CN110636145A - 通信方法、设备和装置以及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及通信方法、设备和装置以及计算机可读存储介质。例如，在远端物理层设备(RPD)处从电缆调制解调器(CM)接收多播协议报文。该多播协议报文被转换成通用控制平面(GCP)报文。RPD与融合电缆接入平台(CCAP)核心设备基于传输控制协议(TCP)连接建立用于发送GCP报文的GCP通道。GCP报文通过所建立的GCP通道被发送给CCAP核心设备。

Description

通信方法、设备和装置以及计算机可读存储介质

技术领域

本公开的实施例总体上涉及通信技术，更具体地，涉及通信方法、设备和装置以及计算机可读存储介质。

背景技术

远端物理层(R-PHY)技术是电缆数据服务接口规范(Docsis)技术和视频服务递送的下一步演进。该技术将物理层(PHY)电路从设备中移出并且放置在网络边缘。利用R-PHY技术，可以对当前的融合电缆接入平台(CCAP)架构进行修改。例如，将PHY组件从CCAP中移出并且重置在独立的远端PHY设备(RPD)中。CCAP核心设备和RPD之间可以使用层3伪线来建立链接，从而使得电缆调制解调器终端系统(CMTS)能够支持基于互联网协议(IP)的数字混合光纤同轴电缆网(HFC)设备。在相关的标准化工作中，远端PHY规范已经成为模块化前端架构(MHAv2)下一版本的重要组成部分。

在媒体访问控制层(MAC)与PHY集成在同一节点的架构中，可以在同一节点中，解析互联网组管理协议(IGMP)/多播侦听方发现(MLD)加入和离开报文，并且配置用于多播传输的转发规则。在上述过程中，加入和离开报文无需经过以太网中的交换机或路由器转发。而电缆调制解调器(CM)和节点之间的路径只是简单的同轴电缆。即使突发业务发生，所有协议报文也能得到及时处理。因此，加入和离开报文被丢弃或延迟处理的概率很低。

在基于R-PHY技术的架构中，IGMP/MLD加入和离开报文需要在CCAP核心设备中被处理。例如，这些协议报文在RPD中通过层2隧道协议版本3(L2TPv3)被封装后，需要被发送到CCAP核心设备。在这种情况下，封装的报文需要通过RPD和CCAP核心设备之间的以太网交换机和路由器等报文引擎。然而，L2TPv3只能基于尽力而为的IP或者用户数据报协议(UDP)。如果发生网络业务拥塞或某些报文由于意外而丢失的情况，则上述协议报文将很容易被丢弃或延迟处理。

发明内容

总体上，本公开的实施例提出了通信方法、设备和装置以及计算机可读存储介质。

在第一方面，本公开的实施例提供了一种通信方法。在该方法中，在远端物理层设备(RPD)处从电缆调制解调器(CM)接收多播协议报文。该多播协议报文被转换成通用控制平面(GCP)报文。RPD与融合电缆接入平台(CCAP)核心设备基于传输控制协议(TCP)连接建立用于发送GCP报文的GCP通道。GCP报文通过所建立的GCP通道被发送给CCAP核心设备。

在第二方面，本公开的实施例提供了一种通信设备。通信设备包括报文过滤模块、协议转换模块和连接管理模块。报文过滤模块被配置为从CM接收多播协议报文。协议转换模块被配置为将所接收的多播协议报文转换成GCP报文。连接管理模块被配置为与CCAP核心设备基于TCP连接建立用于发送GCP报文的GCP通道，并且通过该GCP通道向CCAP核心设备发送GCP报文。

在第三方面，本公开的实施例提供了一种通信装置。通信设备包括至少一个处理器以及存储计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使装置执行根据第一方面所述的方法。

在第四方面，本公开的实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。计算机程序包括指令，该指令在被处理器执行时，使处理器执行根据第一方面所述的方法。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其他特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了基于Docsis技术的示例系统；

