CN106034078A - 一种减少pim协议dr变化的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少协议无关组播PIM协议指定路由器DR变化的方法及系统，包括：PIM设备加入共享网络后，PIM设备接口接收共享网络中其他PIM设备发送的Hello报文，其中，所述Hello报文携带DR地址选项；所述PIM设备接口将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为本接口的DR地址。本发明公开的减少PIM协议DR变化的方法及系统，能够解决现有技术中PIM设备加入共享网络导致DR重新选举而造成流量多包或丢包的问题，对标准RFC4601进行有益补充。

Description

一种减少PIM协议DR变化的方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种减少协议无关组播(PIM)协议指定路由器(DR)变化的方法及系统。
背景技术
在一个共享网络中，比如以太网络，协议无关组播(Protocol IndependentMulticast，PIM)协议选举出指定路由器(Designated Routers，DR)。接口UP后默认自己是DR，收到Hello报文重新进行DR选举，以选出新的DR。因特网组管理协议(IGMP)或组播侦听发现协议(MLD)用户加入或离开组的报文会被网络中所有设备都收到，DR负责向这个网络中的用户转发组播流量。
当网络中新增PIM设备时，有可能造成DR变化。具体而言，新增的PIM设备当选为DR时，原来的DR不再转发流量，而新的DR还没有学习到完整的IGMP或MLD用户信息，就会造成丢包；新增的PIM设备先学到IGMP或MLD用户信息，而后才发现其他PIM邻居时，会有双份流。现有技术都是尽快感知DR变化，尽快学习IGMP或MLD用户信息，无法从根本上解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种减少PIM协议DR变化的方法，用来解决现有技术中PIM设备加入共享网络会导致DR重新选举而造成流量多包或丢包的问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种减少PIM协议DR变化的方法，包括以下步骤：PIM设备加入共享网络后，PIM设备接口接收所述共享网络中其他PIM设备发送的Hello报文，其中，所述Hello报文携带DR地址选项；所述PIM设备接口将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为本接口的DR地址。
进一步地，所述减少PIM协议DR变化的方法，还包括：所述PIM设备加入共享网络后，所述PIM设备接口进入等待状态，开启等待状态定时器，所述PIM设备发送携带有DR地址选项的Hello报文。
进一步地，所述PIM设备发送的所述Hello报文携带的DR地址选项中，DR地址为0或者为空。
进一步地，所述减少PIM协议DR变化的方法，还包括：当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时或所述PIM设备接口接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，所述PIM设备接口的等待状态结束，进入DR选举状态。
进一步地，当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时后，所述PIM设备接口选举出新的DR，并发送携带最新DR地址的Hello报文。
进一步地，所述PIM设备接口将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为本接口的DR地址包括：当所述PIM设备接口接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，所述PIM设备接口将接收到的所述DR地址作为本接口的DR地址。
本发明还提供一种减少PIM协议DR变化的系统，设置于PIM设备中，包括报文收发模块及协议处理模块。所述报文收发模块，用于在所述PIM设备加入共享网络后，接收所述共享网络中其他PIM设备发送的Hello报文，其中，所述Hello报文携带DR地址选项；所述协议处理模块，用于将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为所述PIM设备的接口的DR地址。
进一步地，所述减少PIM协议DR变化的系统，还包括状态管理模块，用于在所述PIM设备加入共享网络后，使得所述PIM设备接口进入等待状态，开启等待状态定时器，并通过所述报文收发模块发送携带DR地址选项且DR地址为0或者为空的Hello报文。
进一步地，所述状态管理模块，还用于当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时或所述报文收发模块接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，结束所述PIM设备接口的等待状态，进入DR选举状态。
