CN114448858B - 报文广播方法、装置、网络设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通信技术领域，提供了一种报文广播方法、装置、网络设备和存储介质。本申请提供的技术方案能使网络设备主动地利用广播反射机制和采用标识节点状态来达到广播剪枝的效果，以对广播范围和规模进行控制，而且不需要额外的控制协议开销，实现网络广播的基础上无需采用额外的控制协议来对广播范围和规模的控制功能，达到既能控制网络广播的范围和规模，又能节省网络流量带宽的技术效果。

Description

报文广播方法、装置、网络设备和存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种报文广播方法、装置、网络设备和存储介质。

背景技术

在网络通信当中，网络广播是一项关键的需求功能和应用，例如用于态势感知和紧急消息的广播等。目前的技术主要是基于泛洪来进行网络广播，并采用网络协议来控制广播的范围和规模，例如通常采用的生成树协议就是用于防止广播风暴和广播环路的。

上述基于泛洪来进行网络广播并采用网络协议来控制广播的范围和规模的技术中，由于网络协议会频繁的产生流量并占用网络带宽，在例如无线窄带网络中，特别是通信状态不稳定的无线通信网络中，使用这种技术会为通信网络带来更大的通信状态不稳定性和更多的网络带宽资源消耗问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种报文广播方法、装置、网络设备和存储介质。

一种报文广播方法，所述方法包括：

接收广播报文；

当接收到的所述广播报文的报文源地址不是本节点地址时，判断是否接收过所述广播报文；

若接收过所述广播报文，则当所述广播报文的前一发送节点是所述本节点地址时，将本地节点状态设置为树干节点后丢弃所述广播报文；当所述前一发送节点不是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文；

若未接收过所述广播报文，则判断所述广播报文属于完全广播报文或者属于剪枝广播报文；

在所述广播报文属于所述完全广播报文的情况下，将所述广播报文的前一发送节点地址设为所述广播报文当前的发送节点地址以及将所述广播报文的发送节点地址设为所述本节点地址，以及将所述广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并若未在预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文，则将所述本地节点状态设置为树叶节点并将所述广播报文发送至广播应用接口；

在所述广播报文属于所述剪枝广播报文的情况下，若所述本地节点状态为所述树干节点，则将所述广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送所述广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送所述广播报文；若所述本地节点状态为所述树叶节点，则将所述广播报文发送至广播应用接口。

一种报文广播装置，包括：

广播报文接收模块，用于接收广播报文；

源地址判断模块，用于当接收到的所述广播报文的报文源地址不是本节点地址时，判断是否接收过所述广播报文；

已接收处理模块，用于若接收过所述广播报文，则当所述广播报文的前一发送节点是所述本节点地址时，将本地节点状态设置为树干节点后丢弃所述广播报文；当所述前一发送节点不是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文；

未接收处理模块，用于若未接收过所述广播报文，则判断所述广播报文属于完全广播报文或者属于剪枝广播报文；

完全广播处理模块，用于在所述广播报文属于所述完全广播报文的情况下，将所述广播报文的前一发送节点地址设为所述广播报文当前的发送节点地址以及将所述广播报文的发送节点地址设为所述本节点地址，以及将所述广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并若未在预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文，则将所述本地节点状态设置为树叶节点并将所述广播报文发送至广播应用接口；

剪枝广播处理模块，用于在所述广播报文属于所述剪枝广播报文的情况下，若所述本地节点状态为所述树干节点，则将所述广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送所述广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送所述广播报文；若所述本地节点状态为所述树叶节点，则将所述广播报文发送至所述广播应用接口。

一种网络设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

接收广播报文；当接收到的所述广播报文的报文源地址不是本节点地址时，判断是否接收过所述广播报文；若接收过所述广播报文，则当所述广播报文的前一发送节点是所述本节点地址时，将本地节点状态设置为树干节点后丢弃所述广播报文；当所述前一发送节点不是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文；若未接收过所述广播报文，则判断所述广播报文属于完全广播报文或者属于剪枝广播报文；在所述广播报文属于所述完全广播报文的情况下，将所述广播报文的前一发送节点地址设为所述广播报文当前的发送节点地址以及将所述广播报文的发送节点地址设为所述本节点地址，以及将所述广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并若未在预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文，则将所述本地节点状态设置为树叶节点并将所述广播报文发送至广播应用接口；在所述广播报文属于所述剪枝广播报文的情况下，若所述本地节点状态为所述树干节点，则将所述广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送所述广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送所述广播报文；若所述本地节点状态为所述树叶节点，则将所述广播报文发送至广播应用接口。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

