CN103975556A - 远程多播复制网络的改进复制管理 - Google Patents

Abstract

路由器从订户电路上的主机接收离开消息。离开消息指示停止接收与组对象关联的多播流的请求。路由器与网络元件之间的接口包括但不限于远程多播复制接口。然后，组特定查询在订户电路上发送，并且定向到订户电路上的主机，以及仅涉及所接收请求的多播组。随后，如果响应组特定查询，没有订户电路的主机报告接收与离开消息中识别的多播组对应的业务流，则与订户电路的组对象关联从路由器处的记录中去除。

Description

远程多播复制网络的改进复制管理

技术领域

本发明的实施例涉及远程多播复制系统中的多播复制。具体来说，本发明的实施例涉及远程多播系统中的组对象的呼叫准入和管理的使用。

背景技术

多播用来将广播样式视频和音频流播全部同时带给放大听众。如与单播相比(其中各主机接收其自己的流)，在多播中，每一个主机通常经过因特网连接大约同时接收相同内容。已经建立因特网组管理协议(IGMP)和多播监听发现(MLD)，以便为多播提供标准格式和协议。这些协议现在用来使用因特网协议将广播电视样式娱乐带到家庭。

在多播中，独立流在各订户电路上发送。当存在数百万观众时，必须保持数百万单独订户电路和单独流。为了降低保持大量流所需的基础设施，已经开发远程多播复制(RMR)。RMR允许单个流从中央路由器发送给远程接入节点。路由器从其源得到流。接入节点将单个流复制到许多订户电路。这避免将流从路由器复制到各订户电路的需要。如果存在从同一接入节点接收单个流的许多订户时，数据通路的物理要求可极大地降低。

通过使路由器处的流的生成离开直接连接到订户电路的接入节点，可能损害流管理。通过将RMR接口放置于接入节点与路由器之间，中断请求流与生成流之间的连接。

在常规多播复制中，多播组业务仅在IGMP加入在其上被接收的电路上复制。RMR提供用于通过在除了IGMP加入在其上被接收的接口之外的接口上将多播业务从边缘路由器向接入节点发送出、来向被关注主机发送多播业务的独立接口。多播业务由下游接入节点来复制到被关注主机。这避免将接入节点与边缘路由器之间的链路用于发送多播业务。它允许独立VLAN用于发送多播业务。另一个VLAN可用于IGMP加入、离开和查询。

在RMR中，用于发送出多播业务的接口及其上下文在IGMP服务简档中配置。配置实现用于多播的RMR接口并且将其绑定。在初始配置中创建的IGMP服务简档则由订户在其出现时使用。订户、例如CLIPS(无客户因特网协议)/PPPOE(基于以太网的点对点协议)订户使用服务简档来发送报告，其用作接收或者停止接收特定流的加入请求或离开请求。该流与组对象关联。

当接收IGMP报告时，如果组对象在RMR电路上不存在，从而意味着所请求流没有流播到适当接入节点，则在RMR电路上创建与报告中存在的组对应的组对象。但是，在IGMP报告在其上被接收的订户电路上没有创建同一组对象。

如果在RMR电路上创建组对象，从而意味着将特定流添加到经过RMR电路所发送的那些流，则IGMP通知PIM(协议无关多播)将RMR电路用作用于转发多播组的业务的OIF(出局接口)。另一方面，在订户上接收IGMP离开、以便确定是否存在该组的其它被关注主机时，IGMP组特定查询在RMR电路向一组的所有主机发送出。

IGMP和RMR之间以及路由器与接入节点之间的分隔能够防止系统的部分知道系统的其它部分的状态和连接。它还能够使得运营商难以测量和分析系统行为。作为一个示例，在IGMP中，组对象仅与RMR电路关联。因此，运营商无法看到与订户关联的所有组，并且不可能确定订户正查看的组，也不可能确定当前状态并且评估特定订户的许多故障。

类似地，当组对象在RMR电路上创建和显示时，组对象的创建给予关于在RMR电路上接收到IGMP报告的不正确指示。也不存在考虑由订户在订户电路上所使用的多播带宽的方式。这阻碍订户级呼叫准入控制。在多播流播中，呼叫准入控制对于确保多播业务不影响同一订户电路上流动的单播业务是有用的。呼叫准入控制还帮助确保服务质量以及对预订级的遵守。

IGMP与RMR之间的分隔还创建附加开销信令。IGMP组特定查询响应从主机的订户电路上的该主机所接收的IGMP离开而发送，但是IGMP组特定查询在RMR电路上发送出，并且因此被复制到与该组关联的所有订户电路。IGMP组特定查询分组将与组对象对应的多播组地址用作用于发送查询的目标IP地址。响应这个查询，接收该查询的所有订户电路上的主机将响应该查询。这可导致对一个IGMP离开请求接收比所需的要多的响应。

发明内容

本发明的实施例在一个示例中提供一种在经过一个或多个网络元件耦合到多播流的源和多播消费者主机的路由器处用于管理经过一个或多个网络元件、使用订户电路发送给主机的多播流的方法。该方法包括从订户电路上的主机接收报告。订户电路耦合在路由器与主机之间。该报告指示接收与组对象关联的多播流的请求。组对象在路由器处的记录中与订户电路关联。离开消息从订户电路上的主机来接收，其指示停止接收与离开消息中识别的多播组对应的业务流的请求。然后，组特定查询在订户电路上发送，并且定向到订户电路上的主机，以及仅涉及所接收请求的多播组。随后，如果响应组特定查询，没有订户电路的主机报告接收与离开消息中识别的多播组对应的业务流，则与订户电路的组对象关联从路由器处的记录中去除。