进一步地，所述协议处理模块，还用于当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时后，选举出新的DR，并通过所述报文收发模块发送携带最新DR地址的Hello报文。
进一步地，所述协议处理模块，用于将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为所述PIM设备接口的DR地址包括：所述协议处理模块，用于当所述报文收发模块接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，将接收到的所述DR地址作为所述PIM设备接口的DR地址。
与现有技术相比，在本发明中，PIM Hello报文新增DR地址选项，DR地址选项携带接口当前使用的DR地址，加入共享网络的PIM设备通过Hello报文学习并使用原有网络中的DR，从而避免DR重新选举，减少DR变化，对标准RFC4601进行有益补充。本发明从根本上解决了PIM设备加入共享网络会造成DR变化、继而解决对用户流量影响的问题，不受路由收敛性能和路由容量的影响。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例提供的减少PIM协议DR变化的方法的流程图；
图2所示为本发明较佳实施例提供的Hello报文的DR地址选项结构图；
图3所示为应用本发明较佳实施例的方法的组播网络拓扑示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方法和优点更加清楚，下面将详述其发明方法，同时结合附图对本发明进行详细描述，没有特别说明的部分和标准RFC4601规定的协议行为一致。
如图1所示，本发明较佳实施例提供的减少PIM协议DR变化的方法包括以下步骤：步骤S1：PIM设备加入共享网络后，PIM设备接口接收所述共享网络中其他PIM设备发送的Hello报文，其中，所述Hello报文携带DR地址选项；步骤S2：所述PIM设备接口将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为本接口的DR地址。
于较佳实施例中，所述减少PIM协议DR变化的方法，还包括：所述PIM设备加入共享网络后，所述PIM设备接口进入等待状态，开启等待状态定时器，所述PIM设备发送携带DR地址选项的Hello报文。其中，所述PIM设备发送的Hello报文携带的DR地址选项中，DR地址为0或者为空。
于较佳实施例中，所述减少PIM协议DR变化的方法，还包括：当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时或所述PIM设备接口接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，所述PIM设备接口的等待状态结束，进入DR选举状态。具体而言，当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时后，所述PIM设备接口选举出新的DR，并发送携带最新DR地址的Hello报文。当所述PIM设备接口接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，所述PIM设备接口将接收到的DR地址作为本接口的DR地址。
图2所示为新增的PIM Hello报文的DR地址选项的结构图。如图2所示，DR地址选项结构中的字段定义如下：
类型(Type)：本发明对此并不限定，可以为目前未定义Hello报文选项类型中的任意一种(36-65535)；
长度(Length)：为变长；
DR地址(DR Address)：采用标准RFC46014.9.1规定的单播地址编码格式(Encoded-Unicast format)。
其中，单播地址编码格式字段有：地址族(Addr Family)、封装类型(Encoding Type)、单播地址(Unicast Address)，详细解释可见标准RFC46014.9.1。于此，下文中地址0的含义是，地址族字段填合法地址族，封装类型字段可以为任意值，单播地址字段填0。
于本实施例中，PIM设备接口的状态变化包括以下五个事件。
事件E1：接口UP。这里指接口UP且存在合法IP地址。事件E1触发后，接口进入等待状态，同时开启一个等待状态定时器。
事件E2：接口接收到携带DR地址选项且DR地址为0的Hello报文。于事件E2触发后，接口保持原来的状态。若接口处于DR选举状态，需要把自己的DR地址通过Hello报文发出去。
事件E3：接口接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文。于事件E3触发后，接口进入DR选举状态，并采用收到的Hello报文携带的DR地址作为自己的DR。当发现自己的DR发生了改变，接口应当发送一个携带最新DR地址的Hello报文。
