CN103812782A - 一种组播成员管理的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组播成员管理的实现方法，在PON设备中设置与PON设备主机端的上联口对应的全局源列表及全局源定时器，以及与PON设备路由器端的各个PON口分别对应的端口源列表及端口定时器；任意一个PON口下的组播组状态信息发生变化时，对该PON口的端口源列表及端口定时器进行更新后，根据汇集其他PON口的组播组状态得到的组播组全局状态信息对全局源列表及全局源定时器进行更新。本发明将IGMPv3协议的主机端和路由器端实现的方法，集中到PON设备上，并用两级源定时器分别管理网络侧和用户侧的组播组成员关系，从而达到对组播流的精确控制。

Description

一种组播成员管理的实现方法

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别涉及一种在PON设备上用源定时器管理组播成员的实现方法。

背景技术

IGMPv3是因特网组管理协议的第三版，其在原有协议的基础上，增加了对于组播源的控制。主机和相邻的路由器利用该协议来建立、维护组播组成员关系，主机为接口上的每一个组播组都维护一个表项信息，格式为：（组播地址，过滤模式，源列表）；路由器为接口上的每一个组播组维护一个状态，格式为：（组地址，组定时器，过滤模式，源列表）；所述源列表格式为：（源地址和源定时器）。

所述的过滤模式中，一个是允许接收特定组播源的组播信息的INCLUDE过滤模式，另一个是拒绝接收特定组播源的组播信息的EXCLUDE过滤模式。

所述组定时器，主要是组播组工作在EXCLUDE过滤模式时运行；在每次收到EXCLUDE报文，都会更新这个组定时器，但所述组定时器超时后会删除组播组或者将组播组的过滤模式转变为INCLUDE过滤模式。

所述源定时器跟踪每个源记录，组播组的过滤模式不同，对于源定时器超时的处理也是不同的：当组播组工作在INCLUDE过滤模式下，如果源定时器超时，表示没有主机需要该源，路由器会将该源地址删除；当组播组工作在EXCLUDE过滤模式下，源定时器超时不会删除该源地址。

IGMPv3协议有两种报文，query查询报文（包含通用查询、特定组查询、特定组和源查询）和report报告报文（有六种类型的成员关系报告报文，包含：组播组当前状态、过滤模式变化、源列表变化的三种组记录，每种组记录有两个值可选其一上报。收到报文时会对源定时器有相应操作，或者更新源定时器，或者删除源地址。

现有的技术中，IGMPv3协议要么工作在主机上，要么工作在路由器上，因此，只要维护一级源定时器就可以了，当源定时器超时后，调用相应的接口做相应的操作。

在PON（无源光网络）设备中IGMPv3协议的实现，不像RFC文档中描述的那样可以分为主机和路由器两方面的应用。若要实现IGMPv3协议，PON设备不仅要充当主机的角色，回应上游设备发送的查询报文，并在自身状态发生变化后，上报自身的改变信息；同时也要充当路由器的角色，定期发送查询报文，并收集下游设备的组播组信息。目前尚且缺乏能够将IGMPv3协议的主机和路由器应用集中到PON设备中，实现有效管理组播成员的方法。

发明内容

本发明提供一种组播成员管理的实现方法，将IGMPv3协议的主机端和路由器端实现的方法，集中到了一个PON设备上，通过管理上联口和PON口上的两级源定时器，达到对组播组成员关系进行管理，实现端口组播流精确控制的目的。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种组播成员管理的实现方法，在PON设备中设置与PON设备主机端的上联口对应的全局源列表及全局源定时器，以及与PON设备路由器端的各个PON口分别对应的端口源列表及端口定时器；

任意一个PON口下的组播组状态信息发生变化时，对该PON口的端口源列表及端口定时器进行更新后，根据汇集其他PON口的组播组状态得到的组播组全局状态信息对全局源列表及全局源定时器进行更新。

可选地，在PON设备中设置有组播组结构体来存储组播组全局状态信息，所述组播组全局状态信息包含与PON设备主机端的上联口对应的组播组过滤模式、全局组定时器、全局源列表的源地址及全局源定时器；

