CN102404205A

CN102404205A - 一种抑制组播路由震荡的方法及设备

Info

Publication number: CN102404205A
Application number: CN2011103448482A
Authority: CN
Inventors: 徐本崇; 张征; 方昌奇
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2031-11-04
Also published as: CN102404205B

Abstract

本发明公开了一种抑制组播路由震荡的方法及设备，所述设备包括：出接口统计模块、路由表项统计模块及同步模块；所述方法包括：统计组播路由表中各出接口的变化情况，根据第一振荡抑制策略分别判断各出接口是否满足第一振荡抑制条件，并在同步所述组播路由表时对满足第一振荡抑制条件的出接口的同步进行抑制；统计所述组播路由表中各路由表项的变化情况，根据第二振荡抑制策略分别判断各条路由表项是否满足第二振荡抑制条件，并在同步所述组播路由表时对满足第二振荡抑制条件的路由表项的同步进行抑制。采用本发明后，有效地抑制了组播路由或者组播路由出接口的振荡，进而阻止了组播流量的振荡，减少了设备资源的无效消耗，提高了资源利用率。

Description

一种抑制组播路由震荡的方法及设备

技术领域

本发明涉及数据网络通信领域，尤其涉及一种抑制组播路由震荡的方法及设备。

背景技术

IP组播技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，所以在实时数据传送、多媒体会议、数据拷贝、IPTV(网络电视)、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。随着网络和组播业务的发展，其稳定性、安全可靠性越来越受到公众的关注。

导致组播路由震荡的情况主要有如下几种：

1)组播路由本身频繁变化或频繁添加、删除；

2)组播路由入接口频繁变化；

3)组播路由出接口频繁添加或频繁删除。

造成上述振荡的原因是多方面的，如PIM(Protocol IndependentMulticast，协议无关组播)邻居变化、入接口或出接口振荡、单播路由振荡、出接口频繁添加或删除等。

组播路由的振荡造成的负面影响是显著的。首先，会对组播流量的稳定性造成严重影响，可能造成流量时断时续，使用户体验变差；其次，路由振荡可能会引发一些不必要的组播流量的发送过程，进而造成网络带宽资源的浪费；再次，路由振荡会大量消耗设备本身的资源，占用设备宝贵的处理器资源以及消息通道，除对组播业务本身有影响外，也会和其它业务抢占资源，进而影响其它业务的稳定运行。

发明内容

一种抑制组播路由震荡的方法及设备，以对上述振荡进行抑制，提高现有组播协议(包括协议无关组播、距离矢量组播、静态组播等等各种组播协议)运行的稳定性。

为解决上述问题，本发明提供了一种抑制组播路由震荡的方法，包括：

统计组播路由表中各出接口的变化情况，根据第一振荡抑制策略分别判断各出接口是否满足第一振荡抑制条件，并在同步所述组播路由表时对满足所述第一振荡抑制条件的出接口的同步进行抑制；

统计所述组播路由表中各路由表项的变化情况，根据第二振荡抑制策略分别判断各条路由表项是否满足第二振荡抑制条件，并在同步所述组播路由表时对满足所述第二振荡抑制条件的路由表项的同步进行抑制。

进一步地，所述方法还包括：

在对满足所述第一振荡抑制条件的出接口的同步进行抑制后，如判断出该出接口所在路由表项中的其它出接口均已被抑制同步或该路由中仅存在这一个出接口，则还抑制上游状态机变化导致的报文发送。

进一步地，

统计组播路由表中各条路由表项的变化情况，具体包括：

统计各条路由表项中入接口、路由状态及未被抑制同步的出接口的变化情况。

进一步地，所述方法还包括：

在每一个预设置的第一振荡抑制周期内，分别统计每一个被抑制同步的出接口的变化情况，对变化情况满足第一振荡恢复策略的出接口取消抑制同步，在同步所述组播路由表时恢复对所述出接口的同步流程；

在每一个预设置的第二振荡抑制周期内，分别统计每一个被抑制同步的路由表项的变化情况，对变化情况满足第二振荡恢复策略的路由表项取消抑制同步，在同步所述组播路由表时恢复对所述路由的同步流程。

进一步地，所述方法还包括：

如判断出至少部分被抑制同步的出接口和/或路由表项被抑制同步的时间超过了预配置的最大抑制时间，则对所述至少部分被抑制同步的出接口和/或路由表项取消抑制同步，在同步所述组播路由表时恢复同步该接口和/或该路由表项的流程。

进一步地，所述方法还包括：

当检测到某条路由表项或某个出接口需要被删除时，在所述组播路由表中为该路由表项或者该出接口设置一个删除标记，所述删除标记用于区分待删除的是路由表项还是出接口；还将该路由表项或该出接口的位置标识信息记录到删除观察队列中；

