CN102349271B - 组播协议报文监听方法、装置以及交换机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种组播协议报文监听方法、装置以及交换机，其中组播协议报文监听方法包括：获取路由器的组播工作信息，所述组播工作信息包括接收通用组查询报文的时间间隔、交换机向路由器转发主机离开报文后接收到特定组查询报文的数目和为组播组成员主机设定的最大响应时间；根据所述路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数，所述组播协议参数包括通用组查询报文发送时间间隔、健壮性系数和查询响应时间间隔；根据所述交换机的组播协议参数获取交换机上的端口老化时间；如果在所述端口老化时间内没有在端口上接收到组播协议报文，则老化所述端口。本发明还提供了相应的装置，以及包括上述装置的交换机。

Description

组播协议报文监听方法、装置以及交换机
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种组播协议报文监听方法、装置以及交换机。
背景技术
互联网组管理协议(Internet Group Management Protocol，以下简称：IGMP)是IP组播在用户网段使用的主机与路由器之间的信令机制，通过在主机和路由器之间交互IGMP消息，实现组播组成员管理功能。
通常在路由器和主机之间设置交换机。当最后一跳路由器将组播报文转发到用户网段后，由交换机继续执行组播分发。目前，通过在交换机上运行IGMP侦听(IGMP-SNOOPING)功能，以侦听路由器和组播组成员主机之间交互的IGMP消息，获知交换机的哪些端口连接着组播组成员主机，只将组播数据发往这些端口，即可实现组播报文的按需分发。
举例来说，如图1所述，其中路由器1与汇聚交换机2连接，汇聚交换机2连接接入交换机3，每台接入交换机3可以与多台组播组成员主机连接。各个交换机设置有与组播组成员主机一侧连接的成员端口，以及与路由器一侧连接的路由器端口，并会在交换机上设置有组播转发表，该组播转发表的每一转发表项存储有对应成员端口的信息，通常若某一成员端口在等待一段时间内没有接收到组播协议报文，则可以认为对应的组播组成员主机下线，交换机需要把组播转发表中该成员端口对应的转发表项删除，上述等待组播协议报文的时间可以称为是端口老化时间，该端口老化时间可以由配置在交换机上的组播协议参数获取；另外，对于路由器而言，在组播组成员主机下线时，也需要根据在路由器上配置的组播协议参数获取端口老化时间。
然而现有技术中的路由器和交换机，其在设备上配置的组播协议参数是由生产厂商预先配置的，而对于不同生产厂商，或者是同一生产厂商的不同产品型号，其在设备上配置的组播协议参数通常也是不一致的，因此，在同一网络中，路由器和交换机上配置的组播协议参数可能是不一致的，而这种不一致会造成各设备内的端口老化时间不同，影响用户对网络的使用，降低了网络性能。
发明内容
本发明实施例提供一种组播协议报文监听方法、装置以及交换机，用以实现各交换机与路由器中的组播协议参数一致，提高网络性能。
本发明实施例提供了一种组播协议报文监听方法，包括：
获取路由器的组播工作信息，所述组播工作信息包括接收通用组查询报文的时间间隔、交换机向路由器转发主机离开报文后接收到特定组查询报文的数目和为组播组成员主机设定的最大响应时间；
根据所述路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数，所述组播协议参数包括通用组查询报文发送时间间隔、健壮性系数和查询响应时间间隔；
根据所述交换机的组播协议参数获取交换机上的端口老化时间。本发明实施例还提供了一种组播协议报文监听装置，包括：
第一获取模块，用于获取路由器的组播工作信息，所述组播工作信息包括接收通用组查询报文的时间间隔、交换机向路由器转发主机离开报文后接收到特定组查询报文的数目和为组播组成员主机设定的最大响应时间；
第二获取模块，用于根据所述路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数，所述组播协议参数包括通用组查询报文发送时间间隔、健壮性系数和查询响应时间间隔；
第三获取模块，用于根据所述交换机的组播协议参数获取交换机上的端口老化时间。
本发明实施例还提供了一种交换机，包括系统总线、处理器、存储子系统和包处理模块，所述处理器用于实现上述的组播协议报文监听装置。
