CN106603407A - 组播地址的传输方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种组播地址的传输方法和装置。所述方法，包括：边界比特转发路由器BFR扩展内部网关协议IGP报文携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息；所述边界BFR发送携带有组播组地址信息的所述IGP报文到基于位索引的显式复制BIER网络中。通过内部网关协议IGP通告所述边界BFR所支持的组播组地址信息，使组播组中的叶子节点获取到组播组地址，实现简单方便。

Description

组播地址的传输方法和装置
技术领域
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种组播地址的传输方法和装置。
背景技术
IP组播技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，所以在实时数据传送、多媒体会议、数据拷贝、IPTV、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。现在的组播协议的一个共同的特点是需要构建一种控制平面组播树，利用这种组播树将网络平面逻辑为树状，以实现组播转发的点到多点数据转发和环路避免等，这种以构建分发树为核心的组播路由协议的中间节点都需要维护复杂的组播转发信息的状态，随着网络的规模越来越大，组播数据流量与日俱增的情况下，这种组播技术面临越来越的成本和运维方面的挑战。
为此，提出了一种新的用于构建组播转发路径的技术，称为BIER技术(Bit Indexed Explicit Replication，基于位索引的显式复制)。该技术提出了一种新的不需要构建组播分发树的组播技术架构。如图1所示，支持BIER技术的路由器称为BFR(Bit-Forwarding Router，比特转发路由器)，由BFR组成的一个组播转发域称为BFIR(Bit-Forwarding ingress Router，位索引转发入口路由器)域domain。在BIER域的边缘，对用户的组播数据进行BFIR封装的设备称为BFIR，解封装BIER数据报文的边缘BFR设备称为BFER(Bit-Forwarding egress Router，位索引转发出口路由器)，组播数据由BFIR封装进入BIER域，在BIER域中依赖于BIER的头部进行转发，而经由一个或者多个BFER设备离开BIER域。在BIER域中，接收并转发BIER报文的设备称为该BIER报文的传输transit BFR。一个BFR根据封装和解封装报文的不同可以既是BFIR角色，又可以是BFER角色。
在BIER域中，给每台边缘的BFER分配一个在整个BIER sub-domain中全局唯一的比特位置bit position，每台BFER将自己的bit position使用IGP(内部网关协议，Interior Gateway Protocol)在BIER domain域中泛洪，所有的bit position组成一个比特串bit string，数据报文在BIER域中的传递和路由依赖于bitstring。当其他的BFR收到了包含有BIER的报文头时，根据BIER报文头中携带的bit string基于BFT(Bit Forwarding Table,比特转发表)进行转发。这种基于BIER bit位进行转发的原理将以前需要基于构建组播分发树的转发改为使用位标识进行单播查找转发的方式转发组播，大大减少网络的转发成本。
现有的技术方案中解决了在BIER域中BIER报文转发的示意图，如图2所示，假定BFR1为ingress BFR，BFR5、BFR6及BFR7都为egress BFR，三个BFR的bit position分别为0001，0010，0100。Egress BFR事先通过IGP(如IS-IS协议，或者OSPF协议)在BIER domain中通告其自身的bit position，BFR1收到了BFR5、BFR6和BFR7的bit position的通告后，在本地的位索引转发表中保存这些信息。当BFR1收到了组播报文，假定该组播报文需要传输到BFR5和BFR6，则BFR1根据事先保存的映射关系，计算得出该报文的Bitstring的值为0101，将用户的组播报文封装为BIER报文，其中BIERHeader中的Bitstring填充0101并转发到BFR2，BFR2收到报文后，查找事先保存的位索引转发表中的条目，根据条目，报文需要转发到BFR3，然后将Bitstring跟该匹配的条目项的F-BM做与操作，得到0101，BFR2以0101作为BIER Header中的Bitstring重新填充BIER报文，并将报文转发到BFR3，BFR3收到了该报文后，查找自己的位索引转发表，BFR3有2个条匹配记录，分别代表报文下一跳转发到BFR4和BFR6，对于第一个条目，BFR3将Bitstring的值跟条目中的F-BM做与操作，得到结果为0001，第二个条目中，Bitstring的值跟F-BM做与操作的结果为0100，则BFR3将报文分别从2个接口转发BIER报文到BFR4和BFR6，其中BFR4的BIER Header的Bitstring的值为0001，而转发到BFR6的BIER Header的Bitstring的值为0100。对于到达BFR6的报文，发现bitstring的值跟自己通告的bit position一样，表示自己为该报文的目的地，解封装BIER报文。而到达报文到达BFR4时，依次前述的转发原理，将报文转发到BFR5，由BFR5解封装BIER报文，至此，完成了组播报文在BIER域中的传输，将组播报文由入口的BFR1节点转发到组播的接收节点BFR4和BFR6。
