CN102783088B - 快速地通知移动节点的离开的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种向组播代理通知移动节点离开组播组的方法，包括监控所述移动节点的网络接入端口的状态；以及当网络接入端口的状态发生改变以指示移动节点离开时，向组播代理通知移动节点离开组播组。还提供了一种实现该方法的装置。网络接入端口指示了移动节点与接入网的连接状态。根据该方法和设备，监控移动节点的网络接入端口，在移动节点离开网络接入端口时通知组播代理，以触发相关的资源释放机制，因此以一种简单有效的方式及时地，可靠地触发IPTV组播服务的终止和资源释放机制。

Description

快速地通知移动节点的离开的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种快速地通知移动节点的离开以释放移动节点的组播资源的方法和装置。

背景技术

近年来，无线局域网(WLAN)技术被广泛用于私人家庭和公共热点区域。对于中国的主要运营商，包括中国电信、中国移动和中国联通，构建大规模的WiFi/WLAN网络成为它们的主要策略(例如，中国电信的C+W(CDMA+WiFi)策略)。对于所有运营商，有效地使用所部署的WiFi网络并获得收益是部署大规模WiFi网络的最终目的。

基于组播的移动IPTV是WiFi网络运营商可以给WiFi用户提供的一种服务，尤其是对于WiFi热点/热点区域中的用户。WiFi用户还可以使用智能电话、PDA和装备有WiFi卡的笔记本来使用移动IPTV服务。因此，希望设计一种能够扩展已有的基于有线网络的IPTV服务的解决方案。

然而，在将传统的IPTV服务扩展到移动网络过程中存在一些技术问题。其中一个技术问题是由于WiFi用户的移动性和原有组播不支持移动性的特性之间的矛盾所引起的。

在移动期间，当IPTV移动节点(MN)从之前的WiFi接入网(旧的接入点AP/接入控制器AC)移动到新的WiFi接入网(新的AP/AC)时，应该在WiFi接入网中支持切换机制。

但是，由于以下原因，现有的切换机制的性能较差：

1.当MN切换后离开时，具有传统IEEE802.11网络接口的MN无法立即自动地向之前的WiFi接入网发送基于互联网组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)的组播离开消息以触发组播离开过程。

2.另一方面，为了实现更好的QoS/QoE并增加故障容错能力，使用IEEE802.11e以及其它WiFi多媒体(WMM)机制的下行链路WiFi接入点通常具有缓存机制以使用其接口将WMM业务传送给其相关的MN。

因此，最差情况是网络侧无法知道MN离开(尤其是具有快速移动性的MN)，并且无法及时地停止组播复制，因而所复制的业务仍然被传送给之前的AP以缓存。因此，如果在该信道仅存在一个用户，则浪费了组播复制和下行链路资源。即使AP在一段时间之后知道MN离开了，由于没有相关机制，也无法通知上行链路组播控制器以停止组播复制。

当IPTV组播网络给大量移动用户提供服务，并且移动用户高速移动时，上述情况尤其严重。从Wi-Fi网络的角度看，这种资源占用的累积效应将导致IPTV服务崩溃，甚至威胁到整个Wi-Fi网络业务投放的稳定型。

移动IPTV是一种新兴技术。尚不存在考虑MN的移动性的、在WiFi网络中快速地触发IPTV组播服务的终止和相关资源释放的机制。IPTV组播机制在设计之初并未考虑到用户的移动性。

针对该技术问题，在设计移动IPTV的技术方案时，提出了一种方法，其中在之前的WiFi接入网和新的WiFi接入网之间进行消息传递，交换MN所需的信息以进行更好的切换(例如MN的安全模块)。因此，之前的WiFi接入网可以根据来自新的WiFi接入网的消息，触发组播复制的停止，并释放与组播相关的资源。但是，该方法有时无法有效地运行：

