CN106209649A - 自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法及装置，通过查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器；查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，选择出路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的第二路由器；在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器。本发明的装置包括第一路由器选择模块、第二路由器选择模块和组播静态路由添加模块。本发明的方法和装置在网络中具有单播路由器时，也能够成功进行组播配置。

Description

自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法及装置

技术领域

本发明属于数据传输领域，尤其涉及一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法及装置。

背景技术

组播技术有效地解决了单点发送、多点接收的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够大量节约网络带宽、降低网络负载。

由于在整个网络中的路由器上手动配置组播路由协议较为繁琐，特别对于可控组播，基本无法通过手动配置来实现，因此现有技术通常通过管理服务器来自动配置整个网络中的路由器的组播路由协议。但是当整个网络中存在的路由器数量较多，且个别路由器为单播路由器，不支持组播时，管理服务器在对单播路由器配置组播路由协议时会不成功，导致整个网络的组播功能无法正常运行。

如图1所示，路由器B为不支持组播的单播路由器，路由器A、C、D为支持组播的路由器，管理服务器分别对路由器A、B、C、D进行组播路由协议配置时，在路由器A、C、D上能配置成功，而在路由器B上会配置失败，现有技术在管理服务器对路由器B配置组播路由协议失败后，并不会做进一步处理。当路由器D到组播源网段的单播路由指向路由器B时，路由器D的RPF邻居为路由器B，即路由器D只接受路由器B转发的组播数据包，而由路由器C转发到路由器D的组播数据包会被路由器D丢弃，使组播源发送的组播数据包无法传输到组播接收设备，从而导致整个网络的组播功能无法正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法及装置，以解决现有技术中通过管理服务器自动配置整个网络中的路由器的组播路由协议时，当整个网络中存在的路由器数量较多，且个别路由器为单播路由器时，导致整个网络的组播功能无法正常运行的问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，应用于管理服务器，所述自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，包括：

查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器；

查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器；

在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器。

进一步地，所述查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器，包括：

根据单播路由器在配置组播路由协议时返回的错误消息，获取单播路由器的IP地址，根据获取到的单播路由器的IP地址，通过发送SNMP消息查询该单播路由器的ARP表，得到该单播路由器的邻接路由器的IP地址；

发送SNMP消息逐个查询单播路由器的邻接路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器。

进一步地，所述查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器，包括:

通过发送SNMP消息查询第一路由器的ARP表，得到第一路由器的邻接路由器的IP地址；

通过发送SNMP消息逐个查询第一路由器的邻接路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器。

进一步地，所述组播源网段通过如下方法得到：

从组播源发送的注册消息中获取组播源的IP地址和子网掩码，将组播源的IP地址与子网掩码相与得到组播源的网络地址，组播源的网络地址与子网掩码即为组播源网段。

进一步地，所述在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器，包括：

在第一路由器中添加一条组播静态路由，组播静态路由的目的网段为组播源网段，组播静态路由的接口为第一路由器连接第二路由器的接口，组播静态路由的RPF邻居为第二路由器连接第一路由器的接口IP地址。

本发明还提出了一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，应用于管理服务器，其特征在于，所述自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，包括：

第一路由器选择模块，用于查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器；

第二路由器选择模块，用于查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器；

组播静态路由添加模块，用于在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器。

进一步地，所述第一路由器选择模块查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器，执行如下操作：

根据单播路由器在配置组播路由协议时返回的错误消息，获取单播路由器的IP地址，根据获取到的单播路由器的IP地址，通过发送SNMP消息查询该单播路由器的ARP表，得到该单播路由器的邻接路由器的IP地址；

发送SNMP消息逐个查询单播路由器的邻接路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器。

进一步地，所述第二路由器选择模块查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器，执行如下操作：

通过发送SNMP消息查询第一路由器的ARP表，得到第一路由器的邻接路由器的IP地址；

通过发送SNMP消息逐个查询第一路由器的邻接路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器。

进一步地，所述装置还包括组播源网段计算模块，用于从组播源发送的注册消息中获取组播源的IP地址和子网掩码，将组播源的IP地址与子网掩码相与得到组播源的网络地址，组播源的网络地址与子网掩码即为组播源网段。