在本发明的另一个实施例中，非短暂性计算机可读存储介质包括指令，其在由计算机运行时使计算机执行多个操作。操作包括从订户电路上的主机接收报告。订户电路耦合在路由器与主机之间。该报告指示接收与组对象关联的多播流的请求。组对象在路由器处的记录中与订户电路关联。离开消息从订户电路上的主机来接收，其指示停止接收与离开消息中识别的多播组对应的业务流的请求。然后，组特定查询在订户电路上发送，并且定向到订户电路上的主机，以及仅涉及所接收请求的多播组。随后，如果响应组特定查询，没有订户电路的主机报告接收与离开消息中识别的多播组对应的业务流，则与订户电路的组对象关联从路由器处的报告中去除。

在本发明的另一个实施例中，路由器通过一个或多个网络元件来耦合到多播流的源和多播消费者主机。路由器配置成管理经过一个或多个网络元件、使用订户电路发送给主机的多播流。路由器包括入口模块，以从耦合在路由器与主机之间的订户电路上的主机接收报告。该报告指示接收与组对象关联的多播流的请求。入口模块还从订户电路上的主机接收离开消息，其指示停止接收业务流的请求。路由器具有出口模块，以在订户电路上发送组特定查询，其被定向到订户电路上的主机，并且仅涉及所接收离开消息的组对象。入口模块还响应查询而从订户电路上的主机接收报告。路由器还具有网络处理器，以在路由器处的记录中将组对象与订户电路关联，以及如果没有订户电路的主机正接收组对象的多播，则从路由器处的记录中去除与订户电路的组对象关联。

附图说明

通过参照用于示出本发明的实施例的以下描述和附图，可以最透彻地了解本发明。在附图中：

图1是按照本发明的一个实施例的多播网络的简图；

图2是按照本发明的一个实施例的网络元件、例如接入节点的框图；

图3是按照本发明的一个实施例的网络元件、例如边缘路由器的框图；

图4是按照本发明的一个实施例、建立和处理组对象主机/主机表的过程流程图；

图5是按照本发明的一个实施例、使用计数器从接口删除组对象的过程流程图；以及

图6是按照本发明的一个实施例、处理组查询的过程流程图。

具体实施方式

在以下描述中提出许多具体细节。但是要理解，即使没有这些具体细节也可实施本发明的实施例。在其它情况下，没有详细示出众所周知的电路、结构和技术，以免影响对本描述的了解。

说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等表示所述的实施例可包括特定特征、结构或特性，但可能不一定每一个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这类词语不一定指同一个实施例。此外，在结合一个实施例来描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，均认为结合其它实施例来实现这种特征、结构或特性是在本领域的技术人员的知识范围之内的。

在以下描述和权利要求书中，可使用术语“耦合”和“连接”及其派生。应当理解，这些术语并不是要作为彼此的同义词。“耦合”用于表示彼此可以有或者可以没有直接物理或电接触的两个或更多元件相互配合或交互。“连接”用于表示相互耦合的两个或更多元件之间的通信的建立。

不是在RMR上创建组对象，而是可在IGMP报告在其上被接收的各订户电路上创建组对象。这允许组关联和参考计数器与RMR电路上支持的各唯一组对应地来建立。

通过在单独订户电路上创建组对象，运营商能够看到与订户关联的所有组。这能够消除与IGMP报告在其上被接收的电路有关的任何不明确性。组对象允许由各订户所使用的多播带宽被跟踪和考虑。因此，有可能基于在边缘的多播带宽使用来提供订户级准入控制。当主机请求比对其所被允许的要多的带宽时，能够丢弃来自该主机的新IGMP报告。这确保订户电路的质量服务，但是也允许确保多播业务不影响单播业务，包括电话和万维网浏览。

另外，通过在请求订户电路上创建IGMP组对象，稍后在同一订户电路上接收的IGMP离开能够与先前创建的组对象相连接。这能够允许IGMP组特定查询仅在离开消息从其中被接收的订户电路上发送出。只有订户电路上的主机将看到该查询，并且对其进行响应。这减少IGMP业务，并且减少必须经过分析以从查询中查找相关结果的响应数量。

图1是多播网络的一个实施例的简图。多播网络100包括若干多播源101A-C、多播路由器103(例如边缘路由器)、代理装置107(例如接入节点)和若干多播订户109A-E。简图仅示出三个源和五个订户，但是，可存在更多或更少和其它的中间装置或者其它多播路由器，以及代理装置能够是多播源与多播订户之间的网络的部分。所示实施例作为举例并且为了清楚起见而提供，没有提供附加装置和变化。本文中就这个实施例所述的原理和结构是为了便于说明而提供的，并且可适合其它配置。