因此，当BFIR节点收到了用户的组播报文后，如何使该组播组中的叶子节点获取到组播组地址是亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供的组播地址的传输方法和装置，要解决的技术问题是如何使组播组中的叶子节点获取到组播组地址。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种组播地址的传输方法，包括：
边界比特转发路由器BFR扩展内部网关协议IGP报文通告携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息；
所述边界BFR发送携带有组播组地址信息的所述IGP报文到基于位索引的显式复制BIER网络中。
其中，所述边界BFR为位索引转发出口路由器；在所述IGP为最短路径优先OSPF协议时，所述位索引转发出口路由器利用通过链路状态广播LSA将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器；在所述IGP为中间系统到中间系统ISIS协议时，所述位索引转发出口路由器利用通过链路状态协议数据单元LSP将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器。
当位索引转发出口路由器收到了用户的组播注册报文时，位索引转发出口路由器发送用户设备注册的组播组地址信息；
其中，所述位索引转发入口路由器在收到所述位索引转发出口路由器发送的组播组地址信息后，保存所述组播组地址信息与所述位索引转发出口路由器的位索引转发路由前缀BFR-Prefix地址的映射关系。
其中，所述边界BFR扩展内部网关协议IGP报文携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息，包括：
在所述IGP为开放式最短路径优先OSPF协议时，所述边界BFR扩展OSPF协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址；
在所述IGP为中间协议-中间协议ISIS协议时，所述边界BFR扩展ISIS协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址。
其中，所述OSPF协议的路由能力字段或所述ISIS协议的路由能力字段还包括所述组播组地址的描述信息。
其中，所述组播组地址的描述信息包括如下至少一个，包括：字段的类型信息、数据长度信息、组地址类型信息和携带的组播组地址的个数信息。
一种组播地址的传输装置，包括：
扩展模块，用于扩展内部网关协议IGP报文携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息；
发送模块，用于发送携带有组播组地址的所述IGP报文到。
其中，所述发送模块位于位索引转发出口路由器；所述发送模块，用于在所述IGP为最短路径优先OSPF协议时，利用通过链路状态广播LSA将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器；在所述IGP为中间系统到中间系统ISIS协议时，利用通过链路状态协议数据单元LSP将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器。
其中，所述发送模块，用于当收到了用户的组播注册报文时，发送用户设备注册的组播组地址信息；其中，所述位索引转发入口路由器在收到所述位索引转发出口路由器发送的组播组地址信息后，保存所述组播组地址信息与所述位索引转发出口路由器的BFR-Prefix地址的映射关系。
其中，所述扩展模块具体用于：
在所述IGP为开放式最短路径优先OSPF协议时，扩展OSPF协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址；
在所述IGP为中间协议-中间协议ISIS协议时，扩展ISIS协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址。
其中，所述OSPF协议的路由能力字段或所述ISIS协议的路由能力字段还包括所述组播组地址的描述信息。
其中所述组播组地址的描述信息包括如下至少一个，包括：字段的类型信息、数据长度信息、组地址类型信息和携带的组播组地址的个数信息。
本发明提供的实施例，通过内部网关协议IGP通告所述边界BFR所支持的组播组地址信息，使组播组中的叶子节点获取到组播组地址，实现简单方便。
附图说明
图1为现有技术中BIER网络的示意图；
