CN105119826B - 一种基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统 - Google Patents

一种基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于转发和控制分离的组播组管理方法,包括:发送承载组播成员即将上线信息的第一网络组管理协议报文以执行组播成员上线操作;在执行完组播成员上线操作之后发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文实时执行组播成员的查询操作;根据用户需求判断组播成员是否需要下线,若是,则发送承载组播成员即将下线消息的第三网络组管理协议报文以执行组播成员下线操作;若否,则在组播成员不进入下线模式时,执行查询操作。本发明引入SDN技术,使组播组控制和组播数据复制分离,使组播组控制集中在组播控制单元逻辑设备上,OLT和ONU设备只当作组播数据转发;使组播数据转发和控制功能与硬件设备分离,避免不同设备差异导致配置复杂。

Description

一种基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域,涉及一种组播组管理方法及系统,特别是涉及一种基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统。
背景技术
PON(Passive optical network)网络系统由OLT(Optical Line Terminal,光线路终端)、用户侧的ONU(Optical Network Unit,光网络单元)和ODN(Opticaldistribution network,光配线网)组成,采用点到多点的网络结构。ODN由单模光纤和光分路器、光连接器等无源光器件组成,为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。请参阅图1,显示为典型PON系统参考模型示意图。
SDN是一种新型的网络架构,它的是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离,并实现可编程化控制。从层次上看,SDN包含应用层、控制层和基础设施层。其中,应用层包括各种不同的业务和应用;控制层主要负责处理数据平面资源的编排,维护网络拓扑、状态信息等;基础设施层(数据转发层)负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。
为支持IPTV、Triple Play等组播业务,需在PON网络系统OLT和ONU中支持多级组播复制和组播管理,目前实现方案分别在OLT和ONU上实现组播组控制,使得组播业务控制和数据转发功能与OLT和ONU软硬件绑定,不便于根据不断丰富的用户需求进行快速调整组播业务。目前PON网络系统实现二层组播,采用对IGMP协议包处理,建立组播转发表,组播数据流依据该表实现二层转发,主要有以下两种方法:
第一种方法:IGMP Snooping
请参阅图2,显示为IGMP Snooping方法流程示意图。如图2所示,在OLT和ONU上运行IGMP Snooping协议,OLT和ONU接收上行report/leave报文,分别在本地建立组播转发表(组播MAC地址和组成员端口),同时将报文转发给组播源,OLT接收组播源发送的下行query报文后转发给ONU,ONU再将报文转发给用户设备。
第二种方法:IGMP Proxy
请参阅图3,显示为IGMP Proxy方法流程示意图。如图3所示,在OLT与ONU侧上运行IGMP Proxy协议,在OLT与组播源侧上运行IGMP Snooping协议,OLT接收来自组播源查询报文,并向组播源回复report报文,OLT向下行方向定期发送组查询报文,在同一个组播组上行方向只转发第一个组成员端口report报文,以及最后一个组成员端口的leave报文。在ONU上运行IGMP Snooping协议,ONU接收上行report/leave报文,分别在本地建立组播转发表(组播MAC地址和组成员端口)。
而上述这两种方法有以下几个不足:
第一,组播组控制协议分布在PON网络不同硬件设备上,当组播业务改变或协议更新时,OLT和ONU设备软件都需要升级,影响用户业务使用;
第二,组播数据转发和控制功能与硬件设备耦合在一起,组播业务扩展性差,不同设备差异导致配置复杂;
因此,如何提供一种基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统,以解决现有技术中由于组播组控制协议分布在PON网络不同硬件设备上,当组播业务改变或协议更新时,OLT和ONU设备软件都需要升级,影响用户业务使用;由于组播数据转发和控制功能与硬件设备耦合在一起,组播业务扩展性差,不同设备差异导致配置复杂造成无法解决网络中大量设备分散独立运行管理等种种缺陷,实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统,用于解决现有技术中由于组播组控制协议分布在PON网络不同硬件设备上,当组播业务改变或协议更新时,OLT和ONU设备软件都需要升级,影响用户业务使用;由于组播数据转发和控制功能与硬件设备耦合在一起,组播业务扩展性差,不同设备差异导致配置复杂造成无法解决网络中大量设备分散独立运行管理的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明一方面提供一种基于转发和控制分离的组播组管理方法,应用于无源光纤网络系统,所述无源光纤网络系统包括光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元,所述基于转发和控制分离的组播组管理方法包括以下步骤:发送承载组播成员即将上线信息的第一网络组管理协议报文以执行所述组播成员上线操作;在执行完所述组播成员上线操作之后发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文实时执行所述组播成员的查询操作;根据用户需求判断所述组播成员是否需要下线,若是,则发送承载所述组播成员即将下线消息的第三网络组管理协议报文以执行所述组播成员下线操作;若否,则在所述组播成员不进入下线模式时,继续执行所述查询操作。