事件E4：接口的等待状态定时器超时。于事件E4触发后，接口进入DR选举状态，按照标准RFC 4601中规定的DR选举流程进行DR选举，然后发送一个携带最新DR地址的Hello报文。
事件E5：接口DOWN。这里指接口IP地址失效或接口DOWN。于事件E5触发后，接口进入初始化状态。
其中，于等待状态下，发送的Hello报文是携带DR地址选项且DR地址为0的Hello报文；在这个状态不进行DR选举。于DR选举状态，发送的Hello报文是携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文。
以下基于图3所示的组播网络拓扑详细描述本发明较佳实施例的方法。
如图3所示，在三台PIM路由器R1～R3和IGMP用户H1相连的共享网络LAN1中，按照时序PIM路由器R1接口1UP，PIM路由器R2接口2UP，PIM路由器R1接口1等待定时器超时，PIM路由器R3接口3UP，PIM路由器R1接口1DOWN进行详细分析。其中DR优先级为PIM路由器R3接口3优于PIM路由器R1接口1，PIM路由器R1接口1优于PIM路由器R2接口2。
步骤3.1：PIM路由器R1的接口1触发事件E1，接口1UP，之后进入等待状态，同时开启一个等待状态定时器，同时发送Hello报文，该Hello报文携带DR地址选项且DR地址为0。这时候此接口处于等待状态，不进行DR选举。
步骤3.2：PIM路由器R2的接口2触发事件E1，和步骤3.1中PIM路由器R1接口1状态UP的动作一样。
步骤3.3：PIM路由器R1接口1收到PIM路由器R2接口2发送的Hello报文触发事件E2，正常建立PIM邻居，同时，发现DR地址选项的地址为0且自己处于等待状态，保持等待状态且不进行DR选举。
步骤3.4：PIM路由器R1的接口1等待状态超时触发事件E4，进入DR选举状态，选举PIM路由器R1接口1为这个共享网络LAN1的DR，然后发送一个携带最新DR地址的Hello报文。
步骤3.5：DR选举出来之后，有IGMP或MLD用户加入的场景中，DR向这个共享网络LAN1转发组播流量。
步骤3.6：PIM路由器R2接口2收到PIM路由器R1接口1发送的Hello报文触发事件E3，进入DR选举状态，用收到的Hello报文携带的DR地址作为自己的DR，同时发送一个携带最新DR地址的Hello报文。
步骤3.7：PIM路由器R3接口3触发事件E1，动作和步骤3.1一样。
步骤3.8：PIM路由器R1接口1和PIM路由器R2接口2收到PIM路由器R3接口3的Hello报文，发现是新邻居，都会立即发送携带最新DR地址的Hello报文。
步骤3.9：PIM路由器R3接口3收到PIM路由器R1接口1或PIM路由器R2接口2发送的Hello报文触发事件E3，动作和步骤3.6一样。共享网络LAN1中的DR仍然是PIM路由器R1接口1。
步骤3.10：PIM路由器R1接口1DOWN触发事件E5，按照PIM协议发送保活时间为0的Hello报文。
步骤3.11：PIM路由器R2接口2和PIM路由器R3接口3收到步骤3.10发送的Hello报文后，都会重新进行DR选举把优先级较高的PIM路由器R3接口3选为DR，并发送携带最新DR地址的Hello报文。新的DR开始负责向共享网络LAN1转发组播流量。
于本实施例中，用户可选择按照上述步骤处理，若不选择上述处理步骤，保持和原有PIM协议的处理流程一致。
于本实施例中，等待状态超时时间的参考值例如为邻居的默认保活时间(详见标准RFC46014.11章节Default_Hello_Holdtime描述)，默认是105S。然而，本发明对此并不限定。
于本实施例中，Hello报文DR优先级选项类型的参考值例如为36，目前，这个类型尚未被标准组织使用。然而，本发明对于具体类型不做限制。
此外，在一个共享网络中收到不携带DR地址选项的Hello报文且由这个报文创建的邻居超时前，DR选举按照标准RFC4601规定处理，本发明对此不做限制。
此外，本发明较佳实施例还提供一种减少PIM协议DR变化的系统，设置于PIM设备中，包括报文收发模块以及协议处理模块。报文接收模块，用于在所述PIM设备加入共享网络后，接收所述共享网络中其他PIM设备发送的Hello报文，其中，所述Hello报文携带DR地址选项；协议处理模块，用于将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为所述PIM设备的接口的DR地址。
于较佳实施例中，所述减少PIM协议DR变化的系统，还包括状态管理模块，用于在所述PIM设备加入共享网络后，使得所述PIM设备接口进入等待状态，开启等待状态定时器，并通过报文收发模块发送携带DR地址选项且DR地址为0或者为空的Hello报文。
于较佳实施例中，状态管理模块，还用于当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时或所述报文收发模块接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，结束所述PIM设备接口的等待状态，进入DR选举状态。具体而言，协议处理模块，还用于当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时后，选举出新的DR，并通过报文收发模块发送携带最新DR地址的Hello报文。协议处理模块，用于当所述报文收发模块接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，将接收到的所述DR地址作为所述PIM设备接口的DR地址。