1.MN从之前的WiFi接入网离开到完全进入新的WiFi接入网并与之建立关联之间存在一定的时间间隔，因此，该方法仍然无法实时地、有效地停止组播复制。

2.新WiFi接入网与之前的WiFi接入网之间的通信并不是一定存在，这种新旧接入网之间的通信往往只是作为一种验证优化机制。

3.此外，更重要的是，移动的MN在离开当前的AP/AC之后并不一定再接入新的WiFi网络。在这种情况下，没有新的接入网来发送相关通知，所以MN之前的WiFi接入网无法及时地获知MN的离开。

因此，需要一种能够及时响应MN的移动、并能够快速通知接入网停止组播复制并释放相关资源的方法。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺点，本发明提出了一种在移动节点离开接入网时及时地通知网络侧的方法和装置，其中，监控接入网中该移动节点的接入端口状态，在网络接入端口的状态发生变化而指示移动节点离开了接入网时，通知网络侧，从而响应于移动节点离开接入网而快速地停止组播复制并释放相关资源。

根据本发明的第一方面，提出了一种向组播代理通知移动节点的离开的方法，包括步骤：监控所述移动节点的网络接入端口的状态；以及当网络接入端口的状态发生改变以标识移动节点离开时，向组播代理通知移动节点的离开。

优选地，在所述移动节点接入所述网络接入端口以接收组播服务时，启动对所述移动节点的监控。

优选地，由所述组播代理触发对所述移动节点的监控。

优选地，在所述网络接入端口应用IEEE802.1X协议，并且通过监控AuthControlledPortStatus参数来监控网络接入端口的状态。

优选地，如果AuthControlledPortStatus由授权状态变为未授权状态，则标识所述移动节点离开了所述网络接入端口。

优选地，通过向组播代理发送互联网组管理协议IGMP离开消息，向组播代理通知移动节点的离开。

优选地，所述方法还包括步骤：组播代理释放与离开的移动节点相关的组播资源。

根据本发明的第二方面，提出了一种向组播代理通知移动节点的离开的装置，包括：监控器，监控所述移动节点的网络接入端口的状态；以及通知单元，当网络接入端口的状态发生改变以指示移动节点离开时，向组播代理通知移动节点的离开。

优选地，在所述移动节点接入所述网络接入端口以接收组播服务时，启动所述监控器对所述移动节点进行监控。

优选地，由所述组播代理触发所述监控器对所述移动节点进行监控。

优选地，所述监控器通过监控IEEE802.1X协议中AuthControlledPortStatus参数来监控网络接入端口的状态。

优选地，其中，如果AuthControlledPortStatus由授权状态变为未授权状态，则指示所述移动节点离开了所述网络接入端口。

优选地，所述通知单元通过向组播代理发送互联网组管理协议IGMP离开消息，向组播代理通知移动节点的离开。

优选地，所述监控器中存储有状态列表，以存储所述移动节点的网络接入端口的状态。

相比于最相近的现有技术，即在之前的WiFi接入网和新的WiFi接入网之间进行消息传递以获知移动节点的离开的技术方案，本发明可以更加快速地获知移动节点的离开，而且不会由于移动节点并未接入新的接入网而无法获知移动节点的离开。

附图说明

结合附图，根据下面对本发明的非限制性实施例的详细描述，本发明的上述及其他目的、特征和优点将变得更加清楚，附图中：

图1示出了根据本发明实施例的向组播代理通知移动节点的离开的系统的示意框图；

图2示出了图1所示系统中的向组播代理通知移动节点的离开的装置的示意框图；以及

图3示出了根据本发明实施例的向组播代理通知移动节点的离开的方法的流程图。

附图中，用相同的附图标记表示相关的单元，以示出它们之间的相关性。以加粗的实线表示主要反映了本发明的发明思想的那些单元。

具体实施方式

下面，根据附图描述本发明。在以下描述中，一些具体实施例仅用于描述目的，而不应该理解为对本发明有任何限制，而只是本发明的示例。在可能导致对本发明的理解造成混

根据本发明的原理，由于移动节点接入WLAN的端口的状态实时地反映了移动节点与WLAN的连接状况，因此监控移动节点与WLAN之间的端口的状态，并响应于端口状态变为断开，即指示移动节点离开该WLAN，立即向提供组播业务的组播代理通知移动节点的离开，就可以响应于移动节点的移动而快速地通知网络侧以停止组播复制并释放相关资源。