可选地,所述上线操作包括以下步骤:输出创建指令以令用户在所述光网络单元上创建指定接收组播成员的用户网络接口端口号;发送第一网络组管理协议报文,提取所述第一网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址;获取接收所述第一网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号;将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第一组播表信息;所述第一组播表信息采用预制输入方式输入,将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号分别保存为光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;采用预制输出方式输出并下发将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表;将来自组播数据单元的组播数据分别根据所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表中相对应的无源光纤网络端口号和向对应的用户网络接口端口号将所述组播数据转发出去。
可选地,将组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号保存为所述光线路终端虚拟组播组转发表项;所述光线路终端虚拟组播组转发表项中包括光线路终端虚拟组播成员信息;将组播IP地址、转换的组播MAC地址、接收组播成员的用户网络接口端口号保存为所述光网络单元虚拟组播组转发表项;所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括光网络单元虚拟组播成员信息。
可选地,所述查询操作包括:发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文;所述第二网络组管理协议报文中承载有查询目标和组播组IP地址;所述查询目标为所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息;采用预制输入方式将所述第二网络组管理协议报文输入;根据所述第二网络组管理协议报文中组播组IP地址查询所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息;将查询到的光网络单元组播成员信息采用预制输出方式输出,并将所述光网络单元组播成员信息加载在所述第一网络组管理协议报文中发送出去。
可选地,所述下线操作包括:发送第三网络组管理协议报文,提取所述第三网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址;获取接收所述第三网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号;将第三网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第二组播表信息;将所述第二组播表信息采用预制输入方式输入,并删除光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;采用预制输出方式输出并下发所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表;将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成的所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表删除;将来自组播数据单元的组播数据转发出去,由于已删除所述光线路终端实体交换组播流表以致查询不到对应的无源光纤网络端口号,丢弃该组播数据。
本发明另一方面还提供一种基于转发和控制分离的组播组管理系统,应用于无源光纤网络系统,所述无源光纤网络系统包括光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元,所述基于转发和控制分离的组播组管理系统包括:上线操作部,用于发送承载组播成员即将上线信息的第一网络组管理协议报文以执行所述组播成员上线操作;查询操作部,与所述上线操作部连接,用于在执行完所述组播成员上线操作之后发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文实时执行所述组播成员的查询操作;判断部,用于根据用户需求判断所述组播成员是否需要下线,若是,则调用分别与所述上线操作部和查询操作部连接,用于发送承载所述组播成员即将下线消息的第三网络组管理协议报文以执行所述组播成员下线操作的下线操作部;若否,则启用与所述查询操作部连接,用于在所述组播成员不进入下线模式时,继续调用所述查询操作部的调用。
可选地,所述光线路终端中包括组播控制中继模块、和与所述组播控制中继模块连接的第一交换模块;所述光网络单元包括第二交换模块。