进一步地，所述在组播静态路由添加模块在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器，执行如下操作：

在第一路由器中添加一条组播静态路由，组播静态路由的目的网段为组播源网段，组播静态路由的接口为第一路由器连接第二路由器的接口，组播静态路由的RPF邻居为第二路由器连接第一路由器的接口IP地址。

本发明提出了一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法及装置，管理服务器通过查询网络中单播路由器的邻接路由器的路由表，得到单播路由器以组播源网段为目的网段的上一跳路由器，通过查询该路由器的邻接路由器的路由表，得到单播路由器的组播替代路由器，然后在单播路由器的上一跳路由器中添加组播静态路由，将到组播源网段的RPF邻居指向单播路由器的组播替代路由器，从而使组播数据包在网络中传输时避开单播路由器，解决了现有技术中通过管理服务器自动配置整个网络中的路由器的组播路由协议时，当整个网络中存在的路由器数量较多，且个别路由器为单播路由器时，导致整个网络的组播功能无法正常运行的问题。

附图说明

图1为现有技术组播功能无法正常运行的网络结构图；

图2为本实施例组播网络的网络结构图；

图3为本发明自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法流程图；

图4为本发明自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置结构图示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。

路由器中组播路由协议在创建组播路由表时，运用了RPF(Reverse PathForwarding，逆向路径转发)检查机制，以确保组播数据能够沿正确的路径传输，同时还能避免由于各种原因而造成的环路。执行RPF检查的依据是单播路由、MBGP路由或组播静态路由，当路由器中没有配置MBGP路由和组播静态路由时，组播路由协议根据单播路由来进行RPF检查，在这种情况下，组播数据包的传输路径必须与目的IP地址为该组播数据包的源IP地址的单播数据包的传输路径相反，否则组播数据包将会被路由器丢弃。

以视频监控系统网络为例，本实施例组播网络的网络结构图，如图2所示，其中IPC为组播源，IPC使用的IP地址网段为10.10.10.0/24，IPC1的IP地址为10.10.10.1；客户端PC为组播接收设备；R1至R6为路由器，其中R2为单播路由器，不支持组播，其它路由器都支持组播；管理服务器用于管理IPC和客户端PC并对路由器进行组播路由协议配置。本实施例目的IP地址为10.10.10.1的单播数据包从客户端PC到IPC1的传输路径为：客户端PC->R1->R2->R3->IPC1，由RPF检测机制可知IPC1发送的组播数据包的传输路径必须为：IPC1->R3->R2->R1->客户端PC，由于R2不支持组播，因此组播数据包无法通过R2发送给R1，而由其它路由器，例如R5或R4转发过来的组播数据包都会被R1丢弃，导致IPC1发送的组播数据包无法传输到客户端PC，本实施例管理服务器通过在相关路由器中配置组播静态路由来避开单播路由器R2，使IPC1发送的组播数据包成功传输给客户端PC。

本实施例一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，应用于管理服务器，如图3所示，一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，包括：

步骤S1、查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器。

管理服务器对网络中的路由器进行组播路由协议配置时，不支持组播的路由器会返回错误消息，本实施例中路由器R2为单播路由器，不支持组播，因此管理服务器对路由器R2进行组播路由协议配置时，R2会返回错误消息，从而能够发现网络中的单播路由器。管理服务器收到R2返回的错误消息后，通过发送SNMP消息查询R2的ARP表，得到R2的邻接路由器R1、R3、R6的IP地址。管理服务器从IPC1的注册消息中获取IPC1的IP地址10.10.10.1和子网掩码255.255.255.0，将IP地址10.10.10.1和子网掩码255.255.255.0相与得到网络地址10.10.10.0，从而得到IPC1，即组播源所在的网段为10.10.10.0/24。即为了获得组播源网段，可以从组播源发送的注册消息中获取组播源的IP地址和子网掩码，将组播源的IP地址与子网掩码相与得到组播源的网络地址，组播源的网络地址与子网掩码即为组播源网段。获取组播源网段的方法还可以直接根据从其他途径获得的组播源的IP地址和子网掩码换算得到，本发明不限于具体的实现方法。