多播源101A-C的每个能够由诸如服务器、台式计算机、膝上型计算机、便携装置等的任何类型的计算装置来提供。多播源101A-C各能够由独立装置或者由包括单个装置的装置的任何组合来提供。为了多播订户，多播源101A-C使用在这些装置上运行的应用来提供内容。多播源是使用IGMP或MLD或者类似协议、经过多播组地址可用的。所提供的内容能够是视频内容、音频内容或者其它类型的内容。在一个示例实施例中，各多播源是IPTV(因特网协议电视)系统中的电视频道。

上游多播路由器103能够是任何类型的连网元件，包括边缘路由器或者相似类型的路由装置。上游多播路由器能够通过网络间接或直接连接到每个多播源。上游多播路由器103将这些多播源101A-C提供给连接到上游多播路由器的每个下游装置。在一个示例实施例中，示出单个代理装置107，但是，上游多播路由器103能够具有经过任一个或多个代理装置到下游装置的任何数量的连接。这些连接的每个表示经过代理装置并且在上游多播路由器103与下游装置109之间的独立订户电路111。在所述实施例中，订户电路是使用MLD进行操作的IGMP电路。上游多播路由器103可保持连接到上游多播路由器103的每个下游装置的隶属关系数据库。

多播路由器103和接入节点也通过RMR(远程多播复制)接口113来连接。这个接口将流播多播媒体从路由器带到接入节点。对每个组对象可存在单个流，其然后被复制到将要接收流的各订户电路。将复制放置在接入节点而不是放置在路由器减少将流提供给请求相同流的所有订户所需的网络资源。

接入节点107通过网络连接到上游多播路由器103，并且通过同一或者另一个网络直接或间接耦合到多个多播订户109A-C。接入节点107管理它经过RMR接口接收的所有流的复制。接入节点107还保持它所连接的所有订户电路111的所请求多播源的聚合状态。

多播订户节点109A-C由一个或多个流播、IPTV、因特网或电话主机来组成。主机可相互、经过路由器来连接，或者各单独连接到同一订户电路。主机的示例包括计算装置(例如机顶盒、膝上型、手持、台式和类似计算装置)以及有线电话和数据流播装置。主机还可包括无线接入点或蜂窝电话微微小区。这些主机能够消耗多播源101A-D以及来自例如因特网115的单播数据带宽。多播订户节点可包括IPTV系统的机顶盒以及手持、电话和平板计算装置，其接收IPTV媒体。在这个实施例中，多播源是IPTV频道，以及多播订户管理能够基于与机顶盒的用户交互来频繁改变的所请求频道的集合。多播源101A-D、上游路由器103、代理装置107和订户节点109A-C能够通过网络(包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、例如因特网或者类似通信系统)的任何组合相互通信。这些网络能够包括无线和有线组件和网络元件的任何组合。

IPTV系统通常包括运营商117，其连接到边缘路由器103、接入节点107的任一个或两者。运营商可以是IPTV服务提供商、因特网服务提供商或者第三方运营商。经过无论是直接还是间接的连接，通过路由器和接入节点，运营商能够提供预订信息、质量或服务管理、IPTV、因特网的网络管理和诊断服务以及电话服务和其它服务及数据。运营商还可提供经过路由器或接入节点到电话网络的连接，该电话网络用于例如POTS(普通老式电话服务)或其它电话服务、例如微微小区蜂窝电话服务。

图2是用作接入节点的网络元件的一个实施例的简图，但是其它网络元件可具有相似配置。网络元件200包括入口模块201、出口模块205和网络处理器203。入口模块201在物理链路和数据链路级来操控由网络元件所接收的数据分组的处理。出口模块205在物理链路和数据链路级来操控由网络元件所传送的数据分组和处理。入口和出口模块经过IGMP来与订户进行通信，以及经过IGMP和经过RMR接口来与边缘路由器进行通信。这两个接口可由不同的入口和出口模块来提供，但是，为了简洁起见而示出单个模块。

网络处理器203操控数据业务的路由选择、转发和更高级处理。网络处理器203和因特网组管理协议(IGMP)/多播监听发现模块209。

IGMP/MLD模块209管理隶属关系数据库213，并且可管理转发信息库211(FIB)。IGMP/MLD模块209从下游多播订户节点接收IGMP和MLD分组，其包括隶属关系报告。这些隶属关系报告经过分析，以确定隶属关系数据的变化，并且更新IGMP/MLD模块209和FIB 211中的隶属关系数据库213。IGMP/MLD模块209还可将多播隶属关系数据的变化传递给上游多播路由器。

IGMPv3的标准IGMP隶属关系报告包括报头，其中具有类型字段、两个保留字段、校验和字段和组记录数量字段。消息主体包括组记录集合。单独组记录包括报头段和主体段。报头段包括记录类型字段、辅助日期长度字段、源数量字段和组地址字段。主体包含提供源数据的端站或服务器的、诸如IP地址之类的源标识符的集合。这种分层结构要求由IGMP模块来解析，以识别消息中的源标识符，并且基于这些源标识符来保持源状态。

当订户模式正使用因特网协议v6来与代理装置或接入节点进行通信时，相似数据可从MLD隶属关系报告来接收。接入节点可跟踪多播源的每个的请求数量，并且通过多播源的每个的模式来将上游路由器状态和聚合订户状态相互关联。源也可与转发和修剪（pruning）模式相互关联。转发模式指示对应多播源由上游多播路由器转发到代理装置，并且最终转发到至少一个订户节点。修剪状态指示上游多播路由器没有向代理装置发送对应多播源，并且对应多播源没有被发送给任何订户节点。