可选地,所述上线操作操作部上执行的所述上线操作包括:所述上线操作部输出创建指令以令用户在所述光网络单元的组播控制中继模块上创建指定接收组播成员的用户网络接口端口号;利用所述客户端设备发送第一网络组管理协议报文至所述组播控制中继模块,利用所述组播控制中继模块提取所述第一网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址,获取接收所述第一网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号,将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第一组播表信息,所述第一组播表信息采用预制输入方式输入至所述组播控制单元,在所述组播控制单元中将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号分别保存为光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;利用所述组播控制单元采用预制输出方式输出并下发将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项至所述组播控制中继模块;利用所述组播控制中继模块将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项分别在所述第一交换模块和第二交换模块配置成所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表;将来自组播数据单元的组播数据分别发送到所述第一交换模块和第二交换模块后,根据所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表中向对应的无源光纤网络端口号和相对应的用户网络接口端口号将所述组播数据转发出去。
可选地,所述查询操作部上执行的所述查询操作包括:所述查询操作部利用所述组播数据单元发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文经由所述第一交换模块转发至所述组播控制中继模块;所述第二网络组管理协议报文中承载有查询目标和组播组IP地址;所述查询目标为所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息;利用所述组播控制中继模块采用预制输入方式将所述第二网络组管理协议报文输入给所述组播控制单元;利用所述组播控制单元根据所述第二网络组管理协议报文中组播组IP地址查询所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息,将查询到的光网络单元组播成员信息采用预制输出方式输出到所述组播控制中继模块;利用所述组播控制中继模块将所述光网络单元组播成员信息加载在所述第一网络组管理协议报文中发送至所述组播数据单元。
可选地,所述下线操作部上执行的所述下线操作包括:所述下线操作部利用所述客户端设备发送第三网络组管理协议报文至所述组播控制中继模块;利用所述组播控制中继模块提取所述第三网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址,获取接收所述第三网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号,将第三网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第二组播表信息;利用所述组播控制中继模块将所述第二组播表信息采用预制输入方式输入至所述组播控单元,在所述组播控制单元中删除光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;利用所述组播控制单元采用预制输出方式输出并下发所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表至所述组播控制中继模块;利用所述组播控制中继模块将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成的所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表删除;将来自组播数据单元的组播数据发送至所述光线路终端的第一交换模块后,由于已删除所述光线路终端实体交换组播流表以致查询不到对应的无源光纤网络端口号,丢弃该组播数据。
本发明又一方面还提供一种无源光纤网络系统,包括光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元,所述无源光纤网络系统还包括:基于转发和控制分离的组播组管理系统,所述基于转发和控制分离的组播组管理系统分别与光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元连接。
如上所述,本发明的基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统,具有以下有益效果:
本发明所述的基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统通过在PON网络系统中引入SDN技术思想,使得组播组控制和组播数据复制分离。本发明可以使组播组控制集中在组播控制单元逻辑设备上,OLT和ONU设备只当作组播数据转发,当组播业务改变或协议更新时,可以灵活在组播控制单元实现;本发明可以使组播数据转发和控制功能与硬件设备分离,组播业务可扩展性灵活,避免不同设备差异导致配置复杂,可以使PON网络系统中大量设备集中统一运行管理。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
附图说明
图1显示为典型PON系统参考模型示意图。
图2显示为现有技术中的IGMP Snooping方法流程示意图。
图3显示为现有技术中的IGMP Proxy方法流程示意图。
图4显示为本发明的基于转发和控制分离的组播组管理方法流程示意图。
图5显示为本发明的基于转发和控制分离的组播组管理方法中步骤S1的具体流程示意图。
图6显示为本发明的基于转发和控制分离的组播组管理方法中步骤S2的具体流程示意图。
图7显示为本发明的基于转发和控制分离的组播组管理方法中步骤S3的具体流程示意图。
图8显示为本发明的基于转发和控制分离的组播组管理系统的原理结构示意图。
图9显示为本发明的上线操作应用于无源光纤网络系统中实施示意图。
图10显示为本发明的查询操作应用于无源光纤网络系统中实施示意图。
图11显示为本发明的下线操作应用于无源光纤网络系统中实施示意图。
元件标号说明
10 基于转发和控制分离的组播组管理系统
101 上线操作部
102 查询操作部
103 判断部
104 下线操作部