本实施例管理服务器通过发送SNMP消息，查询路由器R1、R3、R6的路由表中是否有目的网段为10.10.10.0/24、下一跳为R2的路由，发现R1的路由表中有一条目的网段为10.10.10.0/24、下一跳为R2的路由，R3和R6的路由表中没有目的网段为10.10.10.0/24、下一跳为R2的路由，因此本实施例管理服务器选取R1作为进行下一步处理的对象第一路由器。

需要说明的是，本实施例管理服务器并不局限于通过发送SNMP消息来查询路由器的ARP表或路由器，管理服务器也可以通过直接登录到路由器上来查询路由器的ARP表或路由表。

步骤S2、查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器。

本实施例管理服务器通过发送SNMP消息查询路由器R1的ARP表，得到R1的邻接路由器R4和R5的IP地址，然后根据R4和R5的IP地址，通过SNMP消息分别查询R4和R5的路由表，发现R4和R5的路由表中都有一条目的网段为10.10.10.0/24，下一跳不是R1或R2的路由，R4的路由表中的路由具体为：

目的地址	掩码	下一跳	出接口	路径开销	优先级
						10.10.10.0	255.255.255.0	50.1.1.1	G1	30	10

表1

其中G1为路由器R4连接路由器R5的接口，50.1.1.1为路由器R5连接路由器R4的接口IP地址。

R5的路由表中的路由具体为：

目的地址	掩码	下一跳	出接口	路径开销	优先级
						10.10.10.0	255.255.255.0	30.1.1.1	G3	20	10

表2

其中G3为路由器R5连接路由器R3的接口，30.1.1.1为路由器R3连接路由器R5的接口IP地址。

管理服务器比较上述两条路由中优先级和路径开销的大小，发现两条路由中的优先级相同，但是R5的路由中的路径开销小于R4的路由中的路径开销，因此本实施例管理服务器选取路由器R5作为单播路由器R2在组播传输路径中的替代路由器，即第二路由器。

步骤S3、在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器。

本实施例管理服务器选取出路由器R5作为单播路由器R2的组播替代路由器后，在路由器R1上添加一条组播静态路由，将路由器R1到组播源网段10.10.10.0的RPF邻居指定为路由器R5，添加的组播静态路由具体如下：

目的网段	接口	RPF邻居
			10.10.10.0/24	G2	5.1.1.1

表3

其中G2为路由器R1连接路由器R5的接口，5.1.1.1为路由器R5连接路由器R1的接口IP地址。

本实施例管理服务器在路由器R1上添加上述组播静态路由后，路由器R1到组播源网段10.10.10.0/24的RPF邻居由路由器R2变为路由器R5，因此IP地址为10.10.10.1的IPC1发送的组播数据包能够在网络中传输的路径由IPC1->R3->R2->R1->客户端PC变为IPC1->R3->R5->R1->客户端PC，从而避开了单播路由器R2。

本实施例通过上述方法解决了当整个网络中存在个别单播路由器时，导致整个网络的组播功能无法正常运行的问题。

如图4所示，本实施例还提出了一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，应用于管理服务器，该自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，包括：

第一路由器选择模块，用于查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器；

第二路由器选择模块，用于查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器；

组播静态路由添加模块，用于在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器。

与上述方法对应的，本实施例各模块的操作描述如下：

本实施例第一路由器选择模块查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器，执行如下操作：

根据单播路由器在配置组播路由协议时返回的错误消息，获取单播路由器的IP地址，根据获取到的单播路由器的IP地址，通过发送SNMP消息查询该单播路由器的ARP表，得到该单播路由器的邻接路由器的IP地址；

发送SNMP消息逐个查询单播路由器的邻接路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器。

本实施例第二路由器选择模块查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器，执行如下操作：

通过发送SNMP消息查询第一路由器的ARP表，得到第一路由器的邻接路由器的IP地址；

通过发送SNMP消息逐个查询第一路由器的邻接路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器。

本实施例在组播静态路由添加模块在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器，执行如下操作：

在第一路由器中添加一条组播静态路由，组播静态路由的目的网段为组播源网段，组播静态路由的接口为第一路由器连接第二路由器的接口，组播静态路由的RPF邻居为第二路由器连接第一路由器的接口IP地址。

