CN108923946B - 一种基于软件定义的集中组播控制方法 - Google Patents

一种基于软件定义的集中组播控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108923946B
CN108923946B CN201810674357.6A CN201810674357A CN108923946B CN 108923946 B CN108923946 B CN 108923946B CN 201810674357 A CN201810674357 A CN 201810674357A CN 108923946 B CN108923946 B CN 108923946B
Authority
CN
China
Prior art keywords
multicast
area
server
user
control center
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810674357.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108923946A (zh
Inventor
郦苏丹
邓文平
陈红艳
唐竹
王承松
刘欢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National University of Defense Technology
Original Assignee
National University of Defense Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National University of Defense Technology filed Critical National University of Defense Technology
Priority to CN201810674357.6A priority Critical patent/CN108923946B/zh
Publication of CN108923946A publication Critical patent/CN108923946A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108923946B publication Critical patent/CN108923946B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/16—Arrangements for providing special services to substations
    • H04L12/18—Arrangements for providing special services to substations for broadcast or conference, e.g. multicast
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/16—Multipoint routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/54—Organization of routing tables
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/74—Address processing for routing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于软件定义的集中组播控制方法，其步骤为：S1：组播控制中心构建三级服务器组成的组播集中控制架构；S2：组播控制中心为合法组播源开通组播服务；S3：组播控制中心确定合法组播成员；S4：组播控制中心形成组播链路数据库；S5：组播控制中心根据组播源、组播接收者的信息和组播链路数据库，规划组播路径；S6：组播控制中心发起组播路由下发；S7：组播源在用户子网中进行组播数据的转发，使得指定组播接收者能够接收到组播数据；S8：结束。本发明基于软件定义的方式进行组播路由全局规划，通过组播路由集中控制机制实现标识与路由分离的网络中自定义组播任务，并保障了组播数据的安全可控。

Description

一种基于软件定义的集中组播控制方法
技术领域
本发明涉及计算机网络领域，特别涉及一种基于软件定义的集中组播控制方法。
背景技术
目前组播控制的方法，可以分为集中式组播控制和分布式组播控制两种。传统互联网路由采用全分布组播路由控制，通过每个节点定期的与相邻节点交换路由选择的状态信息来修改各自的路由表。分布式组播路由控制对链路依赖性较高，定期的路由交换导致网络路由效率较低，当网络拓扑发生变化，组播路由表更新与收敛的时间过长，不能满足标识与路由分离的网络对组播业务在性能保障和数据安全方面的要求。在身份与位置分离的网络架构中，接入网采用用户标识，核心网采用路由地址，接入网和核心网的路由是分离的，通过分布式方式进行组播路由处理非常复杂。因而在该网络架构下需要采用集中式组播控制。集中式组播路由控制的路由节点不再负责路由的生成，由组播控制中心完成组播路由的规划与路经计算，组播转发树计算收敛速度快，但其未对身份与位置分离的网络提供组播路由支持。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种基于软件定义的集中组播控制方法，能够在标识与路由分离的网络中实现组播任务集中管理，并自主定义组播控制。所述方法基于软件定义的方式进行组播路由全局规划，通过组播路由集中控制机制实现标识与路由分离的网络中自定义组播任务，并保障了组播数据的安全可控。