本发明实施例中提供的技术方案，通过在交换机中设置组播协议报文监听装置，获取实际的路由器的组播工作信息，并根据上述组播工作信息获取组播协议参数，能够保证交换机和路由器中设置的组播协议参数一致，交换机和路由器根据一致的组播协议参数进行工作，从而实现路由器和交换机上的端口老化时间一致，提高网络性能。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中最后一跳路由器到主机的网络结构图；
图2为本发明组播协议报文监听方法实施例的流程示意图；
图3为本发明组播协议报文监听装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有的二层组播通信系统中，各交换机和路由器配置的组播协议参数不一致的问题，本发明实施例提供了一种组播协议报文监听的技术方案，可以实现交换机动态学习路由器上的组播协议参数，具体的可以在交换机中设置组播协议报文监听装置执行，图2为本发明组播协议报文监听方法实施例的流程示意图，交换机上的一个端口可能同时为多个组播组服务，本实施例以一个组播组为例进行说明。本实施例所说的端口老化是针对端口上的一个组播组，其他的组播组还可以正常使用该端口。如图2所示，该方法包括如下的步骤：
步骤101、获取路由器的组播工作信息，所述组播工作信息包括接收通用组查询报文的时间间隔、交换机向路由器转发主机离开报文后接收到特定组查询报文的数目和为组播组成员主机设定的最大响应时间；
步骤102、根据所述路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数，所述交换机的组播协议参数包括通用组查询报文发送时间间隔(QueryInterval)、健壮性系数(Robustness Variable)和查询响应时间间隔(Query ResponseInterval)；
步骤103、根据所述交换机的组播协议参数获取交换机上的端口老化时间，如果在所述端口老化时间内没有在端口上接收到组播协议报文，则老化所述端口。
本发明上述实施例提供的组播协议报文监听方法，可以由设置在交换机中的组播协议报文监听装置实时获取路由器的各种组播工作信息，例如获取接收通用组查询报文的时间间隔、获取交换机向路由器转发主机离开报文后和为组播组成员主机设定的最大响应时间等，上述组播工作信息为路由器根据其上配置组播协议参数工作时的信息，在获得上述路由器的组播工作信息后，可以进一步获取交换机的组播协议参数，该组播协议参数也是路由器上配置的组播协议参数，通过上述技术方案，能够保证交换机和路由器根据一致的组播协议参数进行工作，从而保证交换机和路由器上的端口老化时间一致，提高网络性能。
另外，本发明实施例中，交换机的端口包括成员端口和路由器端口，图2所示实施例中的步骤103可以具体包括：
获取所述通用组查询报文发送时间间隔与健壮性系数的乘积，再加上查询响应时间间隔作为交换机的第一成员端口老化时间。进一步的，如果需要配置路由器端口老化时间，则获取所述通用组查询报文发送时间间隔和健壮性系数的乘积作为交换机的路由器端口老化时间。
本发明实施例中，可以设置定时器并监测各成员端口上传送组播协议报文的情况，若达到上述的交换机的第一成员端口老化时间而仍未监测到有组播协议报文出现，则可以认为与该成员端口连接的组播组成员主机下线，并可以将该成员端口老化掉。而对于路由器端口老化时间，也可以通过设置定时器并监测从交换机的路由器端口上接收组播协议报文的情况，若达到上述路由器端口老化时间而仍未监测有组播协议报文出现，则可以将该路由器端口老化掉。
另外，在本发明的实施例中，各组播组成员主机也可以采取主动发送主机离开(Leave)报文的方式下线，交换机接收到组播组成员主机发送的Leave报文后，会转发给路由器，路由器会发送特定组查询报文，查询是否还有其他的组播组成员主机与该交换机相连，该特定组查询报文也由交换机转发给各个组播组成员主机，路由器会在发送特定组查询报文的同时启动定时器，若在预定时间内没有接收到响应报文，则会老化掉与上述交换机连接的端口，不再向其发送组播协议报文。
