CN108881006A - 一种关于使用计算机网络的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用计算机网络的方法，所述计算机网络包括多个交换机，每个交换机具有用于接收和发送流的端口，其中所述流从路由器经由已经表示出兴趣的交换机的所述端口发送到至少一个接收机，由此在链路故障的情况下所述至少一个接收机中的至少一个向所述路由器发回消息。

Description

一种关于使用计算机网络的方法

技术领域

本发明属于计算机领域，具体涉及一种关于使用计算机网络的方法。

背景技术

以太网网络是针对局域网的、基于帧的计算机网络。为了更高效地使 用具有组播数据流的交换以太网网络中的可用带宽，存在着所谓的IGMP (因特网组管理协议)侦听机制。

因特网组管理协议(IGMP)是一种用于管理因特网协议组播组成员资 格的通信协议。因此，IGMP被IP主机及相邻组播路由器用来建立组播成 员资格。IGMP侦听是监听IGMP业务的过程并通过处理在组播网络中发 送的层3IGMP分组而允许交换机监听主机与路由器之间的IGMP会话。

在没有IGMP侦听的交换以太网网络中，所有组播业务都被广播到以 太网交换机的任意端口。这意味着在交换网络中真正的广播与组播业务之 间无区别。因此，组播行为仅存在于网络的路由级。通过使用IGMP侦听， 交换机将仅将组播流发送到已经对组播流表示出兴趣的交换端口。在其它 交换端口处没有带宽用于组播流。然而，为使该机制起作用，需要IGMP 查询器。通常，IGMP查询器实现在以太网路由器中。但是也可以是(根) 交换机。在包括很多组播流的网络中IGMP侦听是不可避免的。

存在着多种交换以太网网络创建冗余网络路径的方案。这可以通过诸 如生成树协议(STP IEEE 802.1d)和快速生成树协议(RSTP IEEE 802.1w)的 标准化协议来处理。因为以太网网络不允许环路(loop)，所以这些协议在网 络中找到环路并自动地中断环路。如果通信路径在别的某处被中断(例如线 缆故障)，则检测该故障并修复曾故意断开环路之处。

如果IGMP侦听与(R)STP组合，则当通信之一被中断时会发生问题。 这是因为组播流不存在于替换链路中，并且因此其不能向下分布到网络中。 如果网络中的所有主机(仍)要求组播流的话，则IGMP查询器以规则的间 隔将组播消息发送到网络中所有的主机。当该消息经由备份路径到达主机 时，主机将作出响应。从该时刻起主机将接收组播流。

由于在商用现货(Commercial Of The Shelve，COTS)设备中IGMP查询 器间隔为125秒，所以主机最长可能在125秒内收不到组播流。在很多应 用中这太久了。

发明内容

根据一种关于使用计算机网络的方法，所述计算机网络包括多个交换机， 每个交换机具有用于接收和发送流的端口，其中所述流从路由器经由已经 表示出兴趣的交换机的所述端口发送到至少一个接收机，由此在链路故障 的情况下所述至少一个接收机中的至少一个接收机将向所述路由器发回消 息。

根据一实施例，在链路故障的情况下，注意到所述故障的所述接收机 或者运行于所述接收机上的应用将向所述路由器发回消息，所述消息限定 流从所述路由器到所述至少一个接收机的路径。

在一个实施例中，在链路故障的情况下，所述网络中的所述交换机将 广播STP或RSTP消息，以触发所有接收机自动地发送出消息。

根据一个实施例，所述计算机网络是例如通过诸如生成树协议(STP) 或快速生成树协议(RSTP)的标准化协议处理的冗余以太网网络。

一种计算机网络，包括路由器和多个交换机，每个交换机具有用于接 收和发送消息的端口并且连接到至少一个接收机，所述计算机网络适于从 所述路由器经由已经表示出兴趣的交换机的所述端口发送消息到所述至少 一个接收机，由此在链路故障的情况下所述至少一个接收机中的至少一个 将向所述路由器发回消息。

在一个实施例中，注意到所述故障的所述接收机或者运行于所述接收 机上的应用将向所述路由器发回消息，所述消息限定消息从所述路由器到 所述至少一个接收机的路径。

根据另一个实施例，所述网络中的所述交换机将广播STP或RSTP消 息，以便建立新的生成树。如果充当查询器的设备发出额外的查询，在其 检测到这样的消息的情况下，所有组播接收机将自动地发送出消息。