接收广播报文；当接收到的所述广播报文的报文源地址不是本节点地址时，判断是否接收过所述广播报文；若接收过所述广播报文，则当所述广播报文的前一发送节点是所述本节点地址时，将本地节点状态设置为树干节点后丢弃所述广播报文；当所述前一发送节点不是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文；若未接收过所述广播报文，则判断所述广播报文属于完全广播报文或者属于剪枝广播报文；在所述广播报文属于所述完全广播报文的情况下，将所述广播报文的前一发送节点地址设为所述广播报文当前的发送节点地址以及将所述广播报文的发送节点地址设为所述本节点地址，以及将所述广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并若未在预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文，则将所述本地节点状态设置为树叶节点并将所述广播报文发送至广播应用接口；在所述广播报文属于所述剪枝广播报文的情况下，若所述本地节点状态为所述树干节点，则将所述广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送所述广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送所述广播报文；若所述本地节点状态为所述树叶节点，则将所述广播报文发送至广播应用接口。

上述报文广播方法、装置、网络设备和存储介质，能使网络设备主动地利用广播反射机制和采用标识节点状态来达到广播剪枝的效果，以对广播范围和规模进行控制，而且不需要额外的控制协议开销，实现网络广播基础上无需采用额外的控制协议来对广播范围和规模的控制功能，达到既能控制网络广播的范围和规模，又能节省网络流量带宽的技术效果。

附图说明

图1为一个实施例中报文广播方法的应用场景图；

图2为一个实施例中报文广播方法的流程示意图；

图3为一个实施例中广播状态表的示意图；

图4(a)为一个实施例中完全广播帧结构图；

图4(b)为一个实施例中剪枝广播帧结构图；

图5为一个实施例中发送报文广播方法的流程示意图；

图6为另一个实施例中报文广播方法的流程示意图；

图7为一个实施例中一种网络设备的结构示意图；

图8(a)为一个实施例中网络设备发送报文广播的数据流示意图；

图8(b)为一个实施例中网络设备接收完全广播的数据流示意图；

图8(c)为一个实施例中网络设备接收剪枝广播的数据流示意图；

图8(d)为另一个实施例中网络设备接收剪枝广播的数据流示意图；

图9(a)为报文广播方法应用于通信网络的一种网络状态示意图；

图9(b)为报文广播方法应用于通信网络的一种网络状态示意图；

图9(c)为报文广播方法应用于通信网络的一种网络状态示意图；

图9(d)为报文广播方法应用于通信网络的一种网络状态示意图；

图9(e)为报文广播方法应用于通信网络的一种网络状态示意图；

图9(f)为报文广播方法应用于通信网络的一种网络状态示意图；

图10为一个实施例中报文广播装置的结构框图；

图11为一个实施例中网络设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的报文广播方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，该报文广播方法可以适用于不稳定的、无线窄带或网络带宽敏感的使用场景，可不依赖于额外的网络控制协议来实现网络广播范围和规模的控制。如图1所示的应用场景中可以包括多个网络节点(如网络节点A至F)，该网络节点用于描述通信网络中需要进行广播发送和接收的单个网络设备，这些网络设备可以包括但不限于是战术软件定义网络控制器、软件定义网络交换机、战术互联网控制器、最低限度网络控制器、小型通用控制器、分组传输网、IP无线接入网、路由器和交换机。具体的，本申请提供的报文广播方法可以由如图1所示的各网络节点A至F的网络设备执行，网络设备接收广播报文，当接收到的广播报文的报文源地址不是本节点地址时网络设备判断是否接收过该广播报文；若是，则当该广播报文的前一发送节点是本节点地址时，网络设备将本地节点状态设置为树干节点后丢弃该广播报文；当前一发送节点不是本节点地址时网络设备可直接丢弃该广播报文；若未接收过广播报文，则在广播报文属于完全广播报文的情况下，网络设备将该广播报文的前一发送节点地址设为该广播报文当前的发送节点地址以及将该广播报文的发送节点地址设为本节点地址，以及将该广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并且，如果该网络设备未在预设时间内接收到直接相邻的网络设备发送的该广播报文，则将本地节点状态设置为树叶节点并将广播报文发送至广播应用接口；以及，在广播报文属于剪枝广播报文的情况下，如果本地节点状态为树干节点则网络设备将广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送该广播报文；如果本地节点状态为树叶节点，则网络设备将广播报文发送至广播应用接口。该方案能使网络设备主动地利用广播反射机制和采用标识节点状态来达到广播剪枝的效果，以对广播范围和规模进行控制，而且不需要额外的控制协议开销。

下面结合实施例和附图对本申请提供的报文广播方法作进一步说明。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种报文广播方法，该报文广播方法可以由网络设备执行，可以包括以下步骤：

步骤S201，接收广播报文；

本步骤中，网络设备可从直接相邻的其他网络设备中接收广播报文。该广播报文可以是完全广播报文也可以是剪枝广播报文。示例性的，如图1所示，网络设备D可以从与其直接相邻的网络设备A、网络设备B、网络设备C和网络设备F接收广播报文，也可以向网络设备A、网络设备B、网络设备C和网络设备F发送广播报文。