在介绍本发明的技术方案前，先介绍下本发明中组播控制的相关术语：
终端源标识：Source Terminal Identity，简记为S-TI；
终端接收标识：Destination Terminal Identity，简记为D-TI；
路由源地址：Source Router Address，简记为S-RA；
组播路由地址：Multicast Route Address，简记为MRA；
组播用户标识：Multicast User Identity，简记为MUI。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于软件定义的集中组播控制方法，其步骤为：
S1：组播控制中心构建三级服务器组成的组播集中控制架构，分别配置区域间组播服务器、区域内组播服务器和用户子网组播服务器。其中，区域间组播服务器和区域内组播服务器为核心网组播服务器；区域内组播服务器负责计算核心网各个区域内的组播转发路径；区域间组播服务器负责接收用户组播配置信息和规划核心网区域间组播转发路径；用户子网组播服务器负责为用户子网计算组播转发路径；区域内组播服务器通过TCP连接到区域间组播服务器，用户子网组播服务器通过TCP连接到其所在区域的区域内组播服务器；
S2：组播源向组播控制中心申请开通组播服务，并发布组播接收者的终端接收标识D-TI，组播控制中心审核组播服务请求是否合法，如果合法，建立组播服务，分配组播路由地址MRA和组播用户标识MUI，并在一个组播服务中一一对应，分别用于核心网组播路由和用户子网组播数据转发；否则，取消组播任务，跳转至S8；
S3：希望接收特定组播服务数据的用户向组播控制中心申请加入该组播；组播控制中心根据终端接收标识D-TI对此类用户的身份进行审查，如果申请者身份合法，即其属于授权的组播接收者，则通知合法用户终端的接入路由器允许该用户终端加入指定的组播服务；否则，申请者身份不合法，禁止申请者加入组播，取消组播任务，跳转至S8；
S4：基于已有的单播路由协议将链路信息洪泛到整个区域，对于需要组播流通过的区域，通过配置的方式从区域内任意一台路由器获取该区域内的链路状态信息；组播控制中心获取到路由器链路信息后，形成一个由全网或部分网络区域信息组成的组播链路数据库；
S5：组播控制中心根据组播源、组播接收者的信息和组播链路数据库，规划组播路径。在核心网，以路由表项(S-RA，MRA)进行路由，即路由器根据报文头中的路由源地址和组播路由地址查表转发至核心网中的其他路由器；在接入网，以组播表项(S-TI，MUI)进行转发，即交换机根据报文头中的终端源标识和组播用户标识查表转发至用户子网中的其它交换机；
S6：组播控制中心发起组播路由下发，组播控制中心计算完组播流的组播转发路径后，为组播转发路径的每台组播设备生成组播路由表，并把组播路由表依次下发到相应的组播设备上，组播路由下发需要告知组播路由器转发组播流所需要的全部信息；
S7：组播源获得组播控制中心为组播任务分配的组播用户标识MUI后，以该MUI在用户子网中进行组播数据的转发，使得指定组播接收者能够接收到组播数据；
S8：结束。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤S5中，组播路径规划的流程如下：
S501：初始化组播服务，区域内组播服务器通过TCP连接到区域间组播服务器，用户子网组播服务器通过TCP连接到其所在区域的区域内组播服务器；
S502：组播控制中心将组播任务下发到区域间组播服务器，区域间组播服务器为组播任务分配组播路由地址MRA，根据路由源地址S-RA为组播任务规划核心网区域间组播转发路径，通告区域间路径上的各个区域的区域内组播服务器；
S503：区域内组播服务器建立核心网各个区域内的组播转发路径，通过最短路径优先算法算出以各个下挂组播接收者的组播路由器为根，到核心网中其他所有下挂组播接收者的路由器的最短路径树，并生成组播路由表项下发给区域内的组播路由器，同时把组播接收者信息通告给用户子网组播服务器；
S504：用户子网组播服务器根据组播用户标识MUI和其用户子网内的终端源标识S-TI，构建用户子网内部的组播转发路径，并生成组播转发表项下发给交换机。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤S7中，组播数据转发的具体实施过程为：
S701：基于组播表项(S-TI，MUI)转发，组播源通过用户子网把组播数据送入核心网的入口路由器；
S702：核心网的入口路由器用组播路由地址MRA和组播路由源地址S-RA对用户子网组播报文进行外层封装；
S703：核心网中的中间路由器根据封装的外层报文进行查表转发，基于路由表项(S-RA，MRA)路由，组播报文沿着组播转发路径转发到组播接收者所在区域的接入路由器即核心网的出口路由器；
S704：出口路由器将报文进行解封装后传送至组播接收者所在的用户子网；
S705：组播接收者所在的用户子网，基于组播表项(S-TI，MUI)进行转发，将报文传送到指定组播接收者终端，完成组播任务。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明在步骤S1，S5，S6中基于软件定义的技术方式，采用三级服务器架构模式，可以实现对组播路由的集中规划。