图3是用作边缘路由器的网络元件的一个实施例的简图，但是其它网络元件可具有相似配置。边缘路由器300包括入口模块301、出口模块305和网络处理器303。入口模块301在物理链路和数据链路级来操控由网络元件所接收的数据分组和处理。出口模块305在物理链路和数据链路级来操控由边缘路由器所传送的数据分组的处理。入口和出口模块经过IGMP以及经过RMR接口与一个或多个接入节点进行通信。边缘路由器也能够与订户以及特别是订户电路上的主机直接通信。

网络处理器303操控数据业务的路由选择、转发和更高级处理。网络处理器303能够运行或包括协议无关多播(PIM)模块307和因特网组管理协议(IGMP)/多播监听发现模块309。这些用来管理组对象表315、数据速率表317和计数器，如下面更详细描述。PIM模块307管理转发信息库311(FIB)。在其它实施例中，PIM模块307和IGMP/MLD模块309可组合地管理FIB。IGMP/MLD模块309还可将多播隶属关系数据的变化传递到其它网络节点，并且还传递到PIM模块307，其可将它们发送给其它节点。

网络处理器还管理通过RMR接口的流，从而确定发送给各接入节点的流。IGMP/MLD模块309从下游多播订户节点接收IGMP和MLD分组，其包括隶属关系报告。这些隶属关系报告经过分析，以确定隶属关系数据的变化，更新表，以及还详述对不同订户电路上的主机的查询。IGMP/MLD模块309还可在接入节点处或者在另一个位置中从接入节点或者从PIM模块接收多播隶属关系数据的变化。

隶属关系信息可由聚合模块319来聚合。来自IGMP/MLD模块309的隶属关系的变化能够与IGMP/MLD模块209更新转发信息库211、311和隶属关系数据库213并行地结合。表(未示出)可用来跟踪每个源以及对应接口的通用‘所有源’的包含和不包含的总数，其能够被快速更新并且用作通知多播系统中的其它节点关于所检测变化的基础。

可通过为对应的源使适当计数器递增和递减，使得保持聚合多播源隶属关系状态，从而定义将要转发到多个多播订户节点或者从多个多播订户节点阻止的多播源，来保持聚合多播源隶属关系。聚合订户状态可通过各多播源的模式来跟踪。备选地，可使用更简单的计数器，这取决于预期跟踪的特定实现和复杂度。

图4示出用于建立和保持组对象/主机表的过程400。在框411，边缘路由器或者类似装置从订户电路上的主机接收IGMP报告。这个示例过程中的报告是接收特定多播流的组中的隶属关系的报告。

在框413，IGMP模块确定所接收报告是否为新的组或者另外某个用途的请求。如果它不是新的组的请求，则该过程流向在框429确定报告是否为另一种类型的报告。

如果请求针对新的组，则在框419，IGMP模块确定处理订户电路上的IGMP报告是否将该订户电路的带宽分配保持在其容许极限之内。如果不是的话，则该过程丢弃报告，并且返回到等待下一个报告。容许带宽分配极限可以是用于订户电路的物理连接的物理限制，或者它可以是分配给特定订户或者由其购买的预订和优先等级的函数。容许极限能够保持在表中，并且与所请求的总带宽进行比较，如下面更详细描述。

在框421，IGMP模块确定是否将接受IGMP报告。IGMP报告可能被拒绝，因为在订户电路上存在不充分带宽，或者它可因预订、准许或可用性原因可被拒绝。某些源可能不可用，或者要求附加条件、例如更高预订或额外费用。如果不接受IGMP报告，则它在框423被拒绝，并且过程流程返回到等待下一个报告。

如果接受IGMP报告，则在框425，在订户电路上创建组对象。这可通过保持表315或者按照多种其它方式来完成。在框427，更新订户电路上的所使用多播带宽，以反映新的组对象的添加。各订户电路的多播带宽能够在边缘路由器的数据速率表317中或者在任何其它适当位置中保持。表1示出在数据速率表317中可如何捕获和跟踪各订户电路的总数据速率的简化示例。

表1

在表1的示例中，仅示出ID为0001和0002的两个订户电路，但是，可存在更多订户电路。电路0001已经购买或者具有6 MB/s能力但没有保留量的设备。所使用的数据速率是3.7 MB/s。这可对应于高清晰度IPTV组对象加上另一个主机上的低清晰度IPTV视频。另一方面，电路0002具有高达12 MB/s的较高带宽分配以及2 MB/s的较高保留量。保留数据速率可用于电话、蜂窝电话微微小区、数据或者单播因特网接入等。表1中，电路0001可能没有购买电话或因特网服务，并且因此没有任何保留。电路002还具有8.4 MB/s的所使用的较高带宽量。这可对应于若干视频和音频多播流连同因特网使用或者任何其它组合或数据服务。

通常，DR极限和DR保留值仅将极少地、例如在进行预订或硬件变更时发生变化。但是，DR使用值可每当对订户创建组或者从订户中删除组时被改变。

除了在订户电路上创建组对象之外，所请求组对象还可添加到RMR电路，使得它能够流播到主机。如果组对象已经流播到不同的主机，则它不需要被添加。为了添加组对象，边缘路由器103向与所请求流对应的源101发送流的请求。源开始流播组对象，并且路由器则将流定向到RMR接口。接入节点107将从RMR接口来拾取流，并且将它复制到各订户电路111，其接收该流。