步骤S202，当接收到的广播报文的报文源地址不是本节点地址时，判断是否接收过广播报文；

本步骤中，网络设备接收到广播报文后，可先判断该广播报文的报文源地址是否为本节点地址。在具体实现中，可通过该广播报文对应的IP源地址来判断该广播报文的报文源地址是否为本节点地址，该本节点地址是指接收到该广播报文的网络设备的地址。其中，当接收到的该广播报文的报文源地址是本节点地址时，说明该报文由网络设备自己发出，可丢弃该广播报文。当接收到的该广播报文的报文源地址不是本节点地址时，可进一步判断是否接收过该广播报文，即判断是否曾经接收过同一个广播报文，若是，则可以执行步骤S203，若否，则可以执行步骤S204。

步骤S203，若接收过广播报文，则当广播报文的前一发送节点是本节点地址时，将本地节点状态设置为树干节点后丢弃广播报文；当前一发送节点不是本节点地址时，丢弃广播报文。

本步骤主要是当网络设备接收过同一个广播报文时，进一步判断该广播报文的前一发送节点是否为该网络设备对应的本节点地址。若是，则将该网络设备的本地节点状态设置为树干节点，并在设置为树干节点后丢弃该广播报文；若否，则网络设备可直接丢弃该广播报文。

步骤S204，若未接收过广播报文，则判断广播报文属于完全广播报文或者属于剪枝广播报文；

本步骤则是当网络设备未接收过该广播报文时，进一步判断该广播报文属于完全广播报文还是属于剪枝广播报文。其中，若属于完全广播报文，则执行步骤S205，若属于剪枝广播报文，则执行步骤S206。

步骤S205，在广播报文属于完全广播报文的情况下，将广播报文的前一发送节点地址设为广播报文当前的发送节点地址以及将广播报文的发送节点地址设为本节点地址，以及将广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并若未在预设时间内接收到直接相邻的网络设备发送的广播报文，则将本地节点状态设置为树叶节点并将广播报文发送至广播应用接口；

本步骤中，当网络设备未接收过的该广播报文属于完全广播报文时，网络设备可以进一步获取该广播报文的前一发送节点地址，并且将该前一发送节点地址替换为该广播报文当前的发送节点地址。其中，发送节点地址是指最近一次发送该广播报文的网络设备的地址，该发送节点地址在广播报文传输于通信网络的过程中可能会被不断地更改。接着，网络设备还将该广播报文的发送节点地址设为本节点地址，设置完毕后，网络设备将该广播报文发送给所有与其直接相邻的网络设备。发送完成后，网络设备可以等待一段预设时间，若在该预设时间内未接收到由这些直接相邻的网络设备中的任一个网络设备返回的同个广播报文，则网络设备可将本地节点状态设为树叶节点，并且还可以将该广播报文发送至广播应用接口，该广播应用接口用于连接本网络设备的所有内部广播应用，由此可通过该广播应用接口将广播报文发送至内部广播应用进行处理。

步骤S206，在广播报文属于剪枝广播报文的情况下，若本地节点状态为树干节点，则将广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送广播报文；若本地节点状态为树叶节点，则将广播报文发送至广播应用接口。

本步骤中，当网络设备未接收过的该广播报文属于剪枝广播报文时，判断本地节点状态。当本地节点状态为树干节点时，网络设备可将该广播报文向所有与其直接相邻的网络设备中除发送该广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送广播报文。示例性的，如图1所示，当网络设备D从网络设备A接收到剪枝广播报文，则网络设备D可向与其直接相邻的网络设备中除网络设备A以外的其他网络设备发送广播报文。而当本地节点状态为树干节点时，网络设备可无需继续传播该广播报文，从而将该广播报文发送至广播应用接口，以供内部广播应用进行处理。

上述报文广播方法，能使通信网络中各网络设备主动地利用广播反射机制和采用标识节点状态来达到广播剪枝的效果，以对广播范围和规模进行控制，而且不需要额外的控制协议开销，实现网络广播基础上无需采用额外的控制协议来对广播范围和规模的控制功能，达到既能控制网络广播的范围和规模，又能节省网络流量带宽的技术效果。

在一个实施例中，网络设备可通过如下方式实现步骤S202中的判断是否接收过广播报文，具体包括：

若本地维护的广播状态表中未记录有与报文源地址匹配的广播状态信息表条目，则确定未接收过广播报文，以及创建与该报文源地址匹配的广播状态信息表条目，并在广播状态信息表条目中记录报文源地址，设置本节点状态为树干节点和记录广播报文对应的广播序列号；若本地维护的广播状态表中记录有与报文源地址匹配的广播状态信息表条目，则判断广播状态信息表条目中是否记录有广播报文对应的广播序列号；若是，则确定接收过广播报文；若否，则确定未接收过广播报文并在广播状态信息表条目中记录广播报文对应的广播序列号。

本实施例中，通信网络中每个网络设备可以维护一个广播状态表或称广播状态信息表，如图3所示，广播状态表可以包括多个广播状态信息表项，每个广播状态信息表项可以包括广播源节点地址、本节点状态、接收序列号记录和反射定时器时间等信息，并可以以广播源节点地址作为唯一索引的关键字。具体的，网络设备可在本网络节点正常运行前生成广播状态信息表，并将表内容设置为空，将广播序号初始化设置为零等。

