转发模块，用于当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；
分发模块，用于根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
优选地，所述转发模块包括：
携带单元，用于当对应子组的ID为MCID时，将MCID携带在多播帧中；
第一发送单元，将携带有MCID的多播帧通过对应主端口转发至与该主端口对应的物理端口，并通过所述物理端口将携带有MCID的多播帧发送至对应的PE组件。
优选地，所述分发模块包括：
接收单元，用于通过上行端口接收携带有MCID的多播帧；
查找单元，用于查找第二预设映射表；
转发单元，用于通过第二预设映射表中多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分级复制转发；
剥离单元，用于当多播帧转发到PE组件与终端之间的对外接口时，将多播帧中的MCID剥离；
第二发送单元，用于将剥离MCID后的多播帧通过对外接口发送给终端。
优选地，该装置还包括：
创建模块，用于创建多播地址与对应子组的ID以及主端口之间映射关系的第一预设映射表；以及创建MCID与PE下行端口之间对应关系的第二预设映射表。
优选地，所述转发模块，还用于当对应子组的ID为CVID时，将多播帧通过对应对外接口发送至终端。
本发明还提出一种实现多播转发的系统，包括：EVB以及与EVB对外接口连接的终端，所述EVB包括实现多播转发的装置，所述实现多播转发的装置包括：
接收模块，用于接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
查找模块，用于根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口；
转发模块，用于当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；
分发模块，用于根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
本发明扩展端口桥设备中实现多播转发的方法、装置及系统，根据多播帧中多播地址与对应子组的标识符以及主端口的映射关系，将同一个多播帧只在扩展端口桥设备中相同的物理端口转发一次，避免同一物理端口多次复制多播帧造成浪费网络带宽的问题，提高了网络带宽利用率。
附图说明
图1是现有技术中扩展端口桥设备多播转发流程示意图；
图2是本发明扩展端口桥设备中实现多播转发的方法一实施例流程示意图；
图3是图2所示的扩展端口桥设备中实现多播转发的方法中步骤103的具体流程示意图；
图4是图2所示的扩展端口桥设备中实现多播转发的方法中步骤104的具体流程示意图；
图5是上述方法实施例实体应用示意图；
图6是本发明扩展端口桥设备中实现多播转发的方法另一实施例流程示意图；
图7是本发明扩展端口桥设备中实现多播转发的装置一实施例结构示意图；
图8是图7所示的扩展端口桥设备中实现多播转发的装置中转发模块的具体结构示意图；
图9是图7所示的扩展端口桥设备中实现多播转发的装置中分发模块的具体结构示意图；
图10是本发明扩展端口桥设备中实现多播转发的装置另一实施例结构示意图；
图11是本发明实现多播转发的系统一实施例结构示意图。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
本发明实施例解决方案主要是：在扩展端口桥设备中，通过标识符ID来识别各多播组在被扩展的物理端口的子组，当多播地址对应子组的ID为CVID时，将多播帧在该CVID(Customer VLAN ID，用户虚拟局域网标识符)所标识的EVB控制桥自身对外接口转发；当多播地址对应子组的ID为MCID时，将多播帧在该MCID所标识的主端口转发并经对应物理端口发送至对应的PE组件，避免多播帧在扩展桥设备的同一物理端口被重复转发多次的现象，提高网络带宽的利用率。
如图2所示，本发明一实施例提出一种扩展端口桥设备中实现多播转发的方法，包括：
步骤101，接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
本发明方法运行环境为如前所述的与终端连接的扩展端口桥设备EVB，EVB包括：EVB控制桥以及PE组件，一个EVB控制桥与多个PE组件组成一个多播组，EVB控制桥通过物理端口与PE组件连接，EVB通过EVB控制桥接收多播帧，PE组件可将物理端口扩展为多个下行端口，PE组件通过对应的PE下行端口将多播帧分发给终端。本步骤中，当EVB控制桥接收到多播帧时，从多播帧中获取多播地址，一个多播帧包含有一个多播地址，每个多播地址对应一个多播组的多个子组，每个子组对应一个被扩展的物理端口，而且每个子组对应一个EVB控制桥端口映射S组件映射端口中的主端口。
步骤102，根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口；