图2示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例通信环境；

图3示出了根据本公开的某些实施例的RPD和CCAP核心设备的示例布置；

图4示出了对来自CM的Docsis帧的示例报文解析内容；

图5示出了包含GCP报文的以太网帧的示例格式；

图6示出了根据本公开的某些其他实施例的RPD和CCAP核心设备的示例布置；

图7示出了根据本公开的某些实施例的示例方法的流程图；以及

图8示出了适合实现本公开的某些实施例的装置的框图。

具体实施方式

下面将参考附图描述一些示例实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

在此使用的术语“电路”是指以下的一项或多项：

(a)仅硬件电路实现方式(诸如仅模拟和/或数字电路的实现方式)；以及

(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如果适用)：(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及(ii)硬件处理器的任意部分与软件(包括一起工作以使得诸如OLT或其他计算设备等装置执行各种功能的数字信号处理器、软件和存储器)；以及

(c)硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或者微处理器的一部分，其要求软件(例如固件)用于操作，但是在不需要软件用于操作时可以没有软件。

电路的定义适用于此术语在本申请中(包括任意权利要求中)的所有使用场景。作为另一示例，在此使用的术语“电路”也覆盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)、或者硬件电路或处理器的一部分、或者其随附软件或固件的实现方式。例如，如果适用于特定权利要求元素，术语“电路”还覆盖基带集成电路或处理器集成电路或者OLT或其他计算设备中的类似的集成电路。

在此使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

图1示出了基于Docsis技术的示例系统100。在系统100中，Docsis CM 105将来自本地网络(未示出)中的设备(例如电视机等)的Docsis帧通过电缆110(例如，同轴电缆)发送给RPD 115。RPD 115将该Docsis帧转换成以太网帧。例如，RPD 115可以将Docsis帧头替换成以太网帧头。继而，RPD 115通过网络120将以太网帧发送给CCAP核心设备125。CCAP核心设备125可以将接收到的以太网帧头去掉，继而将有效载荷例如通过互联网130发送给服务器(未示出)。

RPD 115和CCAP核心设备125之间的网络120通常由骨干网和若干局域网组成，并且包括大量交换机和路由器。因此，在网络120中常常会发生网络拥塞的情况。这种网络拥塞很可能会导致报文传输的延迟甚至报文丢失。

本公开的实施例提出了在RPD和CCAP核心设备之间基于传输控制协议(TCP)的稳定连接建立通用控制平面(GCP)通道。在这种情况下，RPD将来自CM的多播协议报文转换成GCP报文，并且通过GCP通道将GCP报文发送给CCAP核心设备。利用可靠性高的TCP连接，可以增加RPD与CCAP核心设备之间报文传输的稳定性，降低报文丢失的概率，从而提高了用户体验。

图2示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例通信环境200。如图所示，环境200中包括CM 205、RPD 210和CCAP核心设备215。应当理解，仅仅出于说明之目而无意于提出任何限制地，在图2中示出了环境200中包括一个CM 205、RPD 210和CCAP核心设备215。在实现中，环境200可以包括任意适当数目的CM、RPD和CCAP核心设备。

CM 205和RPD 210之间通过电缆215(例如，同轴电缆)相连。CM 205和RPD 210可以采用目前已知或将来开发的任意适当基于电缆的有线通信技术来通信。

RPD 210和CCAP核心设备215通过网络220经由光纤225相连。网络220例如可以包括骨干网和局域网，并且可以包括多个路由器和交换机等等。RPD 210和CCAP核心设备215之间的通信可以采用目前已知或将来开发的任意适当光通信技术。

在本公开的各实施例中，RPD 210在从CM 205接收到多播协议报文后，将该多播协议报文转换成GCP报文。而且，RPD 210与CCAP核心设备215之间基于TCP连接建立GCP通道的GCP通道。通过该通道，RPD 210将GCP消息发送给CCAP核心设备215。