当网络设备接收到的广播报文对应的报文源地址不是本节点地址时，可基于广播状态表判断该网络设备是否接收过该广播报文。其中，若该网络设备所维护的广播状态表中未记录有与报文源地址匹配的广播状态信息表条目，则该网络设备可以确定未接收过广播报文。并且，在这种情况下，网络设备可以创建与该报文源地址匹配的广播状态信息表条目，并在该广播状态信息表条目中记录该报文源地址，以及设置本节点状态为树干节点和记录该广播报文对应的广播序列号等。

若该网络设备所维护的广播状态表中已经记录有该报文源地址匹配的广播状态信息表条目，则该网络设备进一步判断该广播状态信息表条目中是否也已经记录有广播报文对应的广播序列号，如果该广播状态信息表条目中已经记录有该广播报文对应的广播序列号，则该网络设备可以确定已经接收过该广播报文；而如果该广播状态信息表条目中暂时没有记录该广播报文对应的广播序列号，则该网络设备可以确定未接收过该广播报文，此时，网络设备可以进一步在该广播状态信息表条目中记录该广播报文对应的广播序列号，已对接收过的广播报文进行标识。

在一些实施例中，步骤S205中的预设时间可根据通信网络中长往返时延链路的往返时间确定。其中，该预设时间可以在前期网络规划时计算出来，例如通过每米光纤时延与距离的乘积计算得到。

进一步的，在一个实施例中，步骤S205中的将广播报文发送给所有直接相邻的网络设备之后，还可以包括：

在本地维护的广播状态表与报文源地址匹配的广播状态信息表条目中设置表征预设时间的反射定时器时间值；按照预设时间间隔递减反射定时器时间值；在反射定时器时间值被递减至预设值前，未接收到直接相邻的网络设备发送的广播报文的情况下，确定未在预设时间内接收到直接相邻的网络设备发送的广播报文。

本实施例主要是网络设备可以在其所维护的广播状态表中设置一个用于表征预设时间的反射定时器时间值。该用于表征预设时间的反射定时器时间值可以是如图3所示的反射定时器时间。该反射定时器时间具体可以设置为通信网络中长往返时延链路的往返时间加1后取整。然后，按照预设时间间隔递减该反射定时器时间，例如网络设备可以休眠1秒然后将该反射定时器时间减少1，直到该广播状态表中的反射定时器时间等于预设值例如零，而如果在反射定时器时间值被递减至零之前，网络设备都未接收到与其直接相邻的网络设备发送的同一广播报文的情况下，该网络设备可以确定在该预设时间内都未接收到直接相邻的网络设备发送的广播报文。采用本实施例的技术方案，可通过对广播状态表的维护判断是否在预设时间内接收到由直接相邻的网络设备发送的同一广播报文。

在一些实施例中，通信网络中任一网络设备需要向其他网络设备广播报文时，可先对需要广播的报文进行相应处理以实现对报文广播范围和规模的控制。

参考图4(a)和图4(b)，当需要发送的广播报文属于完全广播报文，可在广播报文的广播帧头(或称原始广播帧头)和广播帧净荷(或称原始广播帧净荷)之间添加完全广播分组头；其中，该完全广播分组头包括设为完全泛洪的广播指示，以及广播序列号、前一发送节点地址和发送节点地址。其中，在完全广播分组头中的广播指示中可以包括1位域宽指示数据，0可以用于表示完全泛洪，1可以用于表示剪枝泛洪。当广播报文属于剪枝广播报文，可在该广播报文的广播帧头和广播帧净荷之间添加剪枝广播分组头；其中，该剪枝广播分组头包括设为剪枝泛洪的广播指示以及广播序列号。其中，在剪枝广播分组头中的广播指示中包括1位域宽指示数据，0可以用于表示完全泛洪，1可以用于表示剪枝泛洪。

具体的，结合图5对广播报文发送流程进行说明，具体包括如下步骤：

步骤1，判断将要发送的广播报文是否为完全广播报文，是则执行步骤2，否则执行步骤6；

步骤2，在将要发送的广播报文的广播帧头和净荷之间添加完全广播分组头，执行步骤3；

步骤3，将完全广播分组头的广播指示设置为完全泛洪，执行步骤4；

步骤4，将完全广播分组头的发送节点地址设置为本节点地址，执行步骤5；

步骤5，将完全广播分组头的前一发送节点地址设置为空，执行步骤9；

步骤6，判断是否为剪枝广播，是则执行步骤7，否则执行步骤11；

步骤7，在将要发送的广播报文的广播帧头和净荷之间添加剪枝广播分组头，执行步骤8；

步骤8，将剪枝广播分组头的广播指示设置为剪枝泛洪，执行步骤9；

步骤9，设置广播序列号，并在每发送一个广播报文后将广播序列号加一，执行步骤10；

步骤10，将广播报文向所有网络接口发送出去，执行步骤11，

步骤11，结束。

采用上述实施例提供的广播报文方案，可在通信网络中任一网络设备需要广播报文时，使得网路设备先对需要广播的报文进行相应处理，将广播序列号、广播指示、节点地址信息设置在广播报文中，以实现在报文广播过程中对广播范围和规模进行控制。