图2为现有技术中BIER网络的转发过程的示意图；
图3为本发明提供的组播地址的传输方法的流程图；
图4为本发明实施例一提供的BIER Group Address sub-TLV格式的示意图。
图5为本发明提供的使用IGP通告组播地址信息的网络示意图；
图6为开放最短路径优先协议路由器信息能力类型-长度-值(OSPFRouter Informational Capabilities TLV)格式的示意图；
图7为中间节点到中间节点协议路由器能力类型-长度-值(ISIS RouterCapabilities TLV)格式的示意图；
图8为本发明的组播数据转发流程图；
图9为本发明提供的组播地址的传输装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图3为本发明提供的组播地址的传输方法的流程图。图3所示方法，包括：
步骤301、边界BFR扩展内部网关协议IGP通告携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息；
步骤302、所述边界BFR发送携带有组播组地址信息的所述IGP报文到BIER网络中。
本发明提供的实施例，扩展内部网关协议IGP通告所述边界BFR所支持的组播组地址信息，使组播组中的叶子节点获取到组播组地址，实现简单方便。
下面对本发明提供的方法作进一步说明：
其中，所述边界BFR为BFER；
在所述IGP为最短路径优先OSPF协议时，所述位索引转发出口路由器利用通过链路状态广播LSA将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器；
在所述IGP为中间系统到中间系统ISIS协议时，所述位索引转发出口路由器利用通过链路状态协议数据单元LSP将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器。
由上可以看出，BFER在向BFIR发送组播组地址信息时，利用LSA进行传输，使得组播组地址信息能够传输到叶子节点。
其中，当出口比特转发路由器收到了用户的组播注册报文时，位索引转发出口路由器发送用户设备注册的组播组地址信息；
其中，所述位索引转发入口路由器在收到所述BFER发送的组播组地址信息后，保存所述组播组地址信息与所述BFER的BFR-Prefix地址的映射关系。
实施例一：
其中，所述IGP为OSPF协议时，所述边界BFR扩展OSPF协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址；
所述IGP为ISIS协议时，所述边界BFR扩展ISIS协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址。
优选的，所述OSPF协议的路由能力字段或所述ISIS协议的路由能力字段还包括所述组播组地址的描述信息。
其中，所述组播组地址的描述信息包括如下至少一个，包括：字段的类型信息、数据长度信息、组地址类型信息和携带的组播组地址的个数信息。
本实施了中将阐述本发明提出BIER group address的sub-tlv的格式，如图4所示，各个字段的含义和描述如下：
Type类型表示为BIER Group address sub-tlv，8bits。
Lenth字段为本sub-tlv的总长度，16bits。
Res：保留字段，8bits。
Group address type，8bits，表示携带的组播地址的类型，取值为1，表示为IPv4地址，取值为2，表示为IPv6地址。
Number of group address:携带的组播组地址的个数。
Group address[i]:组播组地址。
实施例二：
本发明实施例结合图5所示的组网图阐述本发明的扩展OSPF协议通告组播组地址的详细流程。
如图5所示，BFIR1和BFIR2为位索引转发入口路由器，负责对组播源数据的BIER封装，BFER1和BFER2为位索引转发出口路由器，同时为用户组播接入的查询器，接收和发送Internet组管理协议(Internet GroupManagement Protocol，IGMP)消息/组播侦听发现(Multicast ListenerDiscover，MLD)协议消息，接收组播用户的组播组注册和撤销消息。
(201)当有新用户加入组播组时，BFER1获取用户设备发送的IGMP/MLD注册消息。
(202)BFER1根据接收到的注册消息，发现有新的组播组用户设备加入，如果为传统的允许PIM(Protocol Independent Multicast，协议无关组播)协议的组播网络，查询器会以PIM协议发送组播组加入消息，本发明使用BIER协议取代PIM协议，BFER需要采用本发明的扩展OSPF协议扩展的方法通告组播组地址信息。
(203)BFER1按照图4构建BIER Group Address sub-tlv，并填充到图6所示的OSPF router informational capability TLV中。
(204)BFER1将填充好的OSPF Router Informational Capability TLV由相应的LSA泛洪BFIR1和BFIR2。