图3示出了根据本公开的某些实施例的RPD 210和CCAP核心设备215的示例布置300。在布置300中，RPD 210包括报文过滤模块305，用于接收来自CM 205的多播协议报文。如图3所示，在此示例中，报文过滤模块305可以过滤来自CM 205的包含多播协议报文的Docsis帧。多播协议报文可以包括IGMP(例如，IPv4)或MLD(例如，IPv6)协议报文，例如IGMP/MLD加入或离开报文。

报文过滤模块305可以采用任意适当方式实现多播协议报文的过滤。在某些实施例中，可以基于目的地媒体访问控制(MAC)地址来过滤多播协议报文。例如，报文过滤模块305可以对接收到的Docsis帧进行静态报文检查，以确定以太网层2的目的地MAC地址是否为多播MAC地址。例如，对于IPv4，可以检查目的地MAC地址是否在范围01-00-5E-00-00-00和01-00-5E-7F-FF-FF中。如果是，则可以确定该报文是IGMP协议报文。对于IPv6，可以检查目的地MAC地址是否为33-33-*-*-*-*。如果是，则可以确定该报文是MLD协议报文。

下面将参考图4讨论报文过滤模块305的示例过滤过程，其中图4示出了对来自CM205的Docsis帧进行静态报文检查后得到的示例报文解析内容400。如内容400中示出的，此报文的以太网层2的目的地MAC地址为01-00-5E-00-00-16，处于01-00-5E-00-00-00和01-00-5E-7F-FF-FF的范围之内。在这种情况下，可以确定来自CM 205的Docsis帧中包含IGMP协议报文。继而，报文过滤模块305可以对该报文进行过滤处理。

继续参考图3，RDP 210还包括协议转换模块310，用于将多播协议报文过滤模块305过滤出的多播协议报文转换成GCP报文。以加入报文为例，协议转换模块310可以提取包括源地址和组地址对的所有多播会话，然后将所有相关数据转换为GCP报文。在某些实施中，GCP报文可以被包含在以太网帧中。

图5示出了包含GCP报文的以太网帧500的示例格式。在太网帧500中，GCP有效载荷505例如包括指示加入或离开报文的标志位510，以及从多播协议报文中提取的源地址和组地址对515，例如，(s1，g1)、(s2，g2)……，其中s1和s2表示源地址，g1和g2分别表示与s1和s2相对应的组地址。有效载荷505还可以包含L2TPv3会话标识520和L2TPv3隧道标识525等信息。

在GCP有效载荷505的外部，逐层添加了GCP报头530、TCP报头535、IP报头540(IPv4或IPv6)以及以太网帧头545。在此示例中，还在GCP有效载荷505之后添加了以太网循环冗余校验(CRC)位。

接下来，继续参考图3，RPD 210还包括连接管理模块315。连接管理模块315基于与CCAP核心设备215之间的TCP连接，与CCAP核心设备215建立用于GCP通道320，并且通过GCP通道320向CCAP核心设备215发送GCP报文。

在某些实施例中，连接管理模块315可以针对通过协议转换生成的上述GCP报文与CCAP核心设备215建立专门的TCP连接。下面将参考图6讨论建立专用于多播会话传输的TCP连接的示例过程。

图6示出了根据本公开的某些其他实施例的RPD 210和CCAP核心设备215的示例布置600。如图6所示，在CCAP核心设备215侧，可以复用TCP服务器侦听端口8190 605。在RPD210侧，可以为用于传输通过协议转换生成的GCP报文的TCP连接分配单独的端口610，通过套接字B来标识，从而建立单独的TCP连接615。端口610可以是为每个GCP报文随机分配的。在某些实施例中，也可以复用用于控制报文传输的TCP连接端口620，通过套接字A来标识，从而复用用于控制报文传输的TCP连接625。

为了减小多播会话的延迟，在某些实施例中，连接管理模块315可以为所建立的GCP通道设置优先级的指示。例如，可以通过将IP报头中的服务类型(TOS)字节或者该字节中的差分服务代码点(DSCP)字段设置为较高值(例如，高于预定阈值的值)，来指示相应的GCP通道具有较高优先级。