本实施例中，在EVB控制桥的C组件中，增加用来表示多播地址与其对应子组的标识符ID之间对应关系的第一预设映射表，即通过标识符ID来识别各多播组在被扩展的物理端口的子组，若EVB控制桥通过PE组件对物理端口的扩展来转发多播帧，则该第一预设映射表中包含多播地址与物理端口所在的子组的MCID的对应关系，MCID的组成为该物理端口下所有加入相应多播组的成员，每个MCID对应一个映射端口的主端口；若多播组中包含EVB控制桥自身所提供的对外接口(即该对外接口直接连接终端，而不是通过PE组件对此对外接口扩展)，则该第一映射表中还包含多播地址与对外接口所对应的CVID的对应关系。上述第一映射表建立好后，存贮于FDB(Forwarding Database)库中的，当EVB控制桥的C组件接收到一个多播帧时，则以该多播帧中所携带的多播地址为索引，从FDB库中查找上述第一预设映射表，以获取与该多播地址对应的MCID或CVID以及相应的主端口或对外接口。
上述第一预设映射表中具体对应表项如下表1所示：
Figure BSA00000150759000071
表1
如表1所示，一个多播地址A对应多个由不同MCID标识的子组，在一个多播帧内，一个MCID标识对应一个子组，而且每个MCID标识的子组对应一个主端口，每个子组还对应一个物理端口。
步骤103，当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；
如前所述，通过查找第一预设映射表，当多播地址对应的子组的ID为MCID时，将该MCID作为多播帧标识头(TAG header)的一部分携带在多播帧中，并把携带有MCID的多播帧通过其对应主端口转发并经对应物理端口发送至对应的PE组件；其中，在对应物理端口发送时只发送一次。
步骤104，PE组件根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
在本实施例中，可以预先设置MCID与PE下行端口的对应关系的第二预设映射表，当PE组件接收到由主端口转发过来的多播帧时，根据第二预设映射表中MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
如图3所示，上述步骤103具体包括：
步骤1031，当对应子组的ID为MCID时，将MCID携带在多播帧中；
步骤1032，将携带有MCID的多播帧通过对应主端口转发至与该主端口对应的物理端口，并通过该物理端口将携带有MCID的多播帧发送至对应的PE组件。
如图4所示，上述步骤104具体包括：
步骤1041，PE组件通过上行端口接收携带有MCID的多播帧；
步骤1042，查找第二预设映射表；
步骤1043，通过第二预设映射表中多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分级复制转发；
步骤1044，当多播帧转发到PE组件与终端之间的对外接口时，将多播帧中的MCID剥离；
步骤1045，将剥离MCID后的多播帧通过对外接口发送给终端。
上述步骤1041至1045中，当PE组件收到EVB控制桥发送的携带MCID的多播帧后，根据第二预设映射表，将多播帧复制并分别在对应下行端口转发。由于PE下行端口是对对应物理端口的分级扩展，PE组件根据第二预设映射表中MCID与PE下行端口的对应关系，通过逐级扩展的下行端口将多播帧转发给终端，在多播帧到达终端之前，若下行端口为扩展端口桥设备的对外接口即PE组件与终端之间的对外接口，PE组件在转发前将多播帧中的MCID剥离出来，以便终端获取的多播帧为原始多播帧。
如图5所示，图中标注黑色的5个终端在同一多播组，除最下方终端有相应物理端口对应外，其余4个终端在EVB控制桥内均对应各自的虚拟端口，以图中EVB自身物理端口中最上一个为例，如果采用传统的处理方式，多播帧会在该物理端口重复三次发送，通过本实施例方法发送多播帧则只需发送一次即可。其具体实现如下：
C组件通过查找映射表，获取与多播地址对应的EVB控制桥内端口映射S组件的主端口以及在该组件内多播子组的标识符MCID，之后，将携带MCID的多播帧在对应的主端口转发一次即可，多播帧的分发通过PE组件实现。实际组网中多播组内的成员可能成百上千甚至更多，通过本实施例方法可以有效解决多播帧在扩展端口桥设备中同一物理端口被重复复制转发导致的网络风暴以及影响网络性能的问题，减少了带宽资源的浪费，提高网络资源利用率。
如图6所示，本发明另一实施例提出一种扩展端口桥设备中实现多播转发的方法，在上述实施例的基础上，其中在步骤101之前还包括：
步骤90，创建多播地址与对应子组的ID及主端口之间映射关系的第一预设映射表；
步骤100，创建MCID与PE下行端口之间对应关系的第二预设映射表。
在步骤102之后还包括：
步骤1021，当对应子组的ID为CVID时，将多播帧通过对应对外接口发送至终端。
如上表1所示，当多播地址对应子组的ID为CVID时，代表CVID标识的子组对应EVB控制桥自身提供的对外接口，即该对外接口没有通过PE组件扩展，则EVB控制桥按照正常的多播转发流程，将多播帧在该CVID所标识的EVB控制桥自身对外接口(可为多个)转发。
当多播地址对应子组ID为MCID时，EVB控制桥会且只会在该MCID标识的子组的主端口(只有一个，该主端口是EVB控制桥与PE组件间的控制通道)将多播帧转发至对应的PE组件。