105 调用部
2 无源光纤网络系统
21 光线路终端
22 光网络单元
23 客户端设备
24 组播数据单元
25 组播控制单元
26 基于转发和控制分离的组播组管理系统
S1~S3 步骤
S11~S17 步骤
S21~S24 步骤
S31~S37 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明所述的基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统是在PON网络系统引入SDN技术思想,就能解决耦合控制层面与数据转发层面,组播组由集中统一的控制逻辑来实施管理,由此解决PON网络系统中大量设备分散独立运行管理的问题。
本发明的技术原理如下:
本发明包括上线步骤,查询步骤,及/或下行步骤;
上线步骤包括:
上线步骤:
(0)在组播控制中继单元上创建ONU上接收组播的UNI端口号;
(1)用户设备CPE发送IGMP report报文,报文从ONU的UNI端口和OLT的PON端口透传到组播控制中继单元,组播控制中继单元提取report报文中组播IP地址,转换为对应组播MAC地址,把组播IP和MAC地址,OLT接收到report报文的PON端口号,ONU接收组播的UNI端口号作为一条组播表项;
(2)组播控制中继单元将组播表信息采用openflow协议的packet_in消息(或采用其他SDN网络控制协议报文)发送给组播控制单元,在组播控制单元分别保存一条虚拟OLT组播组转发表项(表项内容包括:组播组IP地址,组播组MAC地址和PON端口),以及一条虚拟ONU组播组转发表项(表项内容包括:组播组IP地址,组播组MAC地址和UNI端口);
(3)组播控制单元以openflow协议的packet_out消息(或采用其他SDN网络控制协议报文),给组播控制中继单元下发虚拟OLT组播组转发表项和虚拟ONU组播转发表项;
(4)组播控制中继单元将转发表配置到OLT的OF交换单元(OpenFlow交换单元)组播流表,;
(5)组播控制中继单元将转发表配置到ONU的OF交换单元(OpenFlow交换单元)组播流表;
(6)组播数据单元为组播数据源,组播数据发送到OLT的OF交换单元后,根据OLT上组播流表向对应PON端口转发数据;组播数据发送到ONU的OF交换单元后,根据ONU上组播流表向对应UNI端口转发数据。
查询步骤包括:
(1)组播数据源发送IGMP Query查询报文到OLT,由OF交换单元转发报文到组播控制中继单元后;
(2)组播控制中继单元采用openflow协议的packet_in消息(或采用其他SDN网络控制协议报文)将通用或特定IGMP Query查询发送给组播控制单元;
(3)组播控制单元根据IGMP Query中组播组IP地址查询虚拟ONU组播转发表,将查询到ONU组播组成员信息,发送packet_out消息(或采用其他SDN网络控制协议报文)到组播控制中继单元;
(4)组播控制中继单元将ONU组播成员信息以IGMP report报文发送给组播数据单元。
下线步骤包括:
(1)用户设备CPE发送IGMP leave报文,报文从ONU的UNI端口和OLT的PON端口透传到组播控制中继单元,组播控制中继单元提取leave报文中组播IP地址,转换为对应组播MAC地址,把组播IP和MAC地址,OLT接收到leave报文的PON端口号,ONU接收组播的UNI端口号作为一条组播表信息;
(2)组播控制中继单元将组播表信息采用openflow协议的packet_in消息(或采用其他SDN网络控制协议报文)发送给组播控制单元,在组播控制单元相应删除虚拟OLT组播组转发表(根据组播组IP地址,组播组MAC地址和PON端口),以及虚拟ONU组播组转发表(根据组播组IP地址,组播组MAC地址和UNI端口);
(3)组播控制单元以openflow协议的packet_out消息(或采用其他SDN网络控制协议报文),给组播控制中继单元下发删除对应OLT组播组转发表项和ONU组播转发表项;
(4)组播控制中继单元将删除转发表对应OLT的OF交换单元(OpenFlow交换单元)组播流表;
(5)组播控制中继单元将删除转发表对应ONU的OF交换单元(OpenFlow交换单元)组播流表;
(6)组播数据单元为组播数据源,组播数据发送到OLT的OF交换单元后,因为查询不到组播流表对应PON端口,因此丢弃组播数据。
实施例一
本实施例提供一种基于转发和控制分离的组播组管理方法,应用于无源光纤网络系统,所述无源光纤网络系统包括光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单。请参阅图4,显示为基于转发和控制分离的组播组管理方法流程示意图。如图4所示,所述基于转发和控制分离的组播组管理方法包括以下步骤:
S1,发送承载组播成员即将上线信息的第一网络组管理协议报文以执行所述组播成员上线操作。请参阅图5,显示为步骤S1的具体流程示意图。如图5所示,所述步骤S1包括:
S11,输出创建指令以令用户在所述光网络单元上创建指定接收组播成员的用户网络接口端口号。
S12,发送第一网络组管理协议报文,提取所述第一网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址。在本实施例中,所述第一网络组管理协议报文IGMP report报文。
S13,获取接收所述第一网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号。
S14,将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第一组播表信息;