在一些实施例中，上述步骤S205和S206中的将广播报文发送至广播应用接口，可以进一步包括：

在广播报文属于完全广播报文的情况下，网络设备可以在去掉广播报文中添加的完全广播分组头，以将该广播报文恢复为原始广播帧格式后再发送给广播应用接口；在广播报文属于剪枝广播报文的情况下，网络设备则可以去掉广播报文中添加的剪枝广播分组头，以将广播报文恢复为原始广播帧格式后发送给广播应用接口。

上述实施例的技术方案，由于在通信网络中传播的广播报文的广播帧头和净荷之间添加了完全广播分组头或者剪枝广播分组头，因此网络设备在交由广播应用接口时可以先去除广播报文中携带的完全广播分组头或者剪枝广播分组头，以便于广播应用进行处理。

具体的，结合图6对网络设备接收广播报文的具体处理流程进行说明，包括如下步骤：

步骤1，当接收到广播报文后，判断报文源地址是否为本节点地址。若是，则执行步骤21；若不是则执行步骤2；

步骤2，在广播状态信息表中以广播源节点地址为匹配项查找广播报文对应的报文源地址是否已存在。若是，则执行步骤3；若否，则执行步骤5；

步骤3，判断匹配表项条目中的接收序列号是否存在该广播报文的广播序列号。若是，则执行步骤18；若否，则执行步骤4；

步骤4，将匹配表项中的接收序列号增加一个该广播报文的广播序列号，执行步骤6；

步骤5，新创建一个广播状态信息表条目，并将广播源节点地址设置为广播报文的源地址，本节点状态设置为树干节点，接收序列号记录一个该广播报文的广播序列号，执行步骤6；

步骤6，判断该广播报文中的广播指示是否为完全广播。若是，则执行步骤7，若否，则执行步骤14；

步骤7，将该广播报文的前一发送节点地址修改为该广播报文当前的发送节点地址，执行步骤8；

步骤8，将该广播报文的发送节点地址修改为本节点地址，执行步骤9；

步骤9，将广播报文向所有网络设备接口(包括接收口)发送出去，执行步骤10；

步骤10，设置匹配或创建表项中的反射定时器时间为最大往返时间加一后取整，执行步骤11

步骤11，判断匹配或创建表项中的反射定时器时间是否等于零。若是，则执行步骤13，若否，则执行步骤12；

步骤12，休眠1秒钟，反射定时器时间减少1，执行步骤11；

步骤13，设置匹配或创建表项中的本节点状态为树叶节点，执行步骤22；

步骤14，判断该广播报文中的广播指示是否为剪枝广播，若是，则执行步骤15，若否，则执行步骤21；

步骤15，判断匹配或创建表项条目中的本节点状态是否为树干节点，若是，则执行步骤17，若否，则执行步骤16；

步骤16，判断匹配或新创建表项条目中的本节点状态是否为树叶节点，若是，则执行步骤22，若否，则执行步骤21；

步骤17，将该广播报文向所有网络设备接口(不包括接收口)发送出去，执行步骤22；

步骤18，判断匹配表项中的反射定时器时间等于零。若是，则执行步骤21，若否，则执行步骤19；

步骤19，判断该广播报文中的前一发送节点地址是否为本节点地址。若是，则执行步骤20，若否，则执行步骤21；

步骤20，设置匹配表项中的本节点状态为树干节点，执行步骤21；

步骤21，不再处理并丢弃报文，执行步骤23；

步骤22，去掉完全广播分组头或者剪枝广播分组头，恢复为原始广播帧格式，发送给广播应用接口，执行步骤23；

步骤23，结束。

上述实施例提供的了主动反射式广播方案，能主动地利用广播反射机制和采用标识节点状态来达到广播剪枝的效果，且不需要额外的控制协议开销，实现在网络广播的同时，无需采用额外的控制协议来实现广播范围和规模的控制功能，即既能控制网络广播的范围和规模，又能减少控制协议产生的流量和占用的带宽。

以下结合图7、图8(a)至图8(d)对图5和图6对应的广播报文处理流程的一种实际应用进行说明。如图7所示为一种实施例中网络设备的静态结构，该网络设备可以包括多个网络设备接口(710、720和730等)、广播发送模块740、广播接收模块750和广播应用接口760。其中，该网络设备所包含的接口即可以是物理接口也可以是逻辑接口，接口的数目也不限定为图7中指定的数量。具体的，网络设备接口(710、720和730等)可以用于连接网络节点外部的广播接口，可以发送和接收广播报文。广播应用接口760可以用于连接网络节点内部的应用模块，可以发送广播报文给广播应用和接收广播应用产生的广播报文。广播发送模块740的功能是用于执行如图5所描述的处理流程，广播接收模块750的功能是用于执行如图6所描述的处理流程。