如图7所示，本发明一实施例提出一种扩展端口桥设备中实现多播转发的装置，包括：
接收模块701，用于接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
查找模块702，用于根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口；
转发模块703，用于当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；
分发模块704，用于根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
如图8所示，转发模块703包括：
携带单元7031，用于当对应子组的ID为MCID时，将MCID携带在多播帧中；
第一发送单元7032，将携带有MCID的多播帧通过对应主端口转发至与该主端口对应的物理端口，并通过所述物理端口将携带有MCID的多播帧发送至对应的PE组件。
如图9所示，分发模块704包括：
接收单元7041，用于通过上行端口接收携带有MCID的多播帧；
查找单元7042，用于查找第二预设映射表；
转发单元7043，用于通过第二预设映射表中多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分级复制转发；
剥离单元7044，用于当多播帧转发到PE组件与终端之间的对外接口时，将多播帧中的MCID剥离；
第二发送单元7045，用于将剥离MCID后的多播帧通过对外接口发送给终端。
本实施例装置可以设置在扩展端口桥设备中，由接收模块701接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址，本实施例中，接收模块701可以是EVB控制桥，一个多播帧包含有一个多播地址；扩展端口桥设备中包含有若干多播组，一个多播地址对应一个多播组的多个子组，每个子组对应一个被扩展的物理端口，而且每个子组对应一个EVB控制桥端口映射S组件映射端口中的主端口。当接收到多播帧后，由查找模块702以多播地址为索引，从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口，当对应子组的ID为MCID时，由转发模块703将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；PE组件中分发模块704根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。其具体转发与分发过程为：
当对应子组的ID为MCID时，由转发模块703中携带单元7031将MCID携带在多播帧中，第一发送单元7032将携带有MCID的多播帧通过对应主端口转发至与该主端口对应的物理端口，并通过物理端口将携带有MCID的多播帧发送至对应的PE组件。
分发模块704中接收单元7041通过PE上行端口接收携带有MCID的多播帧，查找单元7042查找第二预设映射表，由转发单元7043通过第二预设映射表中多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分级复制转发，当多播帧转发到PE组件与终端之间的对外接口时，由剥离单元7044将多播帧中的MCID剥离出来，最后由第二发送单元将剥离了MCID后的多播帧通过对外接口发送给终端，以便终端获取的多播信息为所需要的信息。
其中，第一预设映射表为体现多播地址与对应子组的ID以及主端口的映射关系的映射表；第二预设映射表为体现MCID与PE下行端口的对应关系的映射表。
本发明实施例根据多播帧中多播地址与对应子组的标识符以及主端口的映射关系，将同一个多播帧只在扩展端口桥设备中相同的物理端口转发一次，避免同一物理端口多次复制多播帧造成浪费网络带宽的问题，提高了网络带宽利用率。
如图10所示，本发明另一实施例提出一种扩展端口桥设备中实现多播转发的装置，在上述实施例的基础上，该装置还包括：
创建模块700，与接收模块701连接，用于创建多播地址与对应子组的ID以及主端口之间映射关系的第一预设映射表；以及用于创建MCID与PE下行端口之间对应关系的第二预设映射表。
更进一步的，转发模块703，还用于当对应子组的ID为CVID时，将多播帧通过对应对外接口发送至终端，本实施例中，将多播帧通过EVB控制桥自身的对外接口发送至终端。
如图11所示，本发明提出一种实现多播转发的系统1，包括：EVB 11以及与EVB 11对外接口连接的终端12，其中，EVB 11包括上述实施例所述的实现多播转发的装置111。该实现多播转发的装置111包括：
接收模块701，用于接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
查找模块702，用于根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口；
转发模块703，用于当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；
分发模块704，用于根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