再次参考图3，CCAP核心设备215在通过基于TCP连接的GCP通道从RPD 210接收到GCP报文后，可以配置多播转发规则，以便例如将相应的多播会话通过互联网转发到作为报文传输的目的地的服务器中。

应当理解，图3中示出的RPD 210的结构仅仅是示例而非限制。RPD 210可以包括图3中未示出的任意其他适当部件。还应当理解，中RPD 210所包括的模块或部件可以利用各种方式来实现，包括软件、硬件、固件或其任意组合。在一个实施例中，一个或多个模块可以使用软件和/或固件来实现，例如存储在存储介质上的机器可执行指令。除了机器可执行指令之外或者作为替代，部分或者全部模块可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件来实现。作为示例而非限制，可以使用的示范类型的硬件逻辑组件包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)，等等。

图7示出了根据本公开的某些实施例的方法700的流程图。方法700能够在图2所示的RPD 210。为讨论方便，下面将结合图2到图6描述方法700。

如图7所示，在框705，RPD 210从CM 205接收多播协议报文。在框710，RPD 210将所接收的多播协议报文转换成GCP报文。在框715，RPD 210与CCAP核心设备215基于TCP连接建立用于发送GCP报文的GCP通道。在框720，RPD 210通过所建立的GCP通道向CCAP核心设备215发送GCP报文。

在某些实施例中，多播协议报文可以包括IGMP报文和MLD报文中的至少一个。

在某些实施例中，RPD 210可以从CM 205接收包含多播协议报文的Docsis帧。在某些实施例中，RPD 210可以通过所建立的GCP通道向CCAP核心设备215发送包含GCP报文的以太网帧。

在某些实施例中，RPD 210可以针对GCP报文的传输，与CCAP核心设备215建立TCP连接，并且基于TCP连接建立GCP通道。在某些实施例中，RPD 210可以针对TCP连接分配TCP标识。在某些实施例中，RPD 210可以针对GCP通道设置优先级的指示。

应理解，上文结合图2到图6描述的在RPD 210处所执行的操作和相关的特征同样适用于方法700，并且具有同样的效果，具体细节不再赘述。

在某些实施例中，能够执行方法700的装置(例如，RPD 210)可以包括用于执行方法700各个步骤的相应部件。这些部件可以任意适当方式实现。例如，可以通过电路或者软件模块来实现。

在某些实施例中，装置包括用于从电缆调制解调器(CM)接收多播协议报文的部件；用于将所接收的多播协议报文转换成通用控制平面(GCP)报文的部件；用于与融合电缆接入平台(CCAP)核心设备基于传输控制协议(TCP)连接建立用于发送GCP报文的GCP通道的部件；以及用于通过所建立的GCP通道向CCAP核心设备发送GCP报文的部件。

在某些实施例中，多播协议报文包括互联网组管理协议(IGMP)报文和多播侦听方发现(MLD)报文中的至少一个。

在某些实施例中，用于接收多播协议报文的部件包括：用于从电缆调制解调器接收包含多播协议报文的电缆数据服务接口规范(Docsis)帧的部件。

在某些实施例中，用于发送GCP报文的部件包括：用于通过所建立的GCP通道向CCAP核心设备发送包含GCP报文的以太网帧的部件。

在某些实施例中，用于建立GCP通道的部件包括：用于针对GCP报文的传输与CCAP核心设备建立TCP连接的部件；以及用于基于TCP连接建立GCP通道的部件。

在某些实施例中，用于建立TCP连接包括：用于针对TCP连接分配TCP标识的部件。

在某些实施例中，装置还包括：用于针对GCP通道设置优先级的指示的部件。

图8示出了适合实现本公开的实施例的装置800的方框图。装置800可以实施在图1所示的RDP 210处或者RDP 210的一部分。

如图8所示，装置800包括处理器810。处理器810控制装置800的操作和功能。例如，在某些实施例中，处理器810可以借助于与其耦合的存储器820中所存储的指令830来执行各种操作。存储器820可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。尽管图8中仅仅示出了一个存储器单元，但是在装置800中可以有多个物理不同的存储器单元。