可选的，本发明实施例中，路由器的组播工作信息还可以包括交换机接收特定组查询报文的时间间隔，获取的交换机的组播协议参数还包括特定组查询报文发送时间间隔。并可以进一步获取特定组查询报文发送时间间隔和健壮性系数的乘积，再加上查询响应时间间隔作为第二成员端口老化时间。如果交换机上只有一个成员端口与组播组成员主机相连，该成员端口接收到Leave报文，向路由器转发该Leave报文。如果在转发该Leave报文后的第二成员端口老化时间内没有接收到该离开报文所属的组播组的组播协议报文，则老化该成员端口。
本发明各个实施例中，在交换机上最后一个成员端口老化掉后，也就是所有的组播组成员主机都下线后，即可以将交换机上维护的该组播组的组播转发表也老化掉。
本发明实施例中，是由交换机通过学习路由器的组播工作信息，根据组播工作信息获取交换机组播协议参数，然后根据获得的组播协议参数工作，该工作模式可以称为是一种学习模式，这与现有技术中交换机按照预先配置的组播协议参数工作的常规模式是不同的。然而在实际应用中，在交换机未收集到组播协议参数前，可以先工作在常规模式，当统计并得到与路由器上配置一致的组播协议参数后，就可以将工作模式由常规模式动态转换到学习模式。
本发明实施例中，获得的交换机的组播协议参数可以包括通用组查询报文发送时间间隔、特定组查询报文发送时间间隔、健壮性系数和查询响应时间间隔，以下对各个参数的获取方式逐项进行说明。
具体的，可以根据获得的至少一个接收通用组查询报文的时间间隔获取通用组查询报文发送时间间隔，该通用组查询报文为路由器主动查询组播组成员主机状态的报文，该报文由交换机转发给组播组成员主机，交换机可以获取该接收通用组查询报文的时间间隔，根据该接收通用组查询报文的时间间隔，估计通用组查询报文发送时间间隔。上述接收通用组查询报文的时间间隔是指两个相继接收到的通用组查询报文间的时间间隔。例如，可以将任意一个接收通用组查询报文的时间间隔作为通用组查询报文发送时间间隔。或者，可以将获取的多个接收通用组查询报文的时间间隔中的最大值、最小值或中值(median)作为通用组查询报文发送时间间隔。或者还可以将接收通用组查询报文的时间间隔的平均值作为通用组查询报文发送时间间隔。举例来说，交换机中的组播协议报文监听装置在T1时刻接收到通用组查询报文，之后接收到下一个通用组查询报文的时刻为T2，则记录两次接收到通用组查询报文的时间间隔T2-T1，并将多个上述的时间间隔的平均值作为通用组查询报文发送时间间隔。
另外，还可以根据获得的至少一个交换机向路由器转发主机离开报文后接收特定组查询报文的时间间隔获取特定组查询报文发送时间间隔。本实施例中接收特定组查询报文的时间间隔是指两个相继接收到的特定组查询报文间的时间间隔。例如，可以将任意一个接收特定组查询报文的时间间隔作为特定组查询报文发送时间间隔。或者，可以将获取的多个接收特定组查询报文的时间间隔中的最大值、最小值或中值作为特定组查询报文发送时间间隔。或者还可以将多个接收特定组查询报文的时间间隔的平均值作为特定组查询报文发送时间间隔，例如交换机中的组播协议报文监听装置在T3时刻接收到特定组查询报文，之后接收到下一个特定组查询报文的时刻为T4，则记录两次接收到特定组查询报文的时间间隔T4-T3，并将多个上述的时间间隔的平均值作为特定组查询报文发送时间间隔。
另外，可以根据获得的至少一个交换机向路由器转发主机离开报文后接收到的特定组查询报文的数目获取健壮性参数。具体的，可以获取每次交换机向路由器转发主机离开报文后，接收到的特定组查询报文数目，并以该次统计的接收特定组查询报文的数目作为健壮性系数，为了使数据更为准确，可以进行多次统计，以多次统计的特定组查询报文数目的最大值、中值或众数(mode)作为健壮性系数。
另外，本发明实施例中的组播工作信息中包括的为组播组成员主机设定的最大响应时间是组播协议报文的报文头中携带的最大响应时间，该方法还可以进一步包括根据至少一个从组播协议报文的报文头中获得的最大响应时间获取查询响应时间间隔。具体的，可以由交换机中的组播协议报文监听装置解析组播协议报文的报文头，获取其中携带的最大响应时间(MaxRespTime)，该最大响应时间为路由器设定的，在每次给组播组成员主机发送查询报文后，组播组成员主机的响应时间，可以对多个组播协议报文的报文头进行解析，获取其中的最大响应时间，并可取多个最大响应时间中的最大值、最小值、中值或众数作为查询响应时间间隔，或者是根据多次获取的最大响应时间求平均值，以该平均值作为交换机的查询响应时间间隔。上述的组播协议报文可以是特定组查询(Group-Specific Query)报文或通用组查询(General Query)报文。