作为基于端口的接入控制技术，IEEE802.1X[参见IEEEStd802.1X-2001，IEEEStandardforPort-BasedNetworkAccessControl]被广泛采用，作为WLAN的认证入口。IEEE802.1X的认证方实时地维护端口状态的状态机。根据IEEE802.1X，如果MN离开或从所指定的端口注销，则端口的状态快速地从授权状态变为未授权状态。因此，分配给MN的端口实时地反映了MN的移动性。

下面以移动节点接入基于IEEE802.1X的WLAN的情况为例进行说明。当然，本领域技术人员可以明了，除了IEEE802.1X，本发明的原理同样适用于基于其他协议的WLAN。

图1示出了根据本发明实施例的向组播代理通知移动节点的离开的系统的示意框图。

如图1所示，组播代理100是驻留在有线/无线接入网中的现有网络模块，用于执行组播管理和控制功能(例如，组播业务复制)。

认证服务器300给认证方提供认证服务的实体。认证服务器300可以与认证方位于相同位置，但是通常是认证方的一个外部服务器。

认证方400是要求对链路的另一端的实体进行认证的实体。

请求方500是由认证方400认证并且希望接入认证方的服务的实体。

端口接入实体PAE是端口相关联的协议实体，可以支持认证方、申请方或者它们两方的功能。

在根据本发明的实施例的系统中，请求方是移动节点MN，其向认证方请求接入WLAN。组播代理100向接入WLAN的移动节点提供组播业务。

在根据本发明实施例的系统中，布连接在组播代理100和认证方PAE401之间，用于监控MN的IEEE802.1X端口，并在检测到端口状态变化时通知组播代理100。

图2示出了图1所示系统中的向组播代理通知移动节点的离开的装置的示意框图。在图1所示系统中，向组播代理通知移动节点的离开的装置即端口状态监视器200。

如图2所示，端口状态监视器200包括：监控器201，用于监控网络接入端口的状态；以及通知单元202，用于在监视器201发现移动节点离开的事件时，向组播代理通知该事件。

首先，PSM200中的监控器201被触发以针对MN进行监控。在被触发以进行监控之后，PSM将该MN添加到其监控列表中，并监控该MN的IEEE802.1X端口的状态。

PSM存储有绑定列表，该绑定列表通过单元组<MN的MAC地址，端口ID，端口状态>，记录了被监控的MN的MAC地址及其端口状态。

该单元组中的相关实体的定义如下：

1)端口：端口是网络接入端口的简称，其被定义为系统(这里是MN)接入到局域网的连接点(PoA，PointofAttachment)。它可以是物理端口，例如连接到物理WLAN段的单个LANMAC；或者是逻辑端口，例如MN与接入点(AP)之间的IEEE802.11WLAN关联。被分配给成功认证的MN的端口在802.1X中被称为“受控端口”。

2)端口ID：端口ID是端口所在的系统给各个端口所分配的端口号。

3)端口状态：存在一个认证器PAE状态机，以反映每个端口的端口状态。状态机可被配置为具有一定时间间隔的实时状态更新(例如每秒更新一次)。

在成功认证之后，具有授权状态的受控端口被分配给MN。监控该MN的PSM中的绑定列表中的单元组<MN的MAC地址，端口ID，端口状态>成为<MN的MAC地址，端口ID，授权>。

在认证方的状态机检测到MN离开时，在802.1X认证方中所闭合端口的状态将变为未授权状态。受控端口的两个状态“授权”和“未授权”在IEEE802.1X中由AuthControlledPort