在429，经过IGMP/MLD模块309的边缘路由器确定所接收IGMP消息是否为来自主机的离开消息。如果消息既不是新的组的加入请求也不是离开，则报告是现有组的IGMP报告。在框415，现有组对象状态定时器在框415来刷新，以及该过程在417返回到等待下一个接收报告。报告可在该过程返回之前经过进一步测试，使得其它类型的报告也可对其起作用。

组对象状态定时器能够与请求中所述的组对象关联，或者它能够是通用状态定时器。在一个实施例中，状态定时器确定对与对应组对象关联的主机的下一个组特定查询的经过时间。当刷新状态定时器时，它则开始再次重算，从而增加时间，直到下一个组查询。在一个实施例中，每个组以其自己的定时器来单独跟踪。在另一个实施例中，单个定时器用于所有组，以及将组特定查询发送给所有主机。

如果消息是离开，则该模块在框421确定是否能够在订户电路上删除组对象。删除涉及删除在框425和427进行的关联。由于多种不同的原因，也许不可能删除组对象。一个这种原因是因为组对象正由同一订户电路上的另一个主机来接收。边缘路由器能够确定组对象是否仍然经过IGMP组特定查询或者按照其它方式、例如对接入节点的查询来与订户电路上的其它主机关联。如果无法删除组对象，则该过程返回到等待下一个报告。

如果能够删除组对象，则在框423，从订户电路中删除与离开关联的组对象，以及从数据速率表中删除为订户电路所确定的带宽使用。路由器处的记录这时表明，订户电路没有接收组对象，并且没有消耗其带宽分配的任一个以便接收组对象。

图5是示出计数器能够如何用来确定能够从RMR接口中删除组对象的的时间的过程流程图。图5中，在511，如果消息是从其相应订户电路上的主机所接收的IGMP报告，则在513，如果报告被接受并且主机能够例如如图4所述接收组对象，则使所请求组对象的参考计数器递增。这是经由接入节点、针对远程多播复制(RMR)电路的参考计数器。如果消息不是IGMP报告，则该过程向下一直跳跃到519。

能够跟踪参考计数器中的值，以及在515，如果参考计数器因被递增而从零转变，则这是新的组对象。组对象对应于来自特定源的特定多播流，并且这全部可使用常规IGMP/MLD过程来确定和跟踪。边缘路由器将首先联络源，以得到新的流，并且将流添加到RMR接口。IGMP还将使用例如多播路由选择协议、例如PIM来请求将RMR电路添加到这个组的多播业务必须复制到其上的电路的列表。接入节点将接收请求，并且把来自RMR接口的组对象复制到订户电路。

如果参考计数器已经是非零，则源应当已经将流提供给已经将流应用于RMR接口的边缘路由器。接入节点已经将流复制到其它主机。IGMP报告的结果将在于，接入节点还将对象复制到请求主机。这也能够使用多播路由选择协议进行。然后，该过程返回到开始。

如在513、515和517所示的参考计数器允许边缘路由器确定所请求组对象是否为新的，以及它是否需要被添加到RMR电路。参考计数器也可用来确定从RMR接口中去除组对象的时间。

在框519，经过其IGMP/MLD模块的边缘路由器从主机接收IGMP离开消息。在这种情况下，在521，使适当参考计数器递减。换言之，得到离开中的组对象参考，以及使经由接入节点、针对RMR电路的该组的计数器递减。在框523，确定参考计数器是否已经转变为零。

如果参考计数器没有零并且尚未转变成零，则该过程流程返回到查看下一个IGMP报告。但是，在525，如果参考计数器已经转变成零，则IGMP可请求多播路由选择协议、例如PIM从这个组的多播业务必须复制到其上的电路的列表中删除RMR电路。这从RMR接口中删除组对象。

图5的过程允许RMR接口上的业务需求被管理。RMR能够仅将有限数量的对象流播到对应接入节点。当不再存在接收流的任何主机时，它则可安全地从RMR接口中被去除，直到它再次被请求。每个流的参考计数器允许接收流的主机的数量被跟踪。这允许流在对应计数器转变成零时被删除，从而指示零主机正请求流。

参考计数器可采取多种不同形式。在一个示例中，可使用如表2所示的组对象和计数器值的简单表。在另一个实施例中，聚合值可用作计数器值。对于聚合值，可使多个计数器递增，以便跟踪所有多播源的订户电路的聚合状态。以上在聚合的上下文中更详细地描述这种方式。

表2

图6是用于使用比IGMP和MLD中允许的要少的资源来处理组查询的过程流程图。图6中，在611从主机接收IGMP离开。这可以是分别与图4和图5中的429和519所示相同的操作。在613基于这个接收报告，IGMP模块在发送离开的同一订户电路上发送IGMP组特定查询。不需要在RMR电路上发送这个报告。

在617，接收响应组特定查询的任何IGMP报告。这些仅在查询在其上被发送的订户电路上接收。接收报告指示任何主机是否仍然对接收组的多播业务感兴趣。这个确定的组是在611的离开中所引用的组。如果主机仍然对接收多播业务感兴趣，则该过程在623返回。