所述组播组结构体中进一步设置有多个PON口结构体，每个PON口结构体中存储有对应PON口的组播组状态信息，所述组播组状态信息包含各PON口对应的组播组端口过滤模式、端口组定时器、端口源列表的源地址及端口源定时器。

可选地，所述PON设备设置有查询定时器，当该查询定时器超时时，对所有组播组进行外层遍历，并对各组播组中的所有PON口进行内层遍历；

所述内层遍历进一步包含：

遍历PON口的端口源列表；对于端口源列表中包含源地址，且端口源定时器数值大于0的，使端口源定时器数值减一；并且当端口源定时器数值等于0，且组播组端口过滤模式是INCLUDE过滤模式时，删除端口源列表中的源地址；

退出端口源列表的遍历后，对端口过滤模式进行判断：

如果是INCLUDE过滤模式且端口源列表为空的，删除该PON口；如果是INCLUDE过滤模式而端口源列表不为空的，则不做任何处理；

如果是EXCLUDE过滤模式且端口组定时器数值不为0的，使端口组定时器数值减一；并且当端口组定时器超时且端口源列表中有端口源定时器数值大于0的，将端口过滤模式改为INCLUDE过滤模式。

可选地，对组播组进行的外层遍历进一步包含：

遍历全局源列表；对于全局源列表中包含源地址，且全局源定时器数值大于0的，使全局源定时器数值减一；并且当全局源定时器数值等于0，且上联口的组播组过滤模式是INCLUDE过滤模式时，删除端口源列表中的源地址；

退出全局源列表的遍历后，对组播组过滤模式进行判断：

如果是INCLUDE过滤模式且全局源列表为空的，删除该组播组；如果是INCLUDE过滤模式而全局源列表不为空的，则不做任何处理；

如果是EXCLUDE过滤模式且全局组定时器数值不为0的，使该全局组定时器数值减一；并且若全局组定时器超时且全局源列表中有全局源定时器数值大于0的，将组播组过滤模式改为INCLUDE过滤模式；若全局组定时器超时而全局源列表中没有全局源定时器大于0的，则删除该组播组。

可选地，当PON设备的任意一个PON口收到报告报文时，首先读取对应的PON口结构体中该PON口的组播组状态信息进行计算，来更新端口源列表中的源地址及端口源定时器；之后读取组播组结构体中的组播组全局状态信息进行计算，来更新全局源列表的源地址及全局源定时器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明主要是将IGMPv3协议的主机端和路由器端实现方法，集中到PON设备上，并用两级源定时器分别管理网络侧和用户侧的组播组成员关系，这样不仅可以对组播组成员管理更加精确，有效控制每个端口的组播组成员，而且还可以使处理流程更加清晰，更容易控制。

附图说明

图1 是本发明中查询定时器超时时更新源定时器的工作流程图；

图2是本发明中报文处理时更新源定时器的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种基于IGMPv3协议在PON设备上用两级源定时器管理组播成员的实现方法，PON设备需要协议分别工作在主机端和路由器端，在主机端需要回应上游设备发送的查询报文，并在组播组状态改变后上报相应信息；在路由器端则需要定期向下游设备发送查询报文，从而收集下游设备的组播组信息。

在PON设备的每个接口都要维护一套该接口上对应的组播组状态，包含：组地址，组定时器，过滤模式，源列表等信息；所述源列表中还包含源地址和源定时器。这样就要同时维护两级的源定时器：一级在PON设备的路由器端，是每个PON口处的端口源定时器，主要维护该PON口下联用户的一些请求信息；另一级在PON设备的主机端，是PON设备上联口处的全局源定时器，可以将所有上联口看作一个接口，通过该接口的全局源定时器，来维护从所有PON口收集来的信息。

两级源定时器有从属关系，上联口的全局源列表和全局源定时器都要基于各个PON口的端口源列表和端口源定时器。每一级源定时器超时都会做相应的处理，从而可以精确控制每个PON口的转发，以及上联口对于组播组信息的上报。当某个PON口收到一个报文后，在该PON口上会做一次处理，更新该PON口的端口源列表和端口源定时器，然后在汇集其他PON口关于该组播组的信息后再做一次处理，在上联口处更新整个系统的组播组全局源列表和全局源定时器。