如判断出在下一个振荡抑制周期中设置了所述删除标记的路由表项或出接口没有被抑制，则根据所述删除观察队列中该路由表项或该出接口的位置标识信息，在所述路由表中删除该路由表项或者出接口，同时清除相应的删除标记。

进一步地，所述方法还包括：

为所述路由表中各路由表项及各出接口增设状态机，包括：初始化(Idle)状态、抑制(Damping)状态及无抑制(NoDamping)状态；

当未配置所述第一振荡抑制策略和第二振荡抑制策略时，将所述各路由表项和所述各出接口置为初始化状态；

当配置了所述第一振荡抑制策略和第二振荡抑制策略后，将被抑制的路由表项和出接口置为抑制状态，将未被抑制的路由表项和出接口置为未抑制状态。

相应地，本发明还提供了一种抑制组播路由震荡的设备，包括：

出接口统计模块，用于统计组播路由表中各出接口的变化情况，并根据第一振荡抑制策略分别判断各出接口是否满足第一振荡抑制条件；

路由表项统计模块，用于统计所述组播路由表中各路由表项的变化情况，并根据第二振荡抑制策略分别判断各条路由表项是否满足第二振荡抑制条件；

同步模块，用于在同步所述组播路由表时，对满足所述第一振荡抑制条件的出接口及满足所述第二振荡抑制条件的路由表项的同步进行抑制。

进一步地，

所述同步模块还用于在对满足所述第一振荡抑制条件的出接口的同步进行抑制后，如判断出该出接口所在路由表项中的其它出接口均已被抑制同步或该路由中仅存在这一个出接口，则还抑制上游状态机变化导致的报文发送。

进一步地，

所述路由表项统计模块统计的组播路由表中各条路由表项的变化情况，具体包括：

各条路由表项中入接口、路由状态及未被抑制同步的出接口的变化情况。

进一步地，

所述出接口统计模块还用于在每一个预设置的第一振荡抑制周期内，分别统计每一个被所述出接口抑制模块抑制同步的出接口的变化情况；

所述路由表项统计模块还用于在每一个预设置的第二振荡抑制周期内，分别统计每一个被抑制同步的路由表项的变化情况；

所述同步模块还用于在同步所述组播路由表时，对变化情况满足第一振荡恢复策略的出接口及满足第二振荡恢复策略的路由表项恢复同步。

进一步地，

所述同步模块还用于在判断出至少部分被抑制同步的出接口和/或路由表项被抑制同步的时间超过了预配置的最大抑制时间，则对所述至少部分被抑制同步的出接口和/或路由表项取消抑制同步，在同步所述组播路由表时恢复同步该接口和/或该路由表项。

进一步地，

所述出接口统计模块或路由表项统计模块还用于在相应地检测到某条路由表项或某个出接口需要被删除时，在所述组播路由表中为该路由表项或者该出接口设置一个删除标记，所述删除标记用于区分待删除的是路由表项还是出接口；还将该路由表项或该出接口的位置标识信息记录到删除观察队列中；

采用本发明后，有效地抑制了组播路由或者组播路由出接口的振荡，进而阻止了组播流量的振荡，减少了设备资源的无效消耗，提高了资源利用率。

附图说明

图1为本发明实施例中振荡抑制设备结构图；

图2为本发明实施例中组播路由振荡抑制流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

为解决组播路由振荡的问题，需在一定条件下对组播路由进行抑制。抑制的目的是防止组播路由的振荡向下游扩散，实现方法就是把变化控制在组播上游模块内部，对被抑制的路由不进行变化同步。如图1所示，组播上游模块如果直接将组播路由的变化通知到组播下游模块，会造成振荡的向下传递，协议的振荡必然会导致组播路由的振荡。本实施例在设备内部增加一个振荡抑制模块，对组播路由的变化进行监测，以有效的阻止协议振荡向组播路由的传递。本实施例所述方法可以应用在组播所有上游业务向下游业务通告变化的场景，比如IGMP(Internet Group Management Protocol，因特网组管理协议)向PIM的变化通告等。

单播路由振荡抑制主要采用对路由本身进行抑制的方式实现。组播路由和单播路由有较大差异，组播路由是由一个入接口和多个出接口组成，这就决定了针对组播路由的路由振荡抑制有一些特殊性，例如：

1)组播路由出接口可能是逐个添加的，例如一条组播路由最多支持100个出接口，出接口添加会导致组播路由的更新操作，针对这100个出接口分别进行添加将会使这条组播路由至少同步100次；

2)组播路由振荡可能只是由某一个出接口振荡所引起的，而其他出接口是稳定的，如果因为某个接口振荡而把这个组播路由抑制掉，会造成路由无法及时响应其它出接口或入接口的变化，进而影响后续业务。