如果没有接收到IGMP报告，则不存在接收业务的更多主机，然后在619，可从订户电路中去除组对象。在621，可经由接入节点使针对图5的RMR电路的组的参考计数器递减。然后，该过程返回。

通过框621，图6示出到图5的互连。图5中，在521，基于接收IGMP离开来使参考计数器递减。如果订户电路上仅存在一个主机，或者如果能够单独识别和跟踪各主机，则这是准确过程。否则，可使用组特定查询。对于对接收多播流的兴趣，组特定查询允许与组对象关联的每一个订户电路被查询。然后能够合计进行响应的主机，以确定参考计数器的正确值。备选地，能够解析感兴趣订户电路的应答，以确定想要接收流的那一个特定电路上是否存在任何主机。

因为可存在与组对象关联的许多订户电路，所以IGMP组特定查询可使许多查询被发送给许多主机。虽然这是使用接入节点的复制硬件可能可管理的，但是它在接收应答时是存在问题的。大量应答全部在大约同时采取IGMP报告的形式来接收。使用图6的过程，在应答中接收的IGMP报告的数量可极大地减少。

如图6所示，注释在其上IGMP离开在611被接收的订户电路。然后，组特定查询仅在那一个订户电路上发送。应答仅从该订户电路上的主机来接收。这极大地降低系统上的业务需求和处理需求。同时，它允许高精确度在参考计数器中被保持。

可应用相同过程，以使参考计数器递增。在接收请求流的IGMP报告时，IGMP模块可在同一订户电路上发送IGMP组特定查询，以确定该订户电路上的任何主机是否已经接收流。如果不是的话，则使参考计数器递增，以反映流的新订户电路。如果是的话，则没有使参考计数器递增，因为参考计数器示出与组对象关联的订户电路的数量。这个订户电路已经与组对象关联。

如上所述，组对象可在IGMP报告在其上被接收的各订户上创建。同时，可使对应组的RMR电路上的参考计数器递增。相反，在IGMP离开在其上被接收的各订户上删除组对象，并且使对应组的RMR电路上的参考计数器递减。

仅当RMR电路上的组对象的参考计数器从零转到非零值时，IGMP才通知PIM将RMR电路作为OIF来添加。仅当RMR电路上的组对象的参考计数器从非零转到零值时，IGMP才通知PIM删除作为OIF的RMR。只要组的参考计数器为非零，则该组或源-组的多播业务将继续进行到在RMR电路上流出。参考计数可确保多播业务从第一订户变为对多播组感兴趣的时间到最后一个订户失去对多播组的兴趣的时间在RMR电路上流出。对于IGMPv3/MLDv2，RMR电路上的参考计数可对源-组对进行。这能够使用如上所述的聚合表或者按照多种方式进行。

参照其它简图的示范实施例来描述这个及其它流程图的操作。但是应当理解，流程图的操作能够通过除了参照这些其它简图所述实施例之外的本发明的实施例来执行，并且参照这些其它简图所探讨的本发明的实施例能够执行与参照流程图所述操作不同的操作。

本发明的不同实施例可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。因此，附图所示的技术能够使用在一个或多个电子装置(例如端站、网络元件)上存储和运行的代码及数据来实现。这类电子装置使用诸如非短暂性计算机可读存储介质(例如磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪速存储器装置、相变存储器)和短暂性计算机可读传输介质(例如电、光、声或其它形式的传播信号 - 如载波、红外信号、数字信号)之类的计算机可读介质来(在内部和/或通过网络与其它电子装置)存储和传递代码和数据。另外，这类电子装置通常包括一组一个或多个处理器，处理器耦合到诸如一个或多个存储装置(非短暂性机器可读存储介质)、用户输入/输出装置(例如键盘、触摸屏和/或显示器)和网络连接之类的一个或多个其它组件。该组处理器和其它组件的耦合通常通过一个或多个总线和桥接器(又称作总线控制器)进行。因此，给定电子装置的存储装置通常存储代码和/或数据，供该电子装置的该组一个或多个处理器上执行。

本文所使用的“网络元件”(例如路由器、交换机、桥接器)是包括硬件和软件的一个连网设备，其在通信上互连网络上的其它设备(例如其它网络元件、端站)。一些网络元件是“多服务网络元件”，其提供对多个连网功能(例如路由选择、桥接、交换、第2层聚合、会话边界控制、服务质量和/或订户管理)的支持，和/或提供对多个应用服务(例如数据、语音和视频)的支持。订户端站(例如服务器、工作站、膝上型、上网本、掌上型、移动电话、智能电话、多媒体电话、基于因特网协议的语音(VOIP)电话、用户设备、终端、便携媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒)访问通过因特网所提供的内容/服务和/或覆盖于因特网的虚拟专用网络(VPN)上(例如通过其中隧道传递)提供的内容/服务。内容和/或服务通常由属于服务或内容提供商的一个或多个端站(例如服务器端站)或者参与对等服务的端站来提供，并且可包括例如公开网页(例如免费内容、店面、搜索服务)、私人网页(例如提供电子邮件服务的用户名/密码访问网页)和/或基于VPN的公司网络。通常，订户端站(例如通过与接入网(有线或无线)耦合的客户驻地设备)耦合到边缘网络元件，边缘网络元件(例如通过一个或多个核心网络元件)耦合到与其它端站(例如服务器端站)耦合的其它边缘网络元件。