与上述的方法实施例对应的，本发明实施例还提供了一种组播协议报文监听装置，如图3所示，该装置包括第一获取模块11、第二获取模块12、第三获取模块13和端口老化模块，其中第一获取模块11用于获取路由器的组播工作信息，所述组播工作信息包括接收通用组查询报文的时间间隔、交换机向路由器转发主机离开报文后接收到特定组查询报文的数目和为组播组成员主机设定的最大响应时间；第二获取模块12用于根据所述路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数，所述组播协议参数包括通用组查询报文发送时间间隔、健壮性系数和查询响应时间间隔；第三获取模块13用于根据所述交换机的组播协议参数获取交换机上的端口老化时间；端口老化模块14用于在所述端口老化时间内没有在端口上接收到组播协议报文，老化所述端口。
本发明上述实施例提供的组播协议报文监听装置，具体的可以设置在交换机中，该组播协议报文监听装置可以获取实际的路由器的组播工作信息，并根据上述组播工作信息获取交换机的组播协议参数。通过上述技术方案，能够保证交换器上配置的组播协议参数与路由器上配置的组播协议参数一致，进而能够使得路由器和交换机上的端口老化时间一致，提高网络性能。
本发明上述实施例中，其中的第三获取模块13具体的可以用于获取所述通用组查询报文发送时间间隔和健壮性系数的乘积作为交换机的路由器端口老化时间。而第二获取模块12具体可以用于根据至少一个从组播协议报文的报文头中获得的最大响应时间获取查询响应时间间隔；或具体用于根据获得的至少一个接收通用组查询报文的时间间隔获取通用组查询报文发送时间间隔；或具体用于根据获得的至少一个交换机向路由器转发主机离开报文后接收到的特定组查询报文的数目获取健壮性系数。
另外，针对与交换机连接的最后一个组播组成员主机发送主机离开报文下线的情况，上述的第一获取模块11获取的所述路由器的组播工作信息还包括接收特定组查询报文的时间间隔，第二获取模块12获取的所述交换机的组播协议参数还包括特定组查询报文发送时间间隔，所述第三获取模块13还用于获取第二成员端口老化时间，所述第二成员端口老化时间为所述特定组查询报文发送时间间隔和健壮性系数的乘积，再加上查询响应时间间隔；所述端口老化模块14还用于在交换机上只有一个成员端口与组播组成员主机相连，所述成员端口接收到主机离开报文，向路由器转发所述主机离开报文后；如果在转发所述主机离开报文后的第二成员端口老化时间内没有接收到所述主机离开报文所属的组播组的组播协议报文，则老化所述成员端口。
本发明实施例还提供了一种交换机，包括系统总线(system bus)、处理器(process unit)、存储子系统(memory subsystem)和包处理(packet process)模块，其中处理器用于实现上述组播协议报文监听装置。本发明实施例中的处理器能够对交换机进行控制，而存储模块可以缓存要发送给路由器或主机的数据。
本发明实施例中提供的技术方案，通过在交换机中设置组播协议报文监听装置，获取实际的路由器的组播工作信息，并根据上述组播工作信息获取组播协议参数，能够保证交换机和路由器中设置的组播协议参数一致，交换机和路由器根据一致的组播协议参数进行工作，从而实现路由器和交换机上的端口老化时间一致，提高网络性能。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种组播协议报文监听方法，其特征在于，包括：
获取路由器的组播工作信息，所述组播工作信息包括接收通用组查询报文的时间间隔、交换机向路由器转发主机离开报文后接收到特定组查询报文的数目和为组播组成员主机设定的最大响应时间；
根据所述路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数，所述组播协议参数包括通用组查询报文发送时间间隔、健壮性系数和查询响应时间间隔；
根据所述交换机的组播协议参数获取交换机上的端口老化时间；
如果在所述端口老化时间内没有在端口上接收到组播协议报文，则老化所述端口。
2.根据权利要求1所述的组播协议报文监听方法，其特征在于，所述组播工作信息中包括的为组播组成员主机设定的最大响应时间是组播协议报文的报文头中携带的最大响应时间，所述组播协议报文为通用组查询报文或特定组查询报文，所述根据路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数包括：
根据至少一个从组播协议报文的报文头中获得的最大响应时间获取查询响应时间间隔。