2.本发明在步骤S3中，采用严格的组播审核机制控制组播任务的启动或取消，确保了组播任务可被自主定义和组播数据的安全可控。
3.本发明在步骤S4中通过配置的方式，仅将需要组播流通过的区域的链路信息收集到组播服务器，不仅可以控制组播数据经过的区域，也可减少组播服务器计算组播树的信息量。
附图说明
图1是本发明基于软件定义的集中组播控制方法流程图；
图2是本发明S1中三级服务器组播集中控制架构图；
图3是本发明S5中组播路径规划流程图；
图4是本发明S7中组播转发过程示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种基于软件定义的集中组播控制方法，其执行步骤为：
S1：组播控制中心构建三级服务器组播集中控制架构，结合图2，组播控制中心构建三级服务器组播集中控制架构的流程为：组播控制中心对核心网内各个区域分别配置区域内组播服务器，用于计算各个区域内的组播转发路径；配置核心网各个区域之间的区域间组播服务器，用于接收用户子网组播配置信息和规划核心网区域间组播转发路径；对各用户子网分别配置用户子网组播服务器，用于为用户子网计算组播转发路径；
S2：组播源向组播控制中心申请开通组播服务，并发布组播接收者的终端接收标识D-TI，组播控制中心审核组播服务请求是否合法，如果合法，建立组播服务，分配组播路由地址MRA和组播服务标识MUI，并在一个组播服务中一一对应，分别用于核心网组播路由和用户子网组播数据转发；否则，取消组播任务，跳转至S8；
S3：希望接收特定组播服务数据的用户向组播控制中心申请加入该组播；组播控制中心根据终端接收标识D-TI对此类用户的身份进行审查，如果申请者身份合法，即其属于授权的组播接收者，则通知合法用户终端的接入路由器允许该用户终端加入指定的组播服务；否则，申请者身份不合法，禁止申请者加入组播，取消组播任务，跳转至S8；
S4：基于已有的单播路由协议将链路信息洪泛到整个区域，对于需要组播流通过的区域，通过配置的方式从区域内任意一台路由器获取该区域内的链路状态信息；组播控制中心获取到路由器链路信息后，形成一个由全网或部分网络区域信息组成的组播链路数据库；
S5：组播控制中心根据组播源、组播接收者的信息和组播链路数据库，规划组播路径。在核心网，以(S-RA，MRA)进行路由，在接入网，以(S-TI，MUI)进行转发；结合图3，具体流程如下：
S501：初始化组播服务，区域内组播服务器通过TCP连接到区域间组播服务器，用户子网组播服务器通过TCP连接到其所在区域的区域内组播服务器；
S502：组播控制中心将组播任务下发到区域间组播服务器，区域间组播服务器为组播任务分配组播路由地址MRA，根据路由源地址S-RA为组播任务规划核心网区域间组播转发路径，通告区域间路径上的各个区域的区域内组播服务器；
S503：区域内服务器建立核心网中各个区域内的组播转发路径，通过最短路径优先算法算出以各个下挂组播接收者的组播路由器为根，到核心网中其他所有下挂组播接收者的路由器的最短路径树，并生成组播路由表项下发给组播路由器，同时把组播接收者信息通告给用户子网组播服务器；
S504：用户子网组播服务器根据组播用户标识MUI和其用户子网内的终端源标识S-TI，构建用户子网内部的组播转发路径，并生成组播转发表项下发给交换机；
S6：组播控制中心发起组播路由下发，组播控制中心计算完组播流的组播转发路径后，为组播转发路径的每台组播设备生成组播路由表，并把组播路由表依次下发到相应的组播设备上，组播路由下发需要告知组播路由器转发组播流所需要的全部信息；
S7：组播源获得组播控制中心为组播任务分配的组播用户标识MUI后，以该MUI在用户子网中进行组播数据的转发，使得指定组播接收者能够接收到组播数据；结合图4，具体流程如下：
S701：基于(S-TI，MUI)转发，组播源通过用户子网把组播数据送入核心网的入口路由器；
S702：核心网的入口路由器用组播路由地址MRA和组播路由源地址S-RA对用户子网组播报文进行外层封装；
S703：核心网中的中间路由器根据封装的外层报文进行查表转发，基于(S-RA，MRA)路由，组播报文沿着组播转发路径转发到组播接收者所在区域的接入路由器即核心网的出口路由器；
S704：出口路由器将报文进行解封装后传送至组播接收者所在的用户子网；
S705：组播接收者所在的用户子网，基于(S-TI，MUI)转发，将报文传送到指定组播接收者终端，完成组播任务；
S8：结束。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于软件定义的集中组播控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：组播控制中心构建三级服务器组成的组播集中控制架构，分别配置区域间组播服务器、区域内组播服务器和用户子网组播服务器；其中，区域间组播服务器和区域内组播服务器为核心网组播服务器；区域内组播服务器负责计算核心网各个区域内的组播转发路径；区域间组播服务器负责接收用户组播配置信息和规划核心网区域间组播转发路径；用户子网组播服务器负责为用户子网计算组播转发路径；区域内组播服务器通过TCP连接到区域间组播服务器，用户子网组播服务器通过TCP连接到其所在区域的区域内组播服务器；