基于上述图7描述的一种网络设备的静态结构，如图8(a)，图8(a)为一个实施例中网络设备发送报文广播的数据流示意图，广播应用接口760接收到来自本网络节点内部的广播应用的广播报文810，将广播报文810发送给广播发送模块740，广播发送模块740经过如图5所描述的处理流程后得到广播报文820，并将广播报文820发送给所有网络设备接口710、720和730等。网络设备接口710、720和730等再通过连接的本网络设备的外部接口发送出本网络节点，并发给所有直接相邻的其他网络节点。

基于上述图7描述的一种网络设备的静态结构，如图8(b)，图8(b)为一个实施例中网络设备接收完全广播的数据流示意图，可以用于描述网络设备对完全广播报文的接收处理流程。网络设备接口730接收到直接相邻网络节点发来的完全广播报文830，将报文830发送给广播接收模块750，广播接收模块750经过图6描述的处理流程后得到广播报文840和850，将广播报文840发送给所有网络设备接口710、720和730等，将广播报文850发送给广播应用接口760。网络设备接口710、720和730等再通过连接的本网络设备的外部接口发送出本网络节点，并发给所有直接相邻的其他网络节点。广播应用接口760将广播报文850发送到本网络节点内部连接的广播应用进行处理。

基于上述图7描述的一种网络设备的静态结构，如图8(c)，图8(c)为一个实施例中网络设备接收剪枝广播的数据流示意图，可以用于描述网络设备对剪枝广播报文和树干节点的接收处理流程。网络设备接口730接收到直接相邻网络节点发来的剪枝广播报文860，将报文860发送给广播接收模块750。广播接收模块750经过图6描述的处理流程后判断匹配表项的本节点状态为树干节点，并得到广播报文870和880，将广播报文870发送给网络设备接口710和720，将广播报文880发送给广播应用接口760。网络设备接口710和720再通过连接的本网络设备的外部接口发送出本网络节点，并发给所有直接相邻的其他网络节点，广播应用接口760将广播报文880发送到本网络节点内部连接的广播应用进行处理。

基于上述图7描述的一种网络设备的静态结构，如图8(d)，图8(d)为另一个实施例中网络设备接收剪枝广播的数据流示意图，可以用于描述网络设备对剪枝广播报文和树叶节点的接收处理流程。网络设备接口730接收到直接相邻网络节点发来的剪枝广播报文890，将报文890发送给广播接收模块750。广播接收模块750经过图6描述的处理流程后判断匹配表项的本节点状态为树叶节点，并得到广播报文8100，将广播报文8100发送给广播应用接口760，广播应用接口760将广播报文8100发送到本网络节点内部连接的广播应用进行处理。

下面结合图9(a)至图9(f)来说明本申请提供的报文广播方法在通信网络中的应用过程进行说明。其中，图9(a)至图9(d)是本申请提供的报文广播方法在完全广播实施方式下的网络实例图。

参见图9(a)，是完全广播实施方式下的最初网络状态，网络节点A、B、C、D、E和F的广播状态表项中的本节点状态均为树干节点，网络节点A采用完全广播帧结构，发送四份完全广播报文分别给网络节点B、C、D和E。

参见图9(b)，网络节点B收到网络节点A的完全广播报文后发送三份完全广播报文分别给网络节点A、D和E，网络节点C收到网络节点A的完全广播报文后发送两份完全广播报文分别给网络节点A和D，网络节点D收到网络节点A的完全广播报文后发送四份完全广播报文分别给网络节点A、B、C和F，网络节点E收到网络节点A的完全广播报文后发送两份完全广播报文分别给网络节点A和B。

随后参见图9(c)，网络节点A和D的广播状态表项中的本节点状态仍保持为树干节点，网络节点B、C和E的广播状态表项中的本节点状态则更新为树叶节点，网络节点F收到网络节点D的完全广播报文后发送1份完全广播报文给网络节点D。

最后参见图9(d)，网络节点A和D的广播状态表项中的本节点状态仍保持为树干节点，网络节点B、C和E的广播状态表项中的本节点状态仍保持为树叶节点，网络节点F的广播状态表项中的本节点状态更新为树叶节点。

经过上述图9(a)至图9(d)的网络节点的广播状态表项的本节点状态更新的过程后，再参见图9(e)至图9(f)，分别是本申请提供的报文广播方法在剪枝广播实施方式下的网络实例。

参见图9(e)，是剪枝广播实施方式下的最初网络状态，网络节点A和D的广播状态表项中的本节点状态均为树干节点，网络节点B、C、E和F的广播状态表项中的本节点状态均为树叶节点。网络节点A采用剪枝广播帧结构，发送四份剪枝广播报文分别给网络节点B、C、D和E。