针对这些特殊性，本实施例提出两种抑制粒度：

1)路由抑制；

2)接口抑制。

可以根据需求来决定联合使用上述两种或其中某一种抑制粒度。例如根据在背景技术中提到的三种变化，针对组播路由本身频繁变化或频繁添加、删除，或者组播路由入接口频繁变化的情况，可以采用路由抑制的方式来抑制振荡；而对于组播路由中某个出接口频繁变化或频繁添加、删除的情况，可以采用接口抑制的方式对该出接口进行抑制；而对于组播路由部分出接口频繁添加或频繁删除的情况，需要根据具体情况来选择采用路由抑制还是接口抑制的方式进行抑制。

需要说明的是，对于仅有一个出接口的组播路由，如果出接口被频繁添加或删除，则组播路由协议的上游状态机变化引起的协议报文交互应当同样被抑制，以阻止本设备的路由振荡向上游设备扩散。如根据PIM协议，上游状态机振荡会频繁发送加入报文或剪枝报文，进而导致上游设备的PIM协议振荡，这时候就需要抑制振荡导致的加入或剪枝报文的发送。

在本实施例中，一种抑制组播路由震荡的方法，包括：

统计组播路由表中各出接口的变化情况，根据第一振荡抑制策略分别判断是否满足第一振荡抑制条件，并在同步所述组播路由表时对满足第一振荡抑制条件的出接口的同步进行抑制；

统计组播路由表中各路由表项的变化情况，根据第二振荡抑制策略分别判断各路由表项是否满足第二振荡抑制条件，并在同步所述组播路由表时对满足第二振荡抑制条件的路由表项的同步进行抑制。

其中，组播路由表中未被抑制的出接口发生变化，亦可记入该出接口所在路由发生变化。需要说明的是，上述第一振荡抑制策略与第二振荡抑制策略可以相同，也可以不同；相应地，第一振荡抑制条件与第二振荡抑制条件也可以相同，亦可以不同。

以下为描述方便，将对出接口的同步进行抑制简称为对出接口进行抑制；将对路由表项的同步进行抑制简称为对路由表项进行抑制。

针对组播路由表的振荡抑制策略可以是多样的，本实施例不对策略的选择进行限制，包括但不限于使用如下的策略：

1)RFC 2439(BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)路由振荡抑制)定义的BGP路由振荡抑制策略；

2)设置抑制门限值和恢复门限值，对路由表项及出接口的变化情况分别进行统计，达到抑制门限则对相应的路由表项或出接口进行抑制，同时定时观察其是否达到恢复门限值，等达到恢复门限值后，相应进行路由同步的恢复；

3)其他。

上述第二种振荡抑制策略的特点是根据组播路由表中路由表项或者出接口的变化情况计算出一个或一组值来相应地表征当前路由表项或者出接口的振荡情况，然后用这些值和门限值进行计算比较：

1)如果没有超过抑制门限值，则正常下发路由的变化；

2)如果超过了抑制门限值(即满足振荡抑制条件)，则抑制组播路由表中相应路由表项或出接口的变化向下游的通告。被抑制的路由表项或出接口需要通过定时器或其他事件来触发恢复。

本实施例对振荡抑制策略不做限制，在下文描述中，用一种简便可靠的振荡抑制策略举例进行说明，这种策略需预先配置如下参数：

振荡抑制周期：振荡抑制的检查周期；

振荡抑制门限值：在振荡抑制周期内，如果判断出某条路由表项或某个出接口的振荡次数大于这个值，则在进行组播路由表同步时抑制这条路由表项或这个出接口的变化情况向下游模块进行同步更新；

抑制恢复门限值：如在某一个振荡抑制周期内检查出被抑制的某条路由表项或某个出接口的振荡次数小于抑制恢复门限值，则取消对这条路由或出接口的抑制；

最大抑制时间：如判断出被抑制的某条路由表项或某个出接口被抑制的时间超过了这个值，则不管其当前的振荡情况，取消对这条路由表项或这个出接口的抑制，在进行组播路由表同步时将该条路由表项或该出接口的变化情况同步到下游。

此外，在使用该策略进行实现时，可将被抑制的路由表项或出接口加入到抑制观察队列中，定时检查这个队列，以确定是否需要把被抑制的路由表项或出接口恢复正常。

当检测到某条路由表项或某个出接口需要被删除时，在组播路由表中为该路由表项或者该出接口设置一个删除标记，根据该删除标记可区分待删除的是路由表项还是出接口；同时将该路由表项或该出接口的位置标识信息记录到删除观察队列；其中，位置标识信息用于标识该路由表项或该出接口的存储位置，可根据该位置标识信息在路由表项找到相应的路由表项或出接口。如在下一个振荡抑制周期中判断出这条路由表项或这个出接口没有被抑制，则从删除观察队列中删除该路由表项或该出接口的位置标识信息，并在组播路由表中根据删除标记删除相应的路由表项或出接口，同时向下游模块同步删除操作；如在下一振荡周期中这条路由表项或这个出接口被抑制，则按照抑制流程处理。