容易理解的是，本实施例装置还包括组播源网段计算模块，用于从组播源发送的注册消息中获取组播源的IP地址和子网掩码，将组播源的IP地址与子网掩码相与得到组播源的网络地址，组播源的网络地址与子网掩码即为组播源网段。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，应用于管理服务器，其特征在于，所述自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，包括：

查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器；

查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器；

在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器。

2.根据权利要求1所述的自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，其特征在于，所述查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器，包括：

根据单播路由器在配置组播路由协议时返回的错误消息，获取单播路由器的IP地址，根据获取到的单播路由器的IP地址，通过发送SNMP消息查询该单播路由器的ARP表，得到该单播路由器的邻接路由器的IP地址；

发送SNMP消息逐个查询单播路由器的邻接路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器。

3.根据权利要求1所述的自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，其特征在于，所述查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器，包括:

通过发送SNMP消息查询第一路由器的ARP表，得到第一路由器的邻接路由器的IP地址；

通过发送SNMP消息逐个查询第一路由器的邻接路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器。

4.根据权利要求1所述的自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，其特征在于，所述组播源网段通过如下方法得到：

从组播源发送的注册消息中获取组播源的IP地址和子网掩码，将组播源的IP地址与子网掩码相与得到组播源的网络地址，组播源的网络地址与子网掩码即为组播源网段。

5.根据权利要求1所述的自动配置组播路由协议时避开单播路由器的方法，其特征在于，所述在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器，包括：

在第一路由器中添加一条组播静态路由，组播静态路由的目的网段为组播源网段，组播静态路由的接口为第一路由器连接第二路由器的接口，组播静态路由的RPF邻居为第二路由器连接第一路由器的接口IP地址。

6.一种自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，应用于管理服务器，其特征在于，所述自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，包括：

第一路由器选择模块，用于查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器；

第二路由器选择模块，用于查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器；

组播静态路由添加模块，用于在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器。

7.根据权利要求6所述的自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，其特征在于，所述第一路由器选择模块查询网络中单播路由器邻接的路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器，执行如下操作：

根据单播路由器在配置组播路由协议时返回的错误消息，获取单播路由器的IP地址，根据获取到的单播路由器的IP地址，通过发送SNMP消息查询该单播路由器的ARP表，得到该单播路由器的邻接路由器的IP地址；

发送SNMP消息逐个查询单播路由器的邻接路由器的路由表，选择路由表中包含目的网段为组播源网段、下一跳为该单播路由器的路由器为第一路由器。

8.根据权利要求6所述的自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，其特征在于，所述第二路由器选择模块查询该第一路由器的邻接路由器中除该单播路由器以外的其他路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器，执行如下操作：

通过发送SNMP消息查询第一路由器的ARP表，得到第一路由器的邻接路由器的IP地址；

通过发送SNMP消息逐个查询第一路由器的邻接路由器的路由表，得到路由表中目的网段为组播源网段、下一跳非该单播路由器或第一路由器的路由，并选择优先级最大或者路径开销最小的路由对应的路由器为第二路由器。

9.根据权利要求6所述的自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，其特征在于，所述装置还包括组播源网段计算模块，用于从组播源发送的注册消息中获取组播源的IP地址和子网掩码，将组播源的IP地址与子网掩码相与得到组播源的网络地址，组播源的网络地址与子网掩码即为组播源网段。

10.根据权利要求6所述的自动配置组播路由协议时避开单播路由器的装置，其特征在于，所述在组播静态路由添加模块在第一路由器中添加组播静态路由，将第一路由器到组播源网段的RPF邻居指定为第二路由器，执行如下操作：

在第一路由器中添加一条组播静态路由，组播静态路由的目的网段为组播源网段，组播静态路由的接口为第一路由器连接第二路由器的接口，组播静态路由的RPF邻居为第二路由器连接第一路由器的接口IP地址。