根据一个实施例，所述计算机网络是冗余以太网网络。

可以使用因特网组管理协议(IGMP)。另外，可以使用与(R)STP组合的 IGMP侦听。

一种计算机程序包括编码模块，用于执行上述过程的所有步骤，其中 所述计算机程序运行在计算机或相应的计算单元上。

一种计算机程序包括储存于计算机可读数据载体上的程序编码模块， 用于执行上述过程的所有步骤，其中所述计算机程序运行在计算机或相应 的计算单元上。

通过使用本发明，流的损失限于非常短的时间段中。实际的时段取决 于组播流的分组接收速率。对于低延迟音频流可以少于0.1秒。这可以通 过仅仅改变必须接收组播流的应用来实现。交换机和路由器不需要改变， 并且完全可以保持遵循标准。这是有利的，因为COTS交换机和路由器可 以为所述应用所使用。例如，本发明可以用于基于IP的音频系统中。

附图说明

图1是无故障的冗余以太网网络。

图2是刚发生链路故障后的冗余以太网网络。

图3是链路故障发生125秒后的冗余以太网网络。

图4是IGMP消息的路径。

将理解，上面所提及的特征以及在下文中描述的那些特征不仅可以以 所指明的组合使用，还可以以其它组合或者单独使用，而不会偏离本发明 的范围。

在附图中通过实施例以示例性的方式示意地示出本发明，并且在下文 中参照附图详细地解释本发明。应当理解，这些描述决不是限制本发明的 范围，而近乎是对本发明实施例的解释说明。

具体实施方式

图1示出无故障以太网网络中的数据流。数字10指代其它(交换)网络。 在组播流X的开始，TCP-IP协议栈将在步骤12向包括IGMP查询器的路 由器14发送IGMP请求消息。在步骤16，路由器14将以发送组播流作出 响应。因为交换网络已经侦听该IGMP消息，所以它知道向哪发送该组播 流。数字18指代具有IGMP侦听和RSTP的交换机A。数字20指代具有 IGMP侦听和RSTP的交换机B。数字22指代具有IGMP侦听和RSTP的 交换机C。数字24指代组播接收机1而数字26指代组播接收机2。该组 播流将被发送至交换机A 18的端口2，至交换机B 20的端口2和3，至交 换机C 22的端口3。

图2示出在交换机B 20和交换机C 22之间网络连接中断(数字30)的 情况下的数据流。(R)STP将使该连接经由交换机A 18的端口3和交换机 C22的端口1恢复到交换机C22。然而，组播流在该端口是不可获得的。 因此，组播接收机2(数字26)将接收不到流X，这意味着接收机2(数字26) 如数字34所指示的那样错过流X。这并未由TCP-IP栈检测到，这是因为 TCP-IP栈对流的传输速率一无所知并且不知道何时迎来流X的下一个分 组。因此，它将在其发送出IGMP消息之前等待IGMP查询器消息。这可 能耗费125秒。在此情况下接收机2(数字26)如图3中数字36所指示的那 样再次接收流X。

然而，运行在接收机2(数字26)上并且接收流的应用具有该信息。它 将注意到流突然停止了。如果该应用将对TCP-IP栈发出新的对流的请求， 则它会向路由器发送出IGMP消息。该消息将遵循如图4所示的下一条网 络路径。路由器14不进行任何操作，因为它已经发送了流X。尽管如此， 交换机A 18已经侦听到IGMP消息并开始在端口3上也发送流X(步骤38)。在端口1接收该消息的交换机C 22的确侦听该IGMP消息并且因此 知道它必须仅向端口3发送消息。该应用将再次接收流X。这耗费的时间 与原始预订流所耗时间一样长，通常少于100毫秒。

根据可替换实施例，当断开的链路被检测到时，网络中的交换机将广 播STP或RSTP消息，以便建立新的生成树。如果充当IGMP查询器的设 备在检测到这种消息的情况下发出额外的查询，则所有的组播接收机将自 动地发送出IGMP消息，并且到这些接收机的组播路由也被重建。以该方 式，图3中所示的情况在链路被断开之后被快速地修复。

该方案确保组播路由树的根在生成树改变时起作用，而之前描述的方 案确保组播路由树的叶子，或者在有多个受影响接收机的情况下的多个叶 子，在生成树改变时起作用。

Claims (1)

1. 一种关于使用计算机网络的方法，其特征在于：所述计算机网络包括多个交换机，每个交换机具有用于接收和发送流的端口，其中所述流从 路由器经由已经表示出兴趣的交换机的所述端口发送到至少一 个接收机，由此在链路故障的情况下所述至少一个接收机中的至少一个向所述路由器发回消息。