网络元件通常分为控制平面和数据平面(有时称作转发平面或媒体平面)。在网络元件是路由器(或者实现路由选择功能性)的情况下，控制平面通常确定如何路由（例如用于数据的下一跳和用于该数据的出局端口）数据(例如分组)，而数据平面负责转发该数据。例如，控制平面通常包括与其它网络元件进行通信以便交换路由并且基于一个或多个路由选择量度来选择那些路由的一个或多个路由选择协议(例如边界网关协议(BGP)、内部网关协议(IGP)(例如开放式最短路径优先(OSPF)、路由选择信息协议(RIP)、中间系统到中间系统协议(IS-IS))、标记分布协议(LDP)、资源保存协议(RSVP))。

路由和相邻性存储在控制平面上的一个或多个路由选择结构(例如路由选择信息库(RIB)、标记信息库(LIB)、一个或多个相邻性结构)中。控制平面基于路由选择结构采用信息(例如相邻性和路由信息)来对数据平面进行编程。例如，控制平面将相邻性和路由信息编程到数据平面上的一个或多个转发结构(例如转发信息库(FIB)、标记转发信息库(LFIB)以及一个或多个相邻性结构)中。数据平面在转发业务时使用这些转发和相邻性结构。

路由选择协议的每个基于某些路由量度(量度对于不同路由选择协议能够是不同的)将路由条目下载到主RIB。路由选择协议的每个能够在本地RIB(例如OSPF本地RIB)中存储路由条目，其中包括没有下载到主RIB的路由条目。管理主RIB的RIB模块从路由选择协议所下载的路由中选择路由(基于量度集合)，并且将那些所选路由(有时称作活动路由条目)下载到数据平面。RIB模块还能够使路由在路由选择协议之间重新分布。

对于第2层转发，网络元件能够存储用于基于这个数据中的第2层信息来转发数据的一个或多个桥接表。

通常，网络元件包括一个或多个线路卡集合、一个或多个控制卡集合以及可选的一个或多个服务卡集合(有时称作资源卡)。这些卡通过一个或多个机构(例如耦合线路卡的第一全网格以及耦合全部卡的第二全网格)耦合在一起。线路卡集合组成数据平面，而控制卡集合提供控制平面并且通过线路卡与外部网络元件交换分组。服务卡集合能够提供专用处理(例如第4至第7层服务(例如防火墙、IPsec、IDS、P2P)、VoIP会话边缘控制器、移动无线网关(GGSN、演进分组系统(EPS)网关))。作为举例，服务卡可用于端接IPsec隧道，并且运行伴随认证和加密算法。

某些网络元件(例如某些边缘网络元件)在内部使用订户电路来表示订户端站(或者有时为客户驻地设备(CPE)，例如住宅网关(例如路由器、调制解调器))。订户电路在网络元件中唯一标识订户会话，并且通常对于会话的存在期存在。因此，网络元件通常在订户连接到该网络元件时分配订户电路，并且对应地在该订户断开连接时取消分配该订户电路。各订户会话表示在网络元件与订户端站(或者有时为CPE，例如住宅网关或调制解调器)之间使用诸如基于另一个协议的点对点协议(PPPoX)(例如其中X是以太网或异步传输模式(ATM))、以太网、802.1Q虚拟LAN(VLAN)、因特网协议或ATM之类的协议所传递的可区分分组流。订户会话能够使用各种机制(例如人工提供动态主机配置协议(DHCP)、DHCP/无客户端因特网协议服务(CLIP)或媒体接入控制(MAC)地址跟踪)来发起。例如，点对点协议(PPP)常用于DSL服务，并且要求安装使订户能够输入用户名和密码的PPP客户端，这又可用于选择订户记录。当使用DHCP(例如用于电缆调制解调器服务)时，通常不提供用户名；但是在这类情况下，提供订户端站(或CPE)中的硬件的MAC地址。网络元件上的DHCP和CLIPS的使用捕获MAC地址，并且使用这些地址来区分订户并且访问其订户记录。

Claims (20)

1. 一种在经过一个或多个网络元件耦合到多播流的源和多播消费者主机的路由器处的方法，所述路由器与网络元件之间的所述接口包括但不限于远程多播复制接口，所述方法用于管理经过所述一个或多个网络元件、使用订户电路发送给主机的多播流，所述方法包括：

从订户电路上的主机接收报告，所述订户电路耦合在所述路由器与所述主机之间，所述报告指示接收多播流的请求，所述多播流与组对象关联；

在所述路由器处的记录中将所述组对象与所述订户电路关联；

从所述订户电路上的主机接收离开消息，所述消息指示停止接收与所述离开消息中识别的多播组对应的业务流的请求；

在所述订户电路上发送组特定查询，所述组特定查询定向到所述订户电路上的主机并且仅涉及所述所接收请求的多播组；

如果响应所述组特定查询，没有所述订户电路的主机报告接收与所述离开消息中识别的所述多播组对应的所述业务流，则从所述路由器处的所述记录中去除与所述订户电路的所述组对象关联。