S15,所述第一组播表信息采用预制输入方式输入,将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号分别保存为光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;将组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号保存为所述光线路终端虚拟组播组转发表项;所述光线路终端虚拟组播组转发表项中包括光线路终端虚拟组播成员信息;将组播IP地址、转换的组播MAC地址、接收组播成员的用户网络接口端口号保存为所述光网络单元虚拟组播组转发表项;所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括光网络单元虚拟组播成员信息。在本实施例中,所述预制输入方式为采用openflow协议的packet_in消息或其他SDN网络控制协议报文。
S16,采用预制输出方式输出并下发将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项。在本实施例中,所述预制输出方式为采用openflow协议的packet_out消息或其他SDN网络控制协议报文。
S17,将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表。所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表内容如表1所示。
表1:光线路终端实体交换组播流表或光网络单元实体交换组播流表内容
PORT ID 组播组MAC地址 组播组IP地址 ACTION
光线路终端实体交换组播流表中,PORT ID表示接收到第一网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号(PON端口号);ACTION设置为Group表示流按组播组端口转发。
光网络单元实体交换组播流表中,PORT ID表示接收到第一网络组管理协议报文的用户网络接口端口号(UNI端口号),ACTION设置为Group表示流按组播组端口转发。
S18,将来自组播数据单元的组播数据分别根据所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表中相对应的无源光纤网络端口号和向对应的用户网络接口端口号将所述组播数据转发出去。
S2,在执行完所述组播成员上线操作之后发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文实时执行所述组播成员的查询操作。请参阅图6,显示为步骤S2的具体流程示意图。如图6所示,所述步骤S2具体包括以下几个步骤:
S21,发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文;所述第二网络组管理协议报文中承载有查询目标和组播组IP地址;所述查询目标为所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息。在本实施例中,所述第二网络组管理协议报文为IGMPQuery查询报文。
S22,采用预制输入方式将通用或特定的所述第二网络组管理协议报文,即IGMPQuery查询报文输入。同样,在本步骤中,所述预制输入方式为采用openflow协议的packet_in消息或其他SDN网络控制协议报文。
S23,根据所述第二网络组管理协议报文中组播组IP地址查询所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息。
S24,将查询到的光网络单元组播成员信息采用第二预制编制方式输出,并将所述光网络单元组播成员信息加载在所述第一网络组管理协议报文,即IGMP report报文中发送出去。
S3,根据用户需求判断所述组播成员是否需要下线,若是,则执行S4,若否,则返回步骤S2。
S4,发送承载所述组播成员即将下线消息的第三网络组管理协议报文以执行所述组播成员下线操作;或在所述组播成员不进入下线模式时,继续执行所述查询操作。换句话说本步骤S3就是根据用户需下线的需求就会执行下线操作,根据用户不需要下线的需求就会返回步骤S2,即返回查询操作步骤。请参阅图7,显示为步骤S3的具体流程示意图。如图7所示,所述步骤S3具体包括以下步骤:
S31,发送第三网络组管理协议报文,提取所述第三网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址。在本实施例中,所述第三网络组管理协议报文为IGMP leave报文。
S32,获取接收所述第三网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号;
S33,将第三网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成第二组播表信息;
S34,将所述第二组播表信息采用预制输入方式输入,并删除光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项。在本步骤中,所述预制输入方式为采用openflow协议的packet_in消息或其他SDN网络控制协议报文。
S35,采用预制输出方式输出并下发所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表。所述预制输出方式为采用openflow协议的packet_out消息或其他SDN网络控制协议报文。
S36,将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成的所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表删除;
S37,将来自组播数据单元的组播数据转发出去,由于已删除所述光线路终端实体交换组播流表以致查询不到对应的无源光纤网络端口号,丢弃该组播数据。
本实施所述的基于转发和控制分离的组播组管理方法可以使组播组控制集中在组播控制单元逻辑设备上,OLT和ONU设备只当作组播数据转发,当组播业务改变或协议更新时,可以灵活在组播控制单元实现;本发明可以使组播数据转发和控制功能与硬件设备分离,组播业务可扩展性灵活,避免不同设备差异导致配置复杂,可以使PON网络系统中大量设备集中统一运行管理。
实施例二