对于与协议无关的组播(PIM)，在(*，*，RP)、(*，G)、(S，G)、(S，G，RPT)这四种类型的路由表项和路由出接口增加状态机，包括三个状态：初始化(Idle)状态、抑制(Damping)状态及无抑制(NoDamping)状态。根据路由或出接口的抑制情况，其状态在上述三个状态之间切换：当未配置第一振荡抑制策略和第二振荡抑制策略时，将各路由表项和各出接口置为初始化状态；当配置了第一振荡抑制策略和第二振荡抑制策略后，将被抑制的路由表项和出接口置为抑制状态，将未被抑制的路由表项和出接口置为未抑制状态。当某条路由表项中所有出接口都在抑制(Damping)状态，则出接口的变化不影响上游状态机计算，不触发上游加入报文或剪枝报文的发送。

采用上述策略后，如图2所示，设备根据路由变化情况进一步进行如下操作：

d1)如果是路由表项本身发生变换(包括路由表项创建、路由表项状态变换及其中未被抑制的出接口发生变化)或入接口发生变化(包括、入接口的状态等情况)，需要对相应路由表项的变化情况进行判断。如果判断出在一个振荡抑制周期内该条路由表项的变化情况达到了振荡抑制门限值，则对本路由表项进行抑制，同时将该路由表项加入到抑制观察队列；如果没有达到振荡抑制门限值，则按照原有流程处理，在此不再进行赘述；

d2)如果是出接口发生变化，则对该出接口变化情况进行判断；如果在一个振荡抑制周期内发现达到了振荡抑制门限值，则本出接口进行抑制，同时将该出接口加入到抑制观察队列。如果组播路由表只有这一个出接口或还有其他接口但其他所有接口都已被抑制，则在达到振荡抑制门限值后，抑制上游状态变化或抑制其变化导致的报文发送；如果没有达到振荡抑制门限值，则当作路由本身变化进行处理，执行d1)的流程；

d3)如果某路由表项中既有出接口发生变化，又有其他信息发生变化，则优先按照d2)处理；

d4)如果发生路由表项删除操作，先按照d1)流程处理，再将该路由表项的位置标识信息加入到删除观察队列，同时为该路由表项添加删除标记；

d5)如果发生出接口删除操作，先按照d2)流程处理，再将该出接口位置标识信息加入到删除观察队列，同时为该出接口添加删除标记。

定期检查抑制观察队列，如果判断出其中有路由表项或出接口满足抑制恢复条件(即在某一振荡抑制周期内的振荡值小于抑制恢复门限或已被抑制的时间达到最大抑制时间)，则从抑制观察队列中删除该路由表项或出接口，取消对该出接口或路由表项的抑制，同时判断该路由表项或出接口是否有对应的删除标记：如有有删除标记，执行e1)；如果没有删除标记，执行e2)；

e1)相应地删除该路由表项或出接口，同时向下游同步该删除操作，完成删除流程；

e2)同步路由更新，完成路由更新流程。

定期检查删除观察队列，对于队列中每一地址标识信息对应的路由表项或者出接口，如果超过了一个振荡抑制周期，该路由表项或出接口都没有被抑制，则执行e1)流程。其中，检查删除观察队列的周期与检查抑制观察队列的周期可以相同，也可以不同，这两个通常需要小于振荡抑制周期的值。

此外，本实施例中，一种抑制组播路由震荡的设备，包括：

较佳地，

通过上述实施描述了本发明提供的方法。本发明对振荡抑制策略的选择不作出限制，本发明可以采用其他的振荡抑制策略；本发明对抑制粒度不做强制要求，具体实现可以灵活选择抑制粒度，可以只用其中一种，或灵活使用两种抑制粒度，比如可以把入接口变化也当作接口粒度的抑制来处理；本发明有许多不同的应用场景，例如可以在组播路由协议上下游同步路由使用，也可以在组播协议表向转发表同步路由使用。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抑制组播路由震荡的方法，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

统计组播路由表中各条路由表项的变化情况，具体包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，还包括：

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

7.如权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

8.一种抑制组播路由震荡的设备，包括：

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：

10.如权利要求8所述的设备，其特征在于：

11.如权利要求8所述的设备，其特征在于：

12.如权利要求8或11所述的设备，其特征在于：

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于：