PSM根据认证方PAE的AuthControlledPortStatus的值来监控受控MN的端口状态。如果AuthControlledPortStatus指示从授权状态变为未授权状态，则PSM中的通知单元将被触发以向组播代理发送IGMP离开消息(或其它通知消息)，以触发针对该MN的组播离开机制，并触发IPTV组播上行链路或下行链路的资源释放。监控该MN的PSM中的绑定列表中的单元组<MN的MAC地址，端口ID，端口状态>成为<MN的MAC地址，端口ID，未授权>。此后，由于MN的离开，PSM可以将该MN从其监控列表中删除。

[PSM及其监控触发机制]

如图1所示，PSM200负责与IEEE802.1X中定义的认证器PAE以及组播代理100进行交互。通过以下两种方法，可以触发PSM以监控组播MN的IEEE802.1X端口状态。

1)主动触发模式：PSM被设计为具有IGMP监听机制(IGMPSnooping)的能力。PSM执行实时的IGMP监听机制，以获取新加入组播组的MN的组播信息。一旦获得新加入组播的MN组播接入确认，则PSM将被进一步触发监测该MN的IEEE802.1X端口状态；

2)被动触发模式：由组播代理通过消息来通知PSM。该消息包括MN的组播信息<MNMAC地址，组播IP地址>。然后，PSM被触发以监控该MN的IEEE802.1X端口状态。

如果选择被动触发模式，则需要在组播代理和PSM之间进行MN组播信息的传送。由于需要组播代理和PCM之间的更多的通信，因此相比较而言，主动触发模式更加有效并且集中。

根据IEEE802.1X，如果MN离开或从所指定的端口注销，则端口的状态快速地从授权状态变为未授权状态。一旦PSM检测到所分配的端口被关闭，则创建IGMP离开消息，并向组播代理100发送IGMP离开消息以通知组播代理100(或上行链路中的组播复制控制器)。组播代理100将执行相关的组播离开机制和释放资源的动作(例如，DSLAM接入网环境中的本地转发表更新)。

根据本发明实施例的方法由于监控MN的接入端口的状态，可以及时地终止组播复制，因此更加有效。

图3示出了根据本发明实施例的向组播代理通知移动节点的离开的方法的流程图。

如图3所示，首先，在步骤S101，MN接入WLAN。认证方PAE的状态机指示该MN的接入端口的端口状态为授权状态。按照上述主动触发模式或被动触发模式，触发PSM以监控接入了WLAN的MN，即将该MN添加到PSM的监控列表中。作为示例，这里假定MN具有MAC地址1、端口1。PSM的绑定列表中针对该MN的单元组是<MAC地址1，端口1，授权>。

在步骤S102处，被监控的MN离开(断开或注销)。

作为响应，在步骤S103，认证方PAE的状态机发生状态转换，指示MN的接入端口的端口状态由授权状态变为未授权状态。认证方PAE向PSM发送包含AuthControlledPortStatus的消息。

在步骤S104，PSM更新其绑定列表。单元组<MAC地址1，端口1，授权>变为<MAC地址1，端口1，未授权>。

然后在步骤S105，PSM通过向组播代理发送IGMP离开消息，通知组播代理。组播代理将触发组播离开机制，并释放与该MN相关的组播资源。此时，PSM还可将该MN从其监控列表中删除。

在根据本发明实施例的向组播代理通知移动节点的离开的方法中，基于IEEE802.1X的认证方所维护的状态机提供了端口状态。如果MN离开或从所指定的端口注销，则端口状态快速地从授权状态变为未授权状态。由此，通过监控端口状态的变化，可以及时地向组播代理通知移动节点的离开。使用PSM对端口状态的监控和与组播代理的交互机制，组播代理可以立即知道MN离开了，并且及时释放为组播所预留的资源。此外，也可以有效地触发其它相关资源的释放(例如针对IEEE802.11e或其它WMM机制的缓存清空)。这有效地增强了移动IPTV组播在大规模WiFi/WLAN网络中的应用的可行性和鲁棒性。

从上面的描述可以看出，本发明并不局限于基于IEEE802.1X的WLAN。本发明的原理同样适用于能够监控端口状态并向网络侧报告端口状态变化的其他WLAN。此外，对于简单且有效。

这里所公开的本发明实施例的其他设置包括执行在先概述并随后详述的方法实施例的步骤和操作的软件程序。更具体地，计算机程序产品是如下的一种实施例：具有计算机可读介质，计算机可读介质上编码有计算机程序逻辑，当在计算设备上执行时，计算机程序逻辑提供相关的操作，从而提供上述单向代理转密方案。当在计算系统的至少一个处理器上执行时，计算机程序逻辑使得处理器执行本发明实施例所述的操作(方法)。本发明的这种设置典型地提供为设置或编码在例如光介质(例如CD-ROM)、软盘或硬盘等的计算机可读介质上的软件、代码和/或其他数据结构、或者诸如一个或多个ROM或RAM或PROM芯片上的固件或微代码的其他介质、或专用集成电路(ASIC)、或一个或多个模块中的可下载的软件图像、共享数据库等。软件或固件或这种配置可安装在计算设备上，以使得计算设备中的一个或多个处理器执行本发明实施例所述的技术。结合诸如一组数据通信设备或其他实体中的计算设备进行操作的软件过程也可以提供根据本发明的系统。根据本发明的系统也可以分布在多个数据通信设备上的多个软件过程、或者在一组小型专用计算机上运行的所有软件过程、或者单个计算机上运行的所有软件过程之间。

应该理解，严格地讲，本发明的实施例可以实现为计算机设备上的软件程序、软件和硬件、或者单独的软件和/或单独的电路。

以上描述仅给出了本发明的优选实施例，而并不是要以任何方式限制本发明。因此，本发明的范围应涵盖在本发明精神和原理内进行的任何修改、替换、改进。

Claims (10)

1.一种向组播代理通知移动节点的离开的方法，包括步骤：

监控所述移动节点的网络接入端口的状态；以及

当网络接入端口的状态发生改变以标识移动节点离开时，向组播代理通知移动节点的离开，

其中在所述网络接入端口应用IEEE802.1X协议，并且所述网络接入端口的状态由认证实体的状态机提供的AuthControlledPortStatus参数来指示，并且

其中如果所述AuthControlledPortStatus参数由授权状态变为未授权状态，则标识所述移动节点离开了所述网络接入端口。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述移动节点接入所述网络接入端口以接收组播服务时，启动对所述移动节点的监控。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述组播代理触发对所述移动节点的监控。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过向组播代理发送互联网组管理协议IGMP离开消息，向组播代理通知移动节点的离开。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括步骤：组播代理释放与离开的移动节点相关的组播资源。

6.一种向组播代理通知移动节点的离开的装置，包括：

监控器，监控所述移动节点的网络接入端口的状态；以及

通知单元，当网络接入端口的状态发生改变以指示移动节点离开时，向组播代理通知移动节点的离开，

其中在所述网络接入端口应用IEEE802.1X协议，并且所述网络接入端口的状态由认证实体的状态机提供的AuthControlledPortStatus参数来指示，并且

其中如果所述AuthControlledPortStatus参数由授权状态变为未授权状态，则指示所述移动节点离开了所述网络接入端口。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，在所述移动节点接入所述网络接入端口以接收组播服务时，启动所述监控器对所述移动节点进行监控。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，由所述组播代理触发所述监控器对所述移动节点进行监控。

9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述通知单元通过向组播代理发送互联网组管理协议IGMP离开消息，向组播代理通知移动节点的离开。

10.根据权利要求6所述的装置，其中，所述监控器中存储有状态列表，以存储所述移动节点的网络接入端口的状态。