本实施例提供一种基于转发和控制分离的组播组管理系统10,应用于无源光纤网络系统2,所述无源光纤网络系统包括光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元。请参阅图8,显示为基于转发和控制分离的组播组管理系统的原理结构示意图。如图7所示,所述基于转发和控制分离的组播组管理系统10包括:上线操作部101、查询操作部102、判断部103、下线操作部104、及调用部105。
其中,所述上线操作部101用于发送承载组播成员即将上线信息的第一网络组管理协议报文以执行所述组播成员上线操作。请参阅图9,显示为上线操作应用于无源光纤网络系统中实施示意图。如图8所示,所述无源光纤网络系统2包括光线路终端(OLT)21,光网络单元(ONU)22、客户端设备(CPE)23、光配线网(未予图示)、组播数据单元24、及组播控制单元25。所述光线路终端21包括组播控制中继模块211,和第一交换模块212。所述光网络单元22包括第二交换模块221。在本实施例中,所述第一交换模块212为OLT的OF交换模块,所述第二交换模块221为ONU的OF交换模块。
如图9所示,所述上线操作操作部101上执行的所述上线操作包括:
1、所述上线操作部输出创建指令以令用户在所述光网络单元的组播控制中继模块211上创建指定接收组播成员的用户网络接口端口号;
2、利用所述客户端设备23发送第一网络组管理协议报文至所述组播控制中继模块211,利用所述组播控制中继模块211提取所述第一网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址,获取接收所述第一网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号,将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第一组播表信息。
3、所述第一组播表信息采用预制输入方式输入至所述组播控制单元25,在所述组播控制单元25中将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号分别保存为光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项。
4、利用所述组播控制单元25采用预制输出方式输出并下发将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项至所述组播控制中继模块211;
5、利用所述组播控制中继模块211将所述光线路终端虚拟组播组转发表项在所述第一交换模块212配置成所述光线路终端实体交换组播流表。
6、利用所述组播控制中继模块211将光网络单元虚拟组播组转发表项在所述第二交换模块221配置成所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表。
7、将来自组播数据单元24的组播数据分别发送到所述第一交换模块211和第二交换模块221后,根据所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表中向对应的无源光纤网络端口号和相对应的用户网络接口端口号将所述组播数据转发出去。
所述查询操作部102与所述上线操作部101连接用于在执行完所述组播成员上线操作之后发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文实时执行所述组播成员的查询操作。请参阅图10,显示为查询操作应用于无源光纤网络系统中实施示意图。
如图10所示,所述查询操作部102上执行的所述查询操作包括:
8、所述查询操作部102利用所述组播数据单元24发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文经由所述第一交换模块212转发至所述组播控制中继模块211;所述第二网络组管理协议报文中承载有查询目标和组播组IP地址;所述查询目标为所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息。
9、利用所述组播控制中继模块211采用预制输入方式将所述第二网络组管理协议报文输入给所述组播控制单元25。
10、利用所述组播控制单元25根据所述第二网络组管理协议报文,即IGMP Query报文中组播组IP地址查询所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息,将查询到的光网络单元组播成员信息采用预制输出方式输出到所述组播控制中继模块211。
11、利用所述组播控制中继模块211将所述光网络单元组播成员信息加载在所述第一网络组管理协议报文中发送至所述组播数据单元24。
所述判断部103用于根据用户需求判断所述组播成员是否需要下线,若是,则调用分别与所述上线操作部和查询操作部连接,用于发送承载所述组播成员即将下线消息的第三网络组管理协议报文以执行所述组播成员下线操作的下线操作部104;若否,则启用与所述查询操作部连接,用于在所述组播成员不进入下线模式时,继续调用所述查询操作部的调用部105。
所述下线操作部104分别与所述上线操作部101和查询操作部102连接用于发送承载所述组播成员即将下线消息的第三网络组管理协议报文以执行所述组播成员下线操作。请参阅图11,显示为下线操作应用于无源光纤网络系统中实施示意图。如图11所示,所述下线操作部104上执行的所述下线操作包括:
12、所述下线操作部104利用所述客户端设备23发送第三网络组管理协议报文,即IGMP leave报文至所述组播控制中继模块211。
13、利用所述组播控制中继模块提取所述第三网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址,获取接收所述第三网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号,将第三网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第二组播表信息;