最后参见9(f)，是剪枝广播实施方式下的最终网络状态，网络节点A和D的广播状态表项中的本节点状态均为树干节点，网络节点B、C、E和F的广播状态表项中的本节点状态均为树叶节点。网络节点D收到网络节点A的剪枝广播报文后发送一份剪枝广播报文给网络节点F，网络节点F收到剪枝广播报文后不再继续转发。

基于上述实例，从实际应用上，在实际的网络运行过程中，广播的源网络节点可以采取先发送几个或者一小段时间的完全广播报文，然后一直发送剪枝广播报文。而为了适应网络拓扑和状态的变化，上述先发完全广播报文后持续发剪枝广播报文的步骤也可以采用周期性的定时循环方式。从可靠性上，在实际的网络运行过程中，不同网络节点的广播状态表项中的同一广播源节点地址的本节点状态为树干节点的网络节点数量不一定是最优和最少的，可以存在冗余，这种冗余可以提高网络的可靠性和健壮性。由此，本申请提供的主动反射式的报文广播方案利用广播反射和采用标识节点状态来达到广播剪枝的效果，不需要额外的控制协议开销，既能控制网络广播的范围和规模，又能消除额外的控制协议所占用的带宽和流量，实现网络广播同时实现了节省网络流量带宽。

应该理解的是，虽然图2至图9(f)的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2至图9(f)中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种报文广播装置，该装置1000可以包括：

广播报文接收模块1001，用于接收广播报文；

源地址判断模块1002，用于当接收到的所述广播报文的报文源地址不是本节点地址时，判断是否接收过所述广播报文；

已接收处理模块1003，用于若接收过所述广播报文，则当所述广播报文的前一发送节点是所述本节点地址时，将本地节点状态设置为树干节点后丢弃所述广播报文；当所述前一发送节点不是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文；

未接收处理模块1004，用于若未接收过所述广播报文，则判断所述广播报文属于完全广播报文或者属于剪枝广播报文；

完全广播处理模块1005，用于在所述广播报文属于所述完全广播报文的情况下，将所述广播报文的前一发送节点地址设为所述广播报文当前的发送节点地址以及将所述广播报文的发送节点地址设为所述本节点地址，以及将所述广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并若未在预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文，则将所述本地节点状态设置为树叶节点并将所述广播报文发送至广播应用接口；

剪枝广播处理模块1006，用于在所述广播报文属于所述剪枝广播报文的情况下，若所述本地节点状态为所述树干节点，则将所述广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送所述广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送所述广播报文；若所述本地节点状态为所述树叶节点，则将所述广播报文发送至所述广播应用接口。

在一个实施例中，源地址判断模块1002，还用于当接收到的所述广播报文的报文源地址是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文。

在一个实施例中，源地址判断模块1002，进一步用于若本地维护的广播状态表中未记录有与所述报文源地址匹配的广播状态信息表条目，则确定未接收过所述广播报文，以及创建所述与所述报文源地址匹配的广播状态信息表条目，并在所述广播状态信息表条目中记录所述报文源地址，设置所述本节点状态为树干节点和记录所述广播报文对应的广播序列号；若本地维护的所述广播状态表中记录有与所述报文源地址匹配的广播状态信息表条目，则判断所述广播状态信息表条目中是否记录有所述广播报文对应的广播序列号；若是，则确定接收过所述广播报文；若否，则确定未接收过所述广播报文并在所述广播状态信息表条目中记录所述广播报文对应的广播序列号。

在一个实施例中，预设时间根据网络中最长往返时延链路的往返时间确定。

在一个实施例中，完全广播处理模块1005，还用于在本地维护的广播状态表与所述报文源地址匹配的广播状态信息表条目中设置表征所述预设时间的反射定时器时间值；按照预设时间间隔递减所述反射定时器时间值；在所述反射定时器时间值被递减至预设值前，未接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文的情况下，确定未在所述预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文。

在一个实施例中，所述广播报文属于所述完全广播报文时，所述广播报文的广播帧头和广播帧净荷之间添加有完全广播分组头；所述完全广播分组头包括设为完全泛洪的广播指示，以及广播序列号、前一发送节点地址和发送节点地址；所述广播报文属于所述剪枝广播报文时，所述广播报文的广播帧头和广播帧净荷之间添加有剪枝广播分组头；所述剪枝广播分组头包括设为剪枝泛洪的广播指示以及广播序列号。

在一个实施例中，完全广播处理模块1005，进一步用于所述广播报文属于完全广播报文的情况下，去掉所述广播报文中添加的所述完全广播分组头，以将所述广播报文恢复为原始广播帧格式后发送给所述广播应用接口；

在一个实施例中，剪枝广播处理模块1006，用于进一步用于所述广播报文属于剪枝广播报文的情况下，去掉所述广播报文中添加的所述剪枝广播分组头，以将所述广播报文恢复为原始广播帧格式后发送给所述广播应用接口。