2. 如权利要求1所述的方法，还包括如果所述订户电路的至少一个主机正接收所述组对象的多播，则在所述路由器处的所述记录中保持与所述订户电路的所述组对象关联。

3. 如权利要求2所述的方法，其中，所述路由器经过远程多播复制接口耦合到所述一个或多个网络元件，所述方法还包括如果从所述订户电路上的主机接收到至少一个多播监听发现报告，则经过所述远程多播应用接口向所述网络元件发送所述多播流。

4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述报告是因特网组管理协议报告和多播监听发现协议报告中的至少一个。

5. 如权利要求1所述的方法，还包括为了网络运营商而记录所接收的请求。

6. 如权利要求1所述的方法，还包括：

在接收对接收所述多播流的所述请求时，使与所述组对象关联的参考计数器递增；以及

如果所述参考计数器在递增时从零转变，则将所请求的多播流添加到所述路由器与耦合到所述订户电路的网络元件之间的远程多播复制电路。

7. 如权利要求6所述的方法，其中，使参考计数器递增包括使经过聚合模块、与针对远程多播复制的所述组对象关联的参考计数器递增。

8. 如权利要求6所述的方法，还包括如果没有所述订户电路的主机正接收所述组对象的所述多播，则使与所述组对象关联的所述参考计数器递减。

9. 如权利要求7所述的方法，还包括如果所述参考计数器在递减时转变成零，则从所述远程多播复制电路中去除所述多播流。

10. 如权利要求6所述的方法，其中，使参考计数器递增包括使多个计数器递增，以跟踪所有多播源的所述订户电路的聚合状态。

11. 一种包括指令的非短暂性计算机可读存储介质，所述指令在由计算机运行时使所述计算机执行包括下列步骤的操作：

从订户电路上的主机接收报告，所述订户电路耦合在所述路由器与所述主机之间，所述路由器与所述主机之间的所述接口包括但不限于远程多播复制接口，所述报告指示接收多播流的请求，所述多播流与组对象关联；

在所述路由器处的记录中将所述组对象与所述订户电路关联；

从所述订户电路上的主机接收离开消息，所述消息指示停止接收与所述离开消息中识别的多播组对应的业务流的请求；

在所述订户电路上发送组特定查询，所述组特定查询定向到所述订户电路上的主机并且仅涉及所述所接收请求的多播组；

如果响应所述组特定查询，没有所述订户电路的主机报告接收与所述离开消息中识别的所述多播组对应的所述业务流，则从所述路由器处的所述记录中去除与所述订户电路的所述组对象关联。

12. 如权利要求11所述的计算机可读介质，所述操作还包括：

在接收对接收所述多播流的所述请求时，使与所述组对象关联的参考计数器递增；以及

如果所述参考计数器在递增时从零转变，则将所请求的多播流添加到所述路由器与耦合到所述订户电路的网络元件之间的远程多播复制电路。

13. 如权利要求12所述的计算机可读介质，其中，使参考计数器递增包括使经过聚合模块、与针对远程多播复制的所述组对象关联的参考计数器递增。

14. 如权利要求12所述的计算机可读介质，其中，使参考计数器递增包括使多个计数器递增，以跟踪所有多播源的所述订户电路的聚合状态。

15. 如权利要求12所述的计算机可读介质，所述操作还包括如果没有所述订户电路的主机正接收所述组对象的所述多播，则使与所述组对象关联的所述参考计数器递减。

16. 如权利要求15所述的计算机可读介质，还包括通过确定任何报告是否响应所述组特定查询而被接收，来确定所述订户电路的主机是否正接收所述组对象。

17. 如权利要求15所述的计算机可读介质，所述操作还包括如果所述参考计数器在递减时转变成零，则从所述远程多播复制电路中去除所述多播流。

18. 一种经过一个或多个网络元件耦合到多播流的源和多播消费者主机的路由器，所述路由器配置成管理经过所述一个或多个网络元件、使用订户电路发送给主机的多播流，所述路由器与网络元件之间的所述接口包括但不限于远程多播复制接口，所述路由器包括：

入口模块，从订户电路上的主机接收报告，所述订户电路耦合在所述路由器与所述主机之间，所述报告指示接收多播流的请求，所述多播流与组对象关联，并且从所述订户电路上的主机接收离开消息，所述报告指示停止接收所述业务流的请求；

出口模块，在所述订户电路上发送组特定查询，所述组特定查询定向到所述订户电路上的主机并且仅涉及所述所接收的离开消息的组对象；

所述入口模块还响应所述查询而从所述订户电路上的主机接收报告；以及

网络处理器，在所述路由器处的记录中将所述组对象与所述订户电路关联，以及如果没有所述订户电路的主机正接收所述组对象的所述多播，则从所述路由器处的所述记录中去除与所述订户电路的所述组对象关联。

19. 如权利要求18所述的路由器，其中，所述路由器经过远程多播复制接口耦合到所述一个或多个网络元件，如果所述多播流没有已经过所述远程多播复制接口来发送，则所述路由器出口模块还经过所述远程多播复制接口将所述多播流发送给所述网络元件。

20. 如权利要求19所述的路由器，其中，所述网络处理器还保持与所述组对象关联的参考计数器，如果新的组对象与订户电路关联，则所述网络处理器使所述参考计数器递增，以及如果没有所述订户电路的主机正接收组对象的多播，则使所述参考计数器递减，所述参考计数器用来管理所述远程多播复制接口上的流。