14、利用所述组播控制中继模块211将所述第二组播表信息采用预制输入方式输入至所述组播控制单元25,在所述组播控制单元25中删除光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项。
15、利用所述组播控制单元25采用预制输出方式输出并下发所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表至所述组播控制中继模块211。
16、利用所述组播控制中继模块211将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成的所述光线路终端实体交换组播流表(第一交换模块212中)和光网络单元实体交换组播流表(第二交换模块221中)删除。
17、将来自组播数据单/24的组播数据发送至所述光线路终端的第一交换模块212后,由于已删除所述光线路终端实体交换组播流表以致查询不到对应的无源光纤网络端口号,丢弃该组播数据。
所述基于转发和控制分离的组播组管理系统10还包括所述调用部105。所述调用部105与所述查询操作部102连接,用于在所述组播成员不进入下线模式时,继续执行调用所述查询操作部。
本实施例还提供一种无源光纤网络系统2,所述无源光纤网络系统包括上述所描述的基于转发和控制分离的组播组管理系统26,其分别与所述无源光纤网络2中的光线路终端(OLT)21,光网络单元(ONU)22、客户端设备(CPE)23、组播数据单元24、及组播控制单元25连接。
综上所述,本发明所述的基于转发和控制分离的组播组管理方法及系统通过再PON网络系统中引入SDN技术思想,使得组播组控制和组播数据复制分离。本发明可以使组播组控制集中在组播控制单元逻辑设备上,OLT和ONU设备只当作组播数据转发,当组播业务改变或协议更新时,可以灵活在组播控制单元实现;本发明可以使组播数据转发和控制功能与硬件设备分离,组播业务可扩展性灵活,避免不同设备差异导致配置复杂,可以使PON网络系统中大量设备集中统一运行管理。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种基于转发和控制分离的组播组管理方法,应用于无源光纤网络系统,所述无源光纤网络系统包括光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元,其特征在于,所述基于转发和控制分离的组播组管理方法包括以下步骤:
发送承载组播成员即将上线信息的第一网络组管理协议报文以执行所述组播成员上线操作;
在执行完所述组播成员上线操作之后发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文实时执行所述组播成员的查询操作;
根据用户需求判断所述组播成员是否需要下线,若是,则发送承载所述组播成员即将下线消息的第三网络组管理协议报文以执行所述组播成员下线操作;若否,则在所述组播成员不进入下线模式时,继续执行所述查询操作;
所述上线操作包括以下步骤:输出创建指令以令用户在所述光网络单元上创建指定接收组播成员的用户网络接口端口号;发送第一网络组管理协议报文,提取所述第一网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址;获取接收所述第一网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号;将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网、络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第一组播表信息;所述第一组播表信息采用预制输入方式输入,将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号分别保存为光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;采用预制输出方式输出并下发将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络申元虚拟组播组转发表项:将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表;将来自组播数据单元的组播数据分别根据所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表中相对应的无源光纤网络端口号和向对应的用户网络接口端口号将所述组播数据转发出去;所述查询操作包括:发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文;所述第二网络组管理协议报文中承载有查询目标和组播组IP地址;所述查询目标为所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息、;采用预制输入方式将所述第二网络组管理协议报文输入;根据所述第二网络组管理协议报文中组播组IP地址查询所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息;将查询到的光网络单元组播成员信息采用预制输出方式输出,并将所述光网络单元组播成员信息加载在所述第一网络组管理协议报文中发送出去;
所述下线操作包括:发送第三网络组管理协议报文,提取所述第三网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址;获取接收所述第三网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号;将第三网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第二组播表信息;将所述第二组播表信息采用预制输入方式输入,并删除光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;采用预制输出方式输出并下发所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表;将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成的所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表删除;将来自组播数据单元的组播数据转发出去,由于己删除所述光线路终端实体交换组播流表以致查询不到对应的无源光纤网络端口号,丢弃该组播数据。