本发明实施例扩展端口桥设备中实现多播转发的方法、装置及系统，根据多播帧中多播地址与对应子组的标识符以及主端口的映射关系，将同一个多播帧只在扩展端口桥设备中相同的物理端口转发一次，避免同一物理端口多次复制多播帧造成浪费网络带宽的问题，提高了网络带宽利用率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种扩展端口桥设备EVB中实现多播转发的方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的标识符ID以及主端口；
当对应子组的ID为多播标识符MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的端口扩展PE组件；
PE组件根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件的步骤具体包括：
当对应子组的ID为MCID时，将MCID携带在多播帧中；
将携带有MCID的多播帧通过对应主端口转发至与该主端口对应的物理端口，并通过所述物理端口将携带有MCID的多播帧发送至对应的PE组件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述PE组件根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端的步骤具体包括：
PE组件通过上行端口接收携带有MCID的多播帧；
查找第二预设映射表；
通过第二预设映射表中多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分级复制转发；
当多播帧转发到PE组件与终端之间的对外接口时，将多播帧中的MCID剥离；
将剥离MCID后的多播帧通过对外接口发送给终端。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址的步骤之前还包括：
创建多播地址与对应子组的ID及主端口之间映射关系的第一预设映射表；
创建MCID与PE下行端口之间对应关系的第二预设映射表。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口的步骤之后还包括：
当对应子组的ID为用户虚拟局域网标识符CVID时，将多播帧通过对应对外接口发送至终端。
6.一种扩展端口桥设备EVB中实现多播转发的装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
查找模块，用于根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口；
转发模块，用于当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；
分发模块，用于根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转发模块包括：
携带单元，用于当对应子组的ID为MCID时，将MCID携带在多播帧中；
第一发送单元，将携带有MCID的多播帧通过对应主端口转发至与该主端口对应的物理端口，并通过所述物理端口将携带有MCID的多播帧发送至对应的PE组件。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述分发模块包括：
接收单元，用于通过上行端口接收携带有MCID的多播帧；
查找单元，用于查找第二预设映射表；
转发单元，用于通过第二预设映射表中多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分级复制转发；
剥离单元，用于当多播帧转发到PE组件与终端之间的对外接口时，将多播帧中的MCID剥离；
第二发送单元，用于将剥离MCID后的多播帧通过对外接口发送给终端。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
创建模块，用于创建多播地址与对应子组的ID以及主端口之间映射关系的第一预设映射表；以及用于创建MCID与PE下行端口之间对应关系的第二预设映射表。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转发模块，还用于当对应子组的ID为CVID时，将多播帧通过对应对外接口发送至终端。
11.一种实现多播转发的系统，包括：EVB以及与EVB对外接口连接的终端，其特征在于，所述EVB包括实现多播转发的装置，所述实现多播转发的装置包括：
接收模块，用于接收多播帧，并从多播帧中获取多播地址；
查找模块，用于根据多播地址从第一预设映射表中查找对应子组的ID以及主端口；
转发模块，用于当对应子组的ID为MCID时，将携带MCID的多播帧通过对应主端口转发至对应的PE组件；
分发模块，用于根据多播帧所携带的MCID与PE下行端口的对应关系将多播帧分发给终端。
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