处理器810可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个。装置800也可以包括多个处理器810。装置800可以借助于光纤或电缆等来实现信息的接收和发送。

处理器810通过执行指令而使得装置800执行上文参考图2至图7描述的RDP 210的相关操作和特征。上文参考图1至图7所描述的所有特征均适用于装置800，在此不再赘述。

应当理解，根据本公开的实施例，CCAP核心设备215作为接收端可以执行与作为发送端的RDP 210相对应的处理和操作，并且具有同样的功能和效果，具体细节不再赘述。

一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。

作为示例，本公开的实施例可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在目标的真实或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远端存储介质二者中。

用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远端计算机上或完全在远端计算机或服务器上执行。

在本公开的上下文中，计算机程序代码或者相关数据可以由任意适当载体承载，以使得设备、装置或者处理器能够执行上文描述的各种处理和操作。载体的示例包括信号、计算机可读介质、等等。

信号的示例可以包括电、光、无线电、声音或其它形式的传播信号，诸如载波、红外信号等。

计算机可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。计算机可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。

另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。

尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。

Claims (16)

1.一种通信方法，包括：

在远端物理层设备处从电缆调制解调器接收多播协议报文；

将所接收的多播协议报文转换成通用控制平面GCP报文；

与融合电缆接入平台CCAP核心设备基于传输控制协议TCP连接建立用于发送所述GCP报文的GCP通道；以及

通过所建立的GCP通道向所述CCAP核心设备发送所述GCP报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多播协议报文包括互联网组管理协议IGMP报文和多播侦听方发现MLD报文中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述多播协议报文包括：

由所述远端物理层设备从所述电缆调制解调器接收包含所述多播协议报文的电缆数据服务接口规范Docsis帧。

4.根据权利要求1所述的方法，其中发送所述GCP报文包括：

通过所建立的GCP通道向所述CCAP核心设备发送包含所述GCP报文的以太网帧。

5.根据权利要求1所述的方法，其中建立所述GCP通道包括：

针对所述GCP报文的传输，与所述CCAP核心设备建立所述TCP连接；以及

基于所述TCP连接建立所述GCP通道。

6.根据权利要求5所述的方法，其中建立所述TCP连接包括：

针对所述TCP连接分配TCP标识。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

针对所述GCP通道设置优先级的指示。

8.一种通信设备，包括：

报文过滤模块，被配置为从电缆调制解调器接收多播协议报文；

协议转换模块，被配置为将所接收的多播协议报文转换成通用控制平面GCP报文；以及

连接管理模块，被配置为与融合电缆接入平台CCAP核心设备基于传输控制协议TCP连接建立用于发送所述GCP报文的GCP通道，并且通过所建立的GCP通道向所述CCAP核心设备发送所述GCP报文。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述多播协议报文包括互联网组管理协议IGMP报文和多播侦听方发现MLD报文中的至少一个。

10.根据权利要求8所述的设备，其中所述报文过滤模块被配置为从所述电缆调制解调器接收包含所述多播协议报文的电缆数据服务接口规范Docsis帧。

11.根据权利要求8所述的设备，其中所述连接管理模块被配置为通过所建立的GCP通道向所述CCAP核心设备发送包含所述GCP报文的以太网帧。

12.根据权利要求8所述的设备，其中所述连接管理模块被配置为针对所述GCP报文的传输，与所述CCAP核心设备建立所述TCP连接，并且基于所述TCP连接建立所述GCP通道。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述连接管理模块还被配置为针对所述TCP连接分配TCP标识。

14.根据权利要求8所述的设备，其中所述连接管理模块还被配置为针对所述GCP通道设置优先级的指示。

15.一种通信装置，包括：

至少一个处理器，以及

存储计算机程序代码的至少一个存储器，

所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置执行根据权利要求1-7中的任一项所述的方法。

16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包括指令，所述指令在被处理器执行时，使所述处理器执行根据权利要求1到7中的任一项所述的方法。

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