(205)BFIR1和BFIR2将收到了BFER1发送的LSA后，提取出对应的BIER Group Address sub-tlv，在本地保存新注册的组播组地址和BFER1的BFR-prefix地址映射关系，完成了组播组地址通过扩展OSPF协议在BIER域中的通告。当有组播报文需要发送到组播用户的时候，BFIR1和BFIR2上会根据该映射关系完成对应BIER报文的封装和转发。
具体实施例三：
本发明实施例阐述本发明的使用ISIS协议通告组播组地址的详细流程。
(301)当有新用户加入组播组时，用户host向查询器BFER1发送IGMP/MLD注册消息。
(302)BFER1接收到了注册消息后，发现有新的组播组用户加入，如果为传统的允许PIM协议的组播网络，查询器会以PIM协议发送组播组加入消息，本发明使用BIER协议取代PIM协议，BFER需要采用本发明的通过ISIS协议扩展的方法通告组播组地址信息。
(303)BFER1按照图4构建BIER Group Address sub-tlv，并填充到图7所示的ISIS router capability TLV中。
(304)BFER1将填充好的ISIS Router Capability TLV由相应的LSA泛洪BFIR1和BFIR2。
(305)BFIR1和BFIR2将收到了BFER1发送的LSP报文后，提取出对应的BIER Group Address sub-tlv，在本地保存新注册的组播组地址和BFER1的BFR-prefix地址映射关系，完成了组播组地址通过ISIS协议扩展在BIER域中的通告。
具体实施例四：
本实施例结合图8所示的流程图阐述基于本发明内容的组播流数据转发的详细流程和步骤：
(401)组播源有组播流需要向组播组的用户发送，组播源将组播流数据发送到BIER域的位索引转发入口路由器BFIR1。组播源有可能跟位索引转发入口路由器并非物理直连，需要经过其他网络设备才转发到BFIR1，对于这种场景不影响本发明的效果；
(402)BFIR1接收到了组播源发送的组播流数据后，根据组播流数据中的组播组地址在本地查找映射表(该映射表根据实施例二中所述的方法构建)，得到需要转发的出口设备的BFR-Prefix地址，根据BIER的基本原理，BFIR1路由器根据该BFR-prefix地址封装BIER报文头；
(403)BFIR1将封装好的BIER报文转发到BIER网络中，根据本发明的示意图，该报文会转发到BFR1路由器；
(404)BFR1路由器收到了BFIR1发送的BIER报文后，根据BIER的转发原理，将BIER报文发送到BFR2；
(405)BFR2跟BFR1做类似的处理，根据BIER的转发原理将BIER报文转发到位索引转发出口路由器BFER1；
(406)BFER1收到了BIER报文后，剥离BIER报文头，得到原封装的组播流报文；
(407)BFER1将组播流报文转发到组播用户host1，完成了整个组播流报文的转发。
图9为本发明提供的组播地址的传输装置的结构图。如图9所示，本发明提供一种组播地址的传输装置，包括：
扩展模块901，用于扩展内部网关协议IGP报文携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息；
发送模块902，用于发送携带有组播组地址信息的所述IGP报文到BIER网络中。
其中，所述发送模块902位于位索引转发出口路由器；所述发送模块902，用于在所述IGP为最短路径优先OSPF协议时，利用通过链路状态广播LSA将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器；在所述IGP为中间系统到中间系统ISIS协议时，利用通过链路状态协议数据单元LSP将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器
可选的，所述发送模块902，用于当收到了用户的组播注册报文时，发送用户设备注册的组播组地址信息；其中，所述位索引转发入口路由器在收到所述位索引转发出口路由器发送的组播组地址信息后，保存所述组播组地址信息与所述位索引转发出口路由器的BFR-Prefix地址的映射关系。
可选的，所述位索引转发入口路由器在收到所述位索引转发出口路由器发送的组播组地址信息后，保存所述组播组地址信息与所述位索引转发出口路由器的BFR-Prefix地址的映射关系。
所述扩展模块，具体用于在所述IGP为开放式最短路径优先OSPF协议时，扩展OSPF协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址；在所述IGP为中间协议-中间协议ISIS协议时，扩展ISIS协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址。
优选的，所述OSPF协议的路由能力字段或所述ISIS协议的路由能力字段还包括所述组播组地址的描述信息。
所述组播组地址的描述信息包括如下至少一个，包括：字段的类型信息、数据长度信息、组地址类型信息和携带的组播组地址的个数信息。