为了实现上述方案，本发明中需要设置如下的变量和定时器：

定义一个组播组结构体，用于存储一个组播组的全局状态信息，包含整个组播组的全局源列表和全局源定时器等信息；组播组结构体中还包含每个PON口结构体，各个PON口结构体包含该PON口下的组播组状态信息，包含端口源列表及端口源定时器等信息。各个PON口只控制该PON口下的端口源列表，上联口的全局源列表则是对每个PON口信息的一个汇总，所以组播组结构体中的全局源列表就代表上联口处的全局源列表。

本发明还要定义一个定时器（为示区分，将其称为查询定时器），例如可使其每一秒钟超时一次，用于查询有没有源定时器超时，并且负责将源定时器中的值减一。

本发明中对于源定时器的操作，主要包含两种情况，一种是查询定时器超时，另一种情况是对报文的处理，所以下面分这两种情况来分析。

〈1〉、查询定时器超时处理，主要围绕着组播组和组播组端口进行遍历，查找超时的源定时器和组定时器。

如图1所示，查询定时器超时更新源定时器的工作流程，主要包含在每次查询定时器超时的情况下进行两层遍历，内层是遍历组播组中PON口的端口源定时器，外层是遍历组播组中上联口的全局源定时器。

A、内层遍历进一步包含：

A1、遍历PON口的端口源列表；

A2、如果端口源列表中包含源地址的，进一步判断端口源定时器是否大于0：如果大于0的，使端口源定时器数值减一，否则不做任何处理；

A3、判断端口源定时器是否等于0：如果等于0的，进一步判断该PON口的端口过滤模式：如果是INCLUDE过滤模式的，删除该源地址；如果不是INCLUDE过滤模式的，不做处理；

A4、退出端口源列表的遍历，再对端口过滤模式进行判断：

A4-1、如果是INCLUDE过滤模式的，进一步判断端口源列表是否为空：

如果端口源列表为空的，删除该端口；如果不为空，则不做任何处理；

A4-2、如果是EXCLUDE过滤模式，进一步判断该PON口的端口组定时器是否为0：

如果端口组定时器不为0的，使该端口组定时器数值减一，判断端口组定时器是否超时，如果超时，进一步判断是否端口源列表中是否有端口源定时器大于0：

若端口组定时器超时且有端口源定时器大于0的，将过滤模式改为INCLUDE；

若端口组定时器超时而没有端口源定时器大于0的，删除该端口。

B、外层遍历进一步包含：

B1、遍历组播组；

B2、如果组播组存在，遍历上联口的全局源列表；当全局源列表中包含源地址时，进一步判断全局源定时器是否大于0：如果大于0的，全局源定时器数值减一，否则不做任何处理；

B3、再判断全局源定时器是否等于0，如果等于0，进一步判断上联口处的组播组过滤模式：如果是INCLUDE过滤模式的，删除该源地址；如果不是INCLUDE过滤模式的，不做处理；

B4、退出全局源列表的遍历，再对组播组过滤模式进行判断：

B4-1、如果是INCLUDE过滤模式的，进一步判断全局源列表是否为空：如果为空，删除该组播组；如果不为空，则不做任何处理；

B4-2、如果是EXCLUDE过滤模式的，进一步判断全局组定时器是否为0：

如果全局组定时器不为0的，使该全局组定时器数值减一，判断全局组定时器是否超时，如果超时，判断当前组播组的全局源列表中是否有全局源定时器大于0：

若全局组定时器超时且有全局源定时器大于0的，将过滤模式改为INCLUDE；

若全局组定时器超时而没有全局源定时器大于0的，删除该组播组。

此后，PON设备的各接口，就可以根据各自的INCLUDE或EXCLUDE过滤模式，以相应源列表中的设定进行允许特定组播信息接收或阻止特定组播信息接收的控制。待查询定时器下一次超时时，再重复执行上述内层遍历和外层遍历的过程。