2.根据权利要求1所述的基于转发和控制分离的组播组管理方法,其特征在于:将组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号保存为所述光线路终端虚拟组播组转发表项;所述光线路终端虚拟组播组转发表项中包括光线路终端虚拟组播成员信息;
将组播IP地址、转换的组播MAC地址、接收组播成员的用户网络接口端口号保存为所述光网络单元虚拟组播组转发表项;所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括光网络单元虚拟组播成员信息。
3.一种基于转发和控制分离的组播组管理系统,应用于无源光纤网络系统,所述无源光纤网络系统包括光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元,其特征在于,所述基于转发和控制分离的组播组管理系统包括:
上线操作部,用于发送承载组播成员即将上线信息的第一网络组管理协议报文以执行所述组播成员上线操作;
查询操作部,与所述上线操作部连接,用于在执行完所述组播成员上线操作之后发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文实时执行所述组播成员的查询操作;
判断部,用于根据用户需求判断所述组播成员是否需要下线,若是,则调用分别与所述上线操作部和查询操作部连接,用于发送承载所述组播成员即将下线消息的第三网络组管理协议报文以执行所述组播成员下线操作的下线操作部;若否,则启用与所述查询操作部连接,用于在所述组播成员不进入下线模式时,继续调用所述查询操作部的调用;
所述上线操作包括以下步骤:输出创建指令以令用户在所述光网络单元上创建指定接收组播成员的用户网络接口端口号;发送第一网络组管理协议报文,提取所述第一网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址;获取接收所述第一网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号;将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网、络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第一组播表信息;所述第一组播表信息采用预制输入方式输入,将第一网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号分别保存为光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;采用预制输出方式输出并下发将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络申元虚拟组播组转发表项:将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表;将来自组播数据单元的组播数据分别根据所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表中相对应的无源光纤网络端口号和向对应的用户网络接口端口号将所述组播数据转发出去;所述查询操作包括:发送承载查询组播成员的第二网络组管理协议报文;所述第二网络组管理协议报文中承载有查询目标和组播组IP地址;所述查询目标为所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息、;采用预制输入方式将所述第二网络组管理协议报文输入;根据所述第二网络组管理协议报文中组播组IP地址查询所述光网络单元虚拟组播组转发表项中包括的光网络单元组播成员信息;将查询到的光网络单元组播成员信息采用预制输出方式输出,并将所述光网络单元组播成员信息加载在所述第一网络组管理协议报文中发送出去;
所述下线操作包括:发送第三网络组管理协议报文,提取所述第三网络组管理协议报文中组播IP地址、将所述组播IP地址转换为相应的组播MAC地址;获取接收所述第三网络组管理协议报文的无源光纤网络端口号;将第三网络组管理协议报文中组播IP地址、转换的组播MAC地址、无源光纤网络端口号、接收组播成员的用户网络接口端口号组成的第二组播表信息;将所述第二组播表信息采用预制输入方式输入,并删除光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项;采用预制输出方式输出并下发所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表;将所述光线路终端虚拟组播组转发表项和光网络单元虚拟组播组转发表项配置成的所述光线路终端实体交换组播流表和光网络单元实体交换组播流表删除;将来自组播数据单元的组播数据转发出去,由于己删除所述光线路终端实体交换组播流表以致查询不到对应的无源光纤网络端口号,丢弃该组播数据。
4.根据权利要求3所述的基于转发和控制分离的组播组管理系统,其特征在于:所述光线路终端中包括组播控制中继模块、和与所述组播控制中继模块连接的第一交换模块;
所述光网络单元包括第二交换模块。
5.一种无源光纤网络系统,包括光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元,其特征在于,所述无源光纤网络系统还包括:
如权利要求3-4中任一所述的基于转发和控制分离的组播组管理系统,所述基于转发和控制分离的组播组管理系统分别与光线路终端,光网络单元、客户端设备、光配线网、组播数据单元、及组播控制单元连接。
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