本发明提供的装置实施例，扩展内部网关协议IGP通告所述边界BFR所支持的组播组地址信息，使组播组中的叶子节点获取到组播组地址，实现简单方便。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如系统、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。
上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种组播地址的传输方法，其特征在于，包括：
边界比特转发路由器BFR扩展内部网关协议IGP报文通告携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息；
所述边界BFR发送携带有组播组地址信息的所述IGP报文到基于位索引的显式复制BIER网络中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述边界BFR为位索引转发出口路由器；
在所述IGP为最短路径优先OSPF协议时，所述位索引转发出口路由器利用通过链路状态广播LSA将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器；
在所述IGP为中间系统到中间系统ISIS协议时，所述位索引转发出口路由器利用通过链路状态协议数据单元LSP将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
当位索引转发出口路由器收到了用户的组播注册报文时，位索引转发出口路由器发送用户设备注册的组播组地址信息；
其中，所述位索引转发入口路由器在收到所述位索引转发出口路由器发送的组播组地址信息后，保存所述组播组地址信息与所述位索引转发出口路由器的位索引转发路由前缀BFR-Prefix地址的映射关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边界BFR扩展内部网关协议IGP报文携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息，包括：
在所述IGP为开放式最短路径优先OSPF协议时，所述边界BFR扩展OSPF协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址；
在所述IGP为中间协议-中间协议ISIS协议时，所述边界BFR扩展ISIS协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述OSPF协议的路由能力字段或所述ISIS协议的路由能力字段还包括所述组播组地址的描述信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述组播组地址的描述信息包括如下至少一个，包括：字段的类型信息、数据长度信息、组地址类型信息和携带的组播组地址的个数信息。
7.一种组播地址的传输装置，其特征在于，包括：
扩展模块，用于扩展内部网关协议IGP报文携带所述边界BFR所支持的组播组地址信息；
发送模块，用于发送携带有组播组地址的所述IGP报文到BIER网络中。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述发送模块位于位索引转发出口路由器；
所述发送模块，用于在所述IGP为最短路径优先OSPF协议时，利用通过链路状态广播LSA将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器；在所述IGP为中间系统到中间系统ISIS协议时，利用通过链路状态协议数据单元LSP将所述组播组地址信息发送到各个位索引转发入口路由器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
所述发送模块，用于当收到了用户的组播注册报文时，发送用户设备注册的组播组地址信息；
其中，所述位索引转发入口路由器在收到所述位索引转发出口路由器发送的组播组地址信息后，保存所述组播组地址信息与所述位索引转发出口路由器的BFR-Prefix地址的映射关系。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述扩展模块具体用于：
在所述IGP为开放式最短路径优先OSPF协议时，扩展OSPF协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址；
在所述IGP为中间协议-中间协议ISIS协议时，扩展ISIS协议的路由能力字段携带所述边界BFR所支持的组播组地址。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述OSPF协议的路由能力字段或所述ISIS协议的路由能力字段还包括所述组播组地址的描述信息。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述组播组地址的描述信息包括如下至少一个，包括：字段的类型信息、数据长度信息、组地址类型信息和携带的组播组地址的个数信息。
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