此外，本发明较佳实施例提供的减少PIM协议DR变化的系统的具体操作过程同上述方法所述，故于此不再赘述。
综上所述，本发明较佳实施例通过新增一个PIM Hello报文的DR地址选项，所述DR地址选项携带接口自己在使用的DR地址，PIM设备加入共享网络后，通过Hello报文学习并使用原有网络中的DR，从而避免DR重新选举的发生，减少DR变化。本发明是对标准RFC4601的有益补充。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (11)

1.一种减少协议无关组播PIM协议指定路由器DR变化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
协议无关组播PIM设备加入共享网络后，PIM设备接口接收所述共享网络中其他PIM设备发送的Hello报文，其中，所述Hello报文携带DR地址选项；
所述PIM设备接口将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为本接口的DR地址。
2.如权利要求1所述的减少PIM协议DR变化的方法，其特征在于，还包括：所述PIM设备加入共享网络后，所述PIM设备接口进入等待状态，开启等待状态定时器，所述PIM设备发送携带有DR地址选项的Hello报文。
3.根据权利要求2所述的减少PIM协议DR变化的方法，其特征在于：所述PIM设备发送的所述Hello报文携带的DR地址选项中，DR地址为0或者为空。
4.如权利要求2所述的减少PIM协议DR变化的方法，其特征在于，还包括：当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时或所述PIM设备接口接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，所述PIM设备接口的等待状态结束，进入DR选举状态。
5.如权利要求4所述的减少PIM协议DR变化的方法，其特征在于：当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时后，所述PIM设备接口选举出新的DR，并发送携带最新DR地址的Hello报文。
6.如权利要求4所述的减少PIM协议DR变化的方法，其特征在于：所述PIM设备接口将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为本接口的DR地址包括：当所述PIM设备接口接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，所述PIM设备接口将接收到的所述DR地址作为本接口的DR地址。
7.一种减少协议无关组播PIM协议指定路由器DR变化的系统，设置于PIM设备中，其特征在于：包括报文收发模块及协议处理模块，
所述报文收发模块，用于在所述PIM设备加入共享网络后，接收所述共享网络中其他PIM设备发送的Hello报文，其中，所述Hello报文携带DR地址选项；
所述协议处理模块，用于将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为所述PIM设备的接口的DR地址。
8.如权利要求7所述的减少PIM协议DR变化的系统，其特征在于：还包括状态管理模块，用于在所述PIM设备加入共享网络后，使得所述PIM设备接口进入等待状态，开启等待状态定时器，并通过所述报文收发模块发送携带DR地址选项且DR地址为0或者为空的Hello报文。
9.如权利要求8所述的减少PIM协议DR变化的系统，其特征在于：所述状态管理模块，还用于当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时或所述报文收发模块接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，结束所述PIM设备接口的等待状态，进入DR选举状态。
10.如权利要求9所述的减少PIM协议DR变化的系统，其特征在于：所述协议处理模块，还用于当所述PIM设备接口的等待状态定时器超时后，选举出新的DR，并通过所述报文收发模块发送携带最新DR地址的Hello报文。
11.如权利要求9所述的减少PIM协议DR变化的系统，其特征在于：所述协议处理模块，用于将所述Hello报文携带的当前使用的DR地址作为所述PIM设备接口的DR地址包括：所述协议处理模块，用于当所述报文收发模块接收到携带DR地址选项且DR地址为合法单播地址的Hello报文后，将接收到的所述DR地址作为所述PIM设备接口的DR地址。
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