S2：组播源向组播控制中心申请开通组播服务，并发布组播接收者的终端接收标识D-TI，组播控制中心审核组播服务请求是否合法，如果合法，建立组播服务，分配组播路由地址MRA和组播用户标识MUI，并在一个组播服务中一一对应，分别用于核心网组播路由和用户子网组播路由；否则，取消组播任务，跳转至S8；
S3：希望接收特定组播服务数据的用户向组播控制中心申请加入该组播；组播控制中心根据终端接收标识D-TI对此类用户的身份进行审查，如果申请者身份合法，即其属于授权的组播接收者，则通知合法用户终端的接入路由器允许该用户终端加入指定的组播服务；否则，申请者身份不合法，禁止申请者加入组播，取消组播任务，跳转至S8；
S4：基于已有的单播路由协议将链路信息洪泛到整个区域，对于需要组播流通过的区域，通过配置的方式从区域内任意一台路由器获取该区域内的链路状态信息；组播控制中心获取到路由器链路信息后，形成一个由全网或部分网络区域信息组成的组播链路数据库；
S5：组播控制中心根据组播源、组播接收者的信息和组播链路数据库，规划组播路径；在核心网，以路由表项(S-RA，MRA)进行路由，即路由器根据报文头中的路由源地址S-RA和组播路由地址MRA查表转发至核心网中的其他的路由器；在接入网，以组播表项(S-TI，MUI)进行转发，即交换机根据报文头中的终端源标识S-TI和组播用户标识MUI查表转发至用户子网中的其它交换机；所述组播路径规划的具体流程如下：
S501：初始化组播服务，区域内组播服务器通过TCP连接到区域间组播服务器，用户子网组播服务器通过TCP连接到其所在区域的区域内组播服务器；
S502：组播控制中心将组播任务下发到区域间组播服务器，区域间组播服务器为组播任务分配组播路由地址MRA，根据路由源地址S-RA为组播任务规划核心网区域间组播转发路径，通告区域间路径上的各个区域的区域内组播服务器；
S503：区域内组播服务器建立核心网各个区域内的组播转发路径，通过最短路径优先算法算出以各个下挂组播接收者的组播路由器为根，到核心网中其他所有下挂组播接收者的路由器的最短路径树，并生成组播路由表项下发给区域内的组播路由器，同时把组播接收者信息通告给用户子网组播服务器；
S504：用户子网组播服务器根据组播用户标识MUI和其用户子网内的终端源标识S-TI，构建用户子网内部的组播转发路径，并生成组播转发表项下发给交换机；
S6：组播控制中心发起组播路由下发，组播控制中心计算完组播流的组播转发路径后，为组播转发路径的每台组播设备生成组播路由表，并把组播路由表依次下发到相应的组播设备上，组播路由下发需要告知组播路由器转发组播流所需要的全部信息；
S7：组播源获得组播控制中心为组播任务分配的组播用户标识MUI后，以该MUI在用户子网中进行组播数据的转发，使得指定组播接收者能够接收到组播数据；所述组播数据转发的具体实施过程如下：
S701：基于组播表项(S-TI，MUI)转发，组播源通过用户子网把组播数据送入核心网的入口路由器；
S702：核心网的入口路由器用组播路由地址MRA和组播路由源地址S-RA对用户子网组播报文进行外层封装；
S703：核心网中的中间路由器根据封装的外层报文进行查表转发，基于路由表项(S-RA，MRA)路由，组播报文沿着组播转发路径转发到组播接收者所在区域的接入路由器即核心网的出口路由器；
S704：出口路由器将报文进行解封装后传送至组播接收者所在的用户子网；
S705：组播接收者所在的用户子网，基于组播表项(S-TI，MUI)转发，将报文传送到指定组播接收者终端，完成组播任务；
S8：结束。
CN201810674357.6A 2018-06-27 2018-06-27 一种基于软件定义的集中组播控制方法 Active CN108923946B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810674357.6A CN108923946B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种基于软件定义的集中组播控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810674357.6A CN108923946B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种基于软件定义的集中组播控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108923946A CN108923946A (zh) 2018-11-30
CN108923946B true CN108923946B (zh) 2020-05-15

Family

ID=64422754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810674357.6A Active CN108923946B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种基于软件定义的集中组播控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108923946B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109981306B (zh) * 2019-03-26 2021-09-21 新华三技术有限公司 组播数据处理方法、装置、设备及机器可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1874224A (zh) * 2006-06-23 2006-12-06 东南大学 基于会话初始化协议的安全组播方法