3.根据权利要求1所述的组播协议报文监听方法，其特征在于，在所述组播工作信息包括接收通用组查询报文的时间间隔时，所述根据路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数包括：
根据获得的至少一个接收通用组查询报文的时间间隔获取通用组查询报文发送时间间隔。
4.根据权利要求1所述的组播协议报文监听方法，其特征在于，在所述组播工作信息包括交换机向路由器转发主机离开报文后接收到特定组查询报文的数目时，所述根据路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数包括：
根据获得的交换机向路由器转发主机离开报文后至少一个接收到的特定组查询报文的数目获取健壮性系数。
5.根据权利要求1所述的组播协议报文监听方法，其特征在于，所述根据交换机的组播协议参数获取交换机上的端口老化时间包括：
获取所述通用组查询报文发送时间间隔和健壮性系数的乘积作为交换机的路由器端口老化时间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的组播协议报文监听方法，其特征在于，获取的所述路由器的组播工作信息还包括接收特定组查询报文的时间间隔，获取的所述交换机的组播协议参数还包括特定组查询报文发送时间间隔;
所述如果在所述端口老化时间内没有在端口上接收到组播协议报文，则老化所述端口包括：
获取第二成员端口老化时间，所述第二成员端口老化时间为所述特定组查询报文发送时间间隔和健壮性系数的乘积，再加上查询响应时间间隔；
如果交换机上只有一个成员端口与组播组成员主机相连，所述成员端口接收到主机离开报文，则向路由器转发所述主机离开报文；
如果在转发所述主机离开报文后的第二成员端口老化时间内没有接收到所述主机离开报文所属的组播组的组播协议报文，则老化所述成员端口。
7.根据权利要求6所述的组播协议报文监听方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据获得的交换机向路由器转发主机离开报文后至少一个接收特定组查询报文的时间间隔获取特定组查询报文发送时间间隔。
8.一种组播协议报文监听装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取路由器的组播工作信息，所述组播工作信息包括接收通用组查询报文的时间间隔、交换机向路由器转发主机离开报文后接收到特定组查询报文的数目和为组播组成员主机设定的最大响应时间；
第二获取模块，用于根据所述路由器的组播工作信息获取交换机的组播协议参数，所述组播协议参数包括通用组查询报文发送时间间隔、健壮性系数和查询响应时间间隔；
第三获取模块，用于根据所述交换机的组播协议参数获取交换机上的端口老化时间；
端口老化模块，用于在所述端口老化时间内没有在端口上接收到组播协议报文，老化所述端口。
9.根据权利要求8所述的组播协议报文监听装置，其特征在于，所述第二获取模块具体用于根据至少一个从组播协议报文的报文头中获得的最大响应时间获取查询响应时间间隔；或
具体用于根据获得的至少一个接收通用组查询报文的时间间隔获取通用组查询报文发送时间间隔；或
具体用于根据获得的交换机向路由器转发主机离开报文后至少一个接收到的特定组查询报文的数目获取健壮性系数。
10.根据权利要求8所述的组播协议报文监听装置，其特征在于，所述第三获取模块具体用于获取所述通用组查询报文发送时间间隔和健壮性系数的乘积作为交换机的路由器端口老化时间。
11.根据权利要求8-10任一所述的组播协议报文监听装置，其特征在于，所述第一获取模块获取的所述路由器的组播工作信息还包括接收特定组查询报文的时间间隔，所述第二获取模块获取的所述交换机的组播协议参数还包括特定组查询报文发送时间间隔，所述第三获取模块还用于获取第二成员端口老化时间，所述第二成员端口老化时间为所述特定组查询报文发送时间间隔和健壮性系数的乘积，再加上查询响应时间间隔；所述端口老化模块还用于在交换机上只有一个成员端口与组播组成员主机相连，所述成员端口接收到主机离开报文，向路由器转发所述主机离开报文后；如果在转发所述主机离开报文后的第二成员端口老化时间内没有接收到所述主机离开报文所属的组播组的组播协议报文，则老化所述成员端口。
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