〈2〉、报文处理，主要是指在PON设备的PON口收到一个报文时，基于当前的过滤模式和收到的报文类型，对端口源列表和全局源列表都要进行更新（删除或添加一些组播组信息等），使得两者之间的信息相匹配，并且在全局源列表总是包含端口源列表中的源地址，而全局源列表的老化时间更晚一些。

一例通过报文处理更新源定时器的流程，如图2所示：

当PON设备的某个PON口收到下游发送的一个要求加入的报告报文时，首先读取相应的PON口结构体中该PON口的组播组状态信息进行计算，更新该PON口的端口源列表中的源地址和端口源定时器；之后再读取该组播组的全局变量信息进行计算，更新全局源地址和全局源定时器。

综上所述，本发明将IGMPv3协议的主机端和路由器端实现的方法，集中到PON设备上，并用两级源定时器分别管理网络侧和用户侧的组播组成员关系，从而达到对组播流的精确控制。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种组播成员管理的实现方法，其特征在于，

在PON设备中设置与PON设备主机端的上联口对应的全局源列表及全局源定时器，以及与PON设备路由器端的各个PON口分别对应的端口源列表及端口定时器；

任意一个PON口下的组播组状态信息发生变化时，对该PON口的端口源列表及端口定时器进行更新后，根据汇集其他PON口的组播组状态得到的组播组全局状态信息对全局源列表及全局源定时器进行更新。

2.如权利要求1所述的组播成员管理的实现方法，其特征在于，

在PON设备中设置有组播组结构体来存储组播组全局状态信息，所述组播组全局状态信息包含与PON设备主机端的上联口对应的组播组过滤模式、全局组定时器、全局源列表的源地址及全局源定时器；

所述组播组结构体中进一步设置有多个PON口结构体，每个PON口结构体中存储有对应PON口的组播组状态信息，所述组播组状态信息包含各PON口对应的组播组端口过滤模式、端口组定时器、端口源列表的源地址及端口源定时器。

3.如权利要求2所述的组播成员管理的实现方法，其特征在于，

所述PON设备设置有查询定时器，当该查询定时器超时时，对所有组播组进行外层遍历，并对各组播组中的所有PON口进行内层遍历；

所述内层遍历进一步包含：

遍历PON口的端口源列表；对于端口源列表中包含源地址，且端口源定时器数值大于0的，使端口源定时器数值减一；并且当端口源定时器数值等于0，且组播组端口过滤模式是INCLUDE过滤模式时，删除端口源列表中的源地址；

退出端口源列表的遍历后，对端口过滤模式进行判断：

如果是INCLUDE过滤模式且端口源列表为空的，删除该PON口；如果是INCLUDE过滤模式而端口源列表不为空的，则不做任何处理；

如果是EXCLUDE过滤模式且端口组定时器数值不为0的，使端口组定时器数值减一；并且当端口组定时器超时且端口源列表中有端口源定时器数值大于0的，将端口过滤模式改为INCLUDE过滤模式。

4.如权利要求3所述的组播成员管理的实现方法，其特征在于，

对组播组进行的外层遍历进一步包含：

遍历全局源列表；对于全局源列表中包含源地址，且全局源定时器数值大于0的，使全局源定时器数值减一；并且当全局源定时器数值等于0，且上联口的组播组过滤模式是INCLUDE过滤模式时，删除端口源列表中的源地址；

退出全局源列表的遍历后，对组播组过滤模式进行判断：

如果是INCLUDE过滤模式且全局源列表为空的，删除该组播组；如果是INCLUDE过滤模式而全局源列表不为空的，则不做任何处理；

如果是EXCLUDE过滤模式且全局组定时器数值不为0的，使该全局组定时器数值减一；并且若全局组定时器超时且全局源列表中有全局源定时器数值大于0的，将组播组过滤模式改为INCLUDE过滤模式；若全局组定时器超时而全局源列表中没有全局源定时器大于0的，则删除该组播组。

5.如权利要求2所述的组播成员管理的实现方法，其特征在于，

当PON设备的任意一个PON口收到报告报文时，首先读取对应的PON口结构体中该PON口的组播组状态信息进行计算，来更新端口源列表中的源地址及端口源定时器；之后读取组播组结构体中的组播组全局状态信息进行计算，来更新全局源列表的源地址及全局源定时器。

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