CN104518973A (zh) * 2014-12-17 2015-04-15 华中科技大学 一种基于sdn环境的数据的可靠组播传输方法
CN106209622A (zh) * 2016-06-23 2016-12-07 广州海格通信集团股份有限公司 一种基于sdn的组播方法
CN106357542A (zh) * 2016-10-12 2017-01-25 华为技术有限公司 提供组播业务的方法和软件定义网络控制器
WO2017031326A1 (en) * 2015-08-20 2017-02-23 Idac Holdings, Inc. Scalable software-defined networking (sdn) bloom filter-based forwarding

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1874224A (zh) * 2006-06-23 2006-12-06 东南大学 基于会话初始化协议的安全组播方法
CN104518973A (zh) * 2014-12-17 2015-04-15 华中科技大学 一种基于sdn环境的数据的可靠组播传输方法
WO2017031326A1 (en) * 2015-08-20 2017-02-23 Idac Holdings, Inc. Scalable software-defined networking (sdn) bloom filter-based forwarding
CN106209622A (zh) * 2016-06-23 2016-12-07 广州海格通信集团股份有限公司 一种基于sdn的组播方法
CN106357542A (zh) * 2016-10-12 2017-01-25 华为技术有限公司 提供组播业务的方法和软件定义网络控制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN108923946A (zh) 2018-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7290732B2 (ja) データ転送方法及び関連する装置
CN101960785B (zh) 在链路状态协议受控以太网网络上实现vpn
CN102884763B (zh) 跨数据中心的虚拟机迁移方法、服务控制网关及系统
CN101401083B (zh) 在ospf配置的网络中散布bgp属性信息来防止路由环的技术
EP3236619B1 (en) System and method for topology transparent zoning in network communications
US6823395B1 (en) Arrangement and method relating to routing in a network
CN107517157B (zh) 一种路径确定方法、装置和系统
CN107070798A (zh) 网络区域划分方法、网络设备和系统
JP5191494B2 (ja) リンク状態アドバタイズメント（ｌｓａ）に基づきスパニングツリーを計算する方法、ブリッジ及びコンピュータ・ネットワーク
JP6206508B2 (ja) パケット転送装置、制御装置、通信システム、通信方法及びプログラム
CN105871718A (zh) 一种sdn域间路由实现方法
CN104243270A (zh) 一种建立隧道的方法和装置
CN103765808A (zh) 公用事业通信方法和系统
US10554500B2 (en) Modeling access networks as trees in software-defined network controllers
CN107770073A (zh) 一种信息同步的方法，装置及系统
CN105531966B (zh) 一种网络中实现报文路由的方法、设备和系统
WO2017157206A1 (zh) 云数据中心互联方法及装置
CN112291147A (zh) 一种5g业务动态智能sr隧道应用方法
CN108650177A (zh) 对sptn设备进行跨域业务配置的方法及系统
US5943317A (en) Sub-network route optimization over a shared access transport facility
Waqas et al. Convergence time analysis of OSPF routing protocol using social network metrics
CN108923946B (zh) 一种基于软件定义的集中组播控制方法
CN105391633A (zh) 转发器、控制器及控制器的路由发布方法
EP3429139B1 (en) Ingress gateway selection for a shortest path bridging network to support inter domain multicast routing
CN100488195C (zh) 一种多协议网络互联互通方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant