CN110677822A - 一种利用单播协议实现组播功能的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用单播协议实现组播功能的方法及系统，方法包括：在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器；源主机对应服务器接收组播报文；源主机对应服务器复制组播报文，将组播报文转换成单播报文并发送给基站；基站收到单播报文，再以单播流形式发送给CPEn；CPEn收到单播报文，再转发给目标主机对应服务器；目标主机对应服务器收到单播报文；目标主机对应服务器将私有组播地址信息剔除，将单播报文的目的IP替换成配置了组播地址的主机的源IP，再将单播报文转换成组播报文并发送给该主机。这样，目标主机就收到了源主机发送来的组播报文，实现了组播报文的发送，实现了信息的传递。

Description

一种利用单播协议实现组播功能的方法及系统

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种利用单播协议实现组播功能的方法及系统。

背景技术

通常，在传统的网络通讯中，有两种方式，一种是源主机和目标主机两台主机之间进行的“一对一”的通讯方式，即单播，第二种是一台源主机与网络中所有其他主机之间进行的通讯，即广播。那么，如果需要将信息从源主机发送到网络中的多个目标主机，要么采用广播方式，这样网络中所有主机都会收到信息，要么，采用单播方式，由源主机分别向各个不同目标主机发送信息。可以看出来，在广播方式下，信息会发送到不需要该信息的主机从而浪费带宽资源，甚至引起广播风暴：而单播方式下，会因为数据包的多次重复而浪费带宽资源，同时，源主机的负荷会因为多次的数据复制而加大，所以，单播与广播对于多点发送问题有缺陷。

在此情况下，组播技术就应用而生了。

组播又称多目标广播、多播。网络中使用的一种传输方式，它允许把所发消息传送给所有可能目的地中的一个经过选择的子集，即向明确指出的多种地址输送信息，是一种在一个发送者和多个接收者之间进行通信的方法，组播解决了单播和广播方式效率低的问题。

目前，无线通讯技术应用几乎无处不在，各种基站、CPE随处可见。不仅是公网大量使用，企业、军队、电力、石油、煤炭等等单位也利用无线通信技术构建自己的应用平台。基站与CPE的通讯是点对点的链路协议，然后在其上承载IP协议。虽然也实现了IP功能，但是有些基站是不支持广播或者组播协议的，也就是不能利用目的地址是组播地址的IP报文，与多个主机进行通讯。此时，该如何实现组播报文的发送，实现信息的传递是我们要面对的问题。

因而，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种利用单播协议实现组播功能的方法及系统，旨在解决当基站不支持广播或者组播协议时，如何实现组播报文的发送，实现信息的传递的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种利用单播协议实现组播功能的方法，其中，所述方法包括如下步骤：

在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器；

源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件；

所述源主机对应服务器复制所述组播报文，将所述源主机发送所述组播报文的目的IP替换成配置了所述组播报文的组播地址的主机所连接的CPEn的源IP，并增加私有信息用于保存组播地址，再将所述组播报文转换成单播报文并发送给基站；

所述基站收到所述单播报文，再以单播流形式发送给所述CPEn；

所述CPEn收到所述单播报文，再转发给目标主机对应服务器；

所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息；

所述目标主机对应服务器将所述私有组播地址信息剔除，将所述单播报文的目的IP替换成配置了所述组播地址的主机的源IP，再将所述单播报文转换成组播报文并发送给该主机。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其中，所述步骤在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器中：

所述服务器用于组播报文与单播报文的相互转换。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其中，所述步骤源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件之前包括步骤：

所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其中，所述步骤所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器中：

所述源主机发送组播报文的目的IP是组播地址。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其中，所述步骤源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件中：

所述组播报文配置文件包括组播地址信息。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其中，所述步骤源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件之后包括步骤：

确定哪些所述CPE下面连接的主机配置了所述组播报文的组播地址。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其中，所述步骤所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息之后包括步骤：

确定所述CPEn下面连接的主机哪些配置了该组播地址。

一种利用单播协议实现组播功能的系统，其中，包括：

架设模块，用于在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器；

接收查找模块，用于源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件；

复制替换模块，用于所述源主机对应服务器复制所述组播报文，将所述源主机发送所述组播报文的目的IP替换成配置了所述组播报文的组播地址的主机所连接的CPEn的源IP，并增加私有信息用于保存组播地址，再将所述组播报文转换成单播报文并发送给基站；

接收发送模块，用于所述基站收到所述单播报文，再以单播流形式发送给所述CPEn；

转发模块，用于所述CPEn收到所述单播报文，再转发给目标主机对应服务器；

接收查看模块，用于所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息；

剔除替换模块，用于所述目标主机对应服务器将所述私有组播地址信息剔除，将所述单播报文的目的IP替换成配置了所述组播地址的主机的源IP，再将所述单播报文转换成组播报文并发送给该主机。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的系统，其中，还包括：

发送模块，用于所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器；

确定CPE模块，用于确定哪些所述CPE下面连接的主机配置了所述组播报文的组播地址；

确定目标主机模块，用于确定所述CPEn下面连接的主机哪些配置了该组播地址。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的系统，其中，所述架设模块，用于在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器中：

所述服务器用于组播报文与单播报文的相互转换；

所述发送模块，用于所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器中：

所述源主机发送组播报文的目的IP是组播地址；

所述接收查看模块，用于所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息中：

所述组播报文配置文件包括组播地址信息。

相较于现有技术，本发明提供了一种利用单播协议实现组播功能的方法及系统，首先在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器，其中，服务器用于组播报文与单播报文的相互转换，接着源主机发送组播报文给源主机对应服务器，源主机发送组播报文的目的IP是组播地址，这时源主机对应服务器接收到组播报文，并查找组播报文配置文件，确定哪些所述CPE下面连接的的主机配置了组播报文的组播地址，然后源主机对应服务器复制组播报文，将源主机发送组播报文的目的IP替换成配置了组播地址的主机所连接的CPEn的源IP，并增加私有信息用于保存组播地址，再将组播报文转换成单播报文发送给基站，基站收到单播报文后，再以单播流形式发送给CPEn，CPEn收到单播报文后，再转发给目标主机对应服务器，目标主机对应服务器收到单播报文，并查看单播报文带有的私有组播地址信息，确定CPEn下面连接的主机哪些配置了该组播地址，即确定了目标主机，最后，目标主机对应服务器将私有组播地址信息剔除，将单播报文的目的IP替换成配置了组播地址的主机的源IP，再将单播报文转换成组播报文并发送给该主机，即发送给了目标主机。这样，目标主机就收到了源主机发送来的组播报文，实现了组播报文的发送，实现了信息的传递。

附图说明

图1为本发明实施例中一种利用单播协议实现组播功能的方法的流程图。

图2为本发明实施例中PC1将组播报文发送给PC2和PC3的流程示意图。

图3为本发明实施例中一种利用单播协议实现组播功能的系统的功能模块框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其中，所述方法包括如下步骤：

S100、在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器；

CPE,英文全称为Customer Premise Equipment,直译：客户前置设备,实际是一种接收移动信号并以无线WIFI信号转发出来的的移动信号接入设备，它也是一种将高速4G或者5G信号转换成WiFi信号的设备，可支持同时上网的移动终端数量也较多。

具体地，所述服务器用于组播报文与单播报文的相互转换。

具体地，所述源主机为无线通讯网络中信息的发送方，包括PC、移动终端等；所述目标主机为无线通讯网络中信息的接收方，包括PC、移动终端、摄像头及传感器(sensor)等。

S200、源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件；

具体地，所述组播报文配置文件包括组播地址信息；

进一步地，还包括目标主机的地址信息。

本发明实施例中，所述步骤S200之前包括步骤：

所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器。

具体地，所述源主机发送组播报文的目的IP是组播地址。

进一步地，组播报文的目的地址使用D类IP地址，范围是从224.0.0.0到239.255.255.255。组播报文的目的地址使用D类IP地址，D类地址不能出现在IP报文的源IP地址字段。单播数据传输过程中，一个数据包传输的路径是从源地址路由到目的地址，利用“逐跳”(hop-by-hop)的原理在IP网络中传输。然而在IP组播环中，数据包的目的地址不是一个，而是一组，形成组地址。所有的信息接收者都加入到一个组内，并且一旦加入之后，流向组地址的数据立即开始向接收者传输，组中的所有成员都能接收到数据包。组播组中的成员是动态的，主机可以在任何时刻加入和离开组播组；

进一步地，当基站不支持组播报文和广播报文的发送时，从源主机发过来的目的地址为224.0.0.0到239.255.255.255的报文，都是会被基站丢弃，并不会通过无线网络发送到CPE。

本发明实施例中，所述步骤S200之后包括步骤：

确定哪些所述CPE下面连接的主机配置了所述组播报文的组播地址。

具体地，即确定哪些所述CPE下面连接了目标主机。

S300、所述源主机对应服务器复制所述组播报文，将所述源主机发送所述组播报文的目的IP替换成配置了所述组播报文的组播地址的主机所连接的CPEn的源IP，并增加私有信息用于保存组播地址，再将所述组播报文转换成单播报文并发送给基站；

具体地，即将所述源主机发送所述组播报文的目的IP替换成目标主机所连接的CPEn的源IP，其中，所述CPEn中n表示CPE的序列号。

S400、所述基站收到所述单播报文，再以单播流形式发送给所述CPEn；

具体地，所述单播流形式即以单播协议形式发送。

S500、所述CPEn收到所述单播报文，再转发给目标主机对应服务器；

S600、所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息；

本发明实施例中，所述步骤S600之后包括步骤：

确定所述CPEn下面连接的主机哪些配置了该组播地址。

具体地，配置了该组播地址的主机即为目标主机，这样就确定了目标主机。

S700、所述目标主机对应服务器将所述私有组播地址信息剔除，将所述单播报文的目的IP替换成配置了所述组播地址的主机的源IP，再将所述单播报文转换成组播报文并发送给该主机。

具体地，即所述目标主机对应服务器将所述单播报文的目的IP替换成了目标主机的源IP，再将所述单播报文转换成组播报文并发送给该目标主机，这样，目标主机就收到了源主机发送来的组播报文，实现了组播报文的发送，实现了信息的传递。

请参阅图2，其为本发明实施例中PC1将组播报文发送给PC2和PC3的流程示意图。为了更好的理解本发明的上述步骤S100-S700，现用一具体实施例加以说明。

设定源主机为PC1，先在PC1与基站之间架设服务器1，在CPE1与目标主机PC2之间架设服务器2，服务器2下面还连接有摄像头和传感器(sensor)，在CPE2与目标主机PC3之间架设服务器3，此基站不支持广播或者组播协议；

PC1发送组播报文给服务器1，目的IP是组播地址224.0.100.1；

服务器1接收PC1发送的组播报文，并查找组播报文配置文件；

确定哪些CPE下面连接的的主机配置了该组播地址224.0.100.1，经过查找确定CPE1/CPE2下面有主机在该组播组内；

服务器1将组播报文复制成2份，然后：

将目的IP 224.0.100.1替换成CPE1的源IP，并增加私有字段用于保存该组播地址，再将该组播报文转换成单播报文并发送给基站。同理，将目的IP 224.0.100.1替换成CPE2的源IP，并增加私有字段用于保存该组播地址，再将该组播报文转换成单播报文并发送给基站；

基站收到服务器1的2份单播报文，逐一以单播流形式发送到不同的CPE1和CPE2；

CPE1从基站收到单播报文，转发给服务器2。CPE2从基站收到单播报文，转发给服务器3；

服务器2收到CPE1的单播报文，同时查看该单播报文带有的私有组播地址信息224.0.100.1，确定CPE1下面连接的主机哪些配置了该组播地址224.0.100.1，经过查找确定PC2配置了该组播地址，于是服务器2将私有组播地址信息剔除，将目的IP替换成PC2的源IP，再将该单播报文转换成组播报文并发送给PC2，因为CPE1下面连接的摄像头和传感器(sensor)没有配置该组播地址，因此不会收到该组播报文。同理，服务器3收到CPE2的单播报文，同时查看该单播报文带有的私有组播地址信息224.0.100.1，确定CPE2下面连接的主机哪些配置了该组播地址224.0.100.1，经过查找确定PC3配置了该组播地址，于是服务器3将私有组播地址信息剔除，将目的IP替换成PC3的源IP，再将该单播报文转换成组播报文并发送给PC3；

这样，CPE1下面连接的PC2和CPE2下面连接的PC3都收到了PC1发送过来的组播报文，实现了组播功能，实现了组播报文的发送。

请参阅图3，基于上述一种利用单播协议实现组播功能的方法，本发明还提供了一种利用单播协议实现组播功能的系统，其中，包括：

架设模块21，用于在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器；

接收查找模块22，用于源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件；

复制替换模块23，用于所述源主机对应服务器复制所述组播报文，将所述源主机发送所述组播报文的目的IP替换成配置了所述组播报文的组播地址的主机所连接的CPEn的源IP，并增加私有信息用于保存组播地址，再将所述组播报文转换成单播报文并发送给基站；

接收发送模块24，用于所述基站收到所述单播报文，再以单播流形式发送给所述CPEn；

转发模块25，用于所述CPEn收到所述单播报文，再转发给目标主机对应服务器；

接收查看模块26，用于所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息；

剔除替换模块27，用于所述目标主机对应服务器将所述私有组播地址信息剔除，将所述单播报文的目的IP替换成配置了所述组播地址的主机的源IP，再将所述单播报文转换成组播报文并发送给该主机。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的系统，其中，还包括：

发送模块，用于所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器；

确定CPE模块，用于确定哪些所述CPE下面连接的主机配置了所述组播报文的组播地址；

确定目标主机模块，用于确定所述CPEn下面连接的主机哪些配置了该组播地址。

所述的一种利用单播协议实现组播功能的系统，其中，所述架设模块，用于在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器中：

所述服务器用于组播报文与单播报文的相互转换；

所述发送模块，用于所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器中：

所述源主机发送组播报文的目的IP是组播地址；

所述接收查看模块，用于所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息中：

所述组播报文配置文件包括组播地址信息。

综上所述，本发明提供了一种利用单播协议实现组播功能的方法及系统，首先在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器，其中，服务器用于组播报文与单播报文的相互转换，接着源主机发送组播报文给源主机对应服务器，源主机发送组播报文的目的IP是组播地址，这时源主机对应服务器接收到组播报文，并查找组播报文配置文件，确定哪些所述CPE下面连接的的主机配置了组播报文的组播地址，然后源主机对应服务器复制组播报文，将源主机发送组播报文的目的IP替换成配置了组播地址的主机所连接的CPEn的源IP，并增加私有信息用于保存组播地址，再将组播报文转换成单播报文发送给基站，基站收到单播报文后，再以单播流形式发送给CPEn，CPEn收到单播报文后，再转发给目标主机对应服务器，目标主机对应服务器收到单播报文，并查看单播报文带有的私有组播地址信息，确定CPEn下面连接的主机哪些配置了该组播地址，即确定了目标主机，最后，目标主机对应服务器将私有组播地址信息剔除，将单播报文的目的IP替换成配置了组播地址的主机的源IP，再将单播报文转换成组播报文并发送给该主机，即发送给了目标主机。这样，目标主机就收到了源主机发送来的组播报文，实现了组播报文的发送，实现了信息的传递。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用单播协议实现组播功能的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器；

源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件；

所述源主机对应服务器复制所述组播报文，将所述源主机发送所述组播报文的目的IP替换成配置了所述组播报文的组播地址的主机所连接的CPEn的源IP，并增加私有信息用于保存组播地址，再将所述组播报文转换成单播报文并发送给基站；

所述基站收到所述单播报文，再以单播流形式发送给所述CPEn；

所述CPEn收到所述单播报文，再转发给目标主机对应服务器；

所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息；

所述目标主机对应服务器将所述私有组播地址信息剔除，将所述单播报文的目的IP替换成配置了所述组播地址的主机的源IP，再将所述单播报文转换成组播报文并发送给该主机。

2.根据权利要求1所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其特征在于，所述步骤在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器中：

所述服务器用于组播报文与单播报文的相互转换。

3.根据权利要求1所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其特征在于，所述步骤源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件之前包括步骤：

所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器。

4.根据权利要求3所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其特征在于，所述步骤所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器中：

所述源主机发送组播报文的目的IP是组播地址。

5.根据权利要求1所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其特征在于，所述步骤源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件中：

所述组播报文配置文件包括组播地址信息。

6.根据权利要求1所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其特征在于，所述步骤源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件之后包括步骤：

确定哪些所述CPE下面连接的主机配置了所述组播报文的组播地址。

7.根据权利要求1所述的一种利用单播协议实现组播功能的方法，其特征在于，所述步骤所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息之后包括步骤：

确定所述CPEn下面连接的主机哪些配置了该组播地址。

8.一种利用单播协议实现组播功能的系统，其特征在于，包括：

架设模块，用于在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器；

接收查找模块，用于源主机对应服务器接收组播报文，并查找所述组播报文配置文件；

复制替换模块，用于所述源主机对应服务器复制所述组播报文，将所述源主机发送所述组播报文的目的IP替换成配置了所述组播报文的组播地址的主机所连接的CPEn的源IP，并增加私有信息用于保存组播地址，再将所述组播报文转换成单播报文并发送给基站；

接收发送模块，用于所述基站收到所述单播报文，再以单播流形式发送给所述CPEn；

转发模块，用于所述CPEn收到所述单播报文，再转发给目标主机对应服务器；

接收查看模块，用于所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息；

剔除替换模块，用于所述目标主机对应服务器将所述私有组播地址信息剔除，将所述单播报文的目的IP替换成配置了所述组播地址的主机的源IP，再将所述单播报文转换成组播报文并发送给该主机。

9.根据权利要求8所述的一种利用单播协议实现组播功能的系统，其特征在于，还包括：

发送模块，用于所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器；

确定CPE模块，用于确定哪些所述CPE下面连接的主机配置了所述组播报文的组播地址；

确定目标主机模块，用于确定所述CPEn下面连接的主机哪些配置了该组播地址。

10.根据权利要求9所述的一种利用单播协议实现组播功能的系统，其特征在于，所述架设模块，用于在源主机与基站之间架设服务器，在目标主机与CPE之间架设服务器中：

所述服务器用于组播报文与单播报文的相互转换；

所述发送模块，用于所述源主机发送所述组播报文给所述源主机对应服务器中：

所述源主机发送组播报文的目的IP是组播地址；

所述接收查看模块，用于所述目标主机对应服务器收到所述单播报文，并查看所述单播报文带有的私有组播地址信息中：

所述组播报文配置文件包括组播地址信息。

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