关于报文广播装置的具体限定可以参见上文中对于报文广播方法的限定，在此不再赘述。上述报文广播装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于网络设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于网络设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种网络设备，其内部结构图可以如图11所示。该网络设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该网络设备的处理器用于提供计算和控制能力。该网络设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该网络设备的网络接口用于与外部的设备通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种报文广播方法。

本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的网络设备的限定，具体的网络设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，还提供了一种网络设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种报文广播方法，其特征在于，所述方法包括：

接收广播报文；

当接收到的所述广播报文的报文源地址不是本节点地址时，判断是否接收过所述广播报文；

若接收过所述广播报文，则当所述广播报文的前一发送节点是所述本节点地址时，将本地节点状态设置为树干节点后丢弃所述广播报文；当所述前一发送节点不是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文；

若未接收过所述广播报文，则判断所述广播报文属于完全广播报文或者属于剪枝广播报文；

在所述广播报文属于所述完全广播报文的情况下，将所述广播报文的前一发送节点地址设为所述广播报文当前的发送节点地址以及将所述广播报文的发送节点地址设为所述本节点地址，以及将所述广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并若未在预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文，则将所述本地节点状态设置为树叶节点并将所述广播报文发送至广播应用接口；

在所述广播报文属于所述剪枝广播报文的情况下，若所述本地节点状态为所述树干节点，则将所述广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送所述广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送所述广播报文；若所述本地节点状态为所述树叶节点，则将所述广播报文发送至广播应用接口。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收广播报文之后，所述方法还包括：

当接收到的所述广播报文的报文源地址是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断是否接收过所述广播报文包括：

若本地维护的广播状态表中未记录有与所述报文源地址匹配的广播状态信息表条目，则确定未接收过所述广播报文，以及创建所述与所述报文源地址匹配的广播状态信息表条目，并在所述广播状态信息表条目中记录所述报文源地址，设置所述本地节点状态为树干节点和记录所述广播报文对应的广播序列号；

若本地维护的所述广播状态表中记录有与所述报文源地址匹配的广播状态信息表条目，则判断所述广播状态信息表条目中是否记录有所述广播报文对应的广播序列号；若是，则确定接收过所述广播报文；若否，则确定未接收过所述广播报文并在所述广播状态信息表条目中记录所述广播报文对应的广播序列号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设时间根据网络中最长往返时延链路的往返时间确定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述广播报文发送给所有直接相邻的网络设备之后，所述方法还包括：

在本地维护的广播状态表与所述报文源地址匹配的广播状态信息表条目中设置表征所述预设时间的反射定时器时间值；

按照预设时间间隔递减所述反射定时器时间值；

在所述反射定时器时间值被递减至预设值前，未接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文的情况下，确定未在所述预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述广播报文属于所述完全广播报文时，所述广播报文的广播帧头和广播帧净荷之间添加有完全广播分组头；所述完全广播分组头包括设为完全泛洪的广播指示，以及广播序列号、前一发送节点地址和发送节点地址；所述广播报文属于所述剪枝广播报文时，所述广播报文的广播帧头和广播帧净荷之间添加有剪枝广播分组头；所述剪枝广播分组头包括设为剪枝泛洪的广播指示以及广播序列号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述广播报文发送至广播应用接口，包括：

所述广播报文属于完全广播报文的情况下，去掉所述广播报文中添加的所述完全广播分组头，以将所述广播报文恢复为原始广播帧格式后发送给所述广播应用接口；

所述广播报文属于剪枝广播报文的情况下，去掉所述广播报文中添加的所述剪枝广播分组头，以将所述广播报文恢复为原始广播帧格式后发送给所述广播应用接口。

8.一种报文广播装置，其特征在于，包括：

广播报文接收模块，用于接收广播报文；

源地址判断模块，用于当接收到的所述广播报文的报文源地址不是本节点地址时，判断是否接收过所述广播报文；

已接收处理模块，用于若接收过所述广播报文，则当所述广播报文的前一发送节点是所述本节点地址时，将本地节点状态设置为树干节点后丢弃所述广播报文；当所述前一发送节点不是所述本节点地址时，丢弃所述广播报文；

未接收处理模块，用于若未接收过所述广播报文，则判断所述广播报文属于完全广播报文或者属于剪枝广播报文；

完全广播处理模块，用于在所述广播报文属于所述完全广播报文的情况下，将所述广播报文的前一发送节点地址设为所述广播报文当前的发送节点地址以及将所述广播报文的发送节点地址设为所述本节点地址，以及将所述广播报文发送给所有直接相邻的网络设备，并若未在预设时间内接收到所述直接相邻的网络设备发送的所述广播报文，则将所述本地节点状态设置为树叶节点并将所述广播报文发送至广播应用接口；

剪枝广播处理模块，用于在所述广播报文属于所述剪枝广播报文的情况下，若所述本地节点状态为所述树干节点，则将所述广播报文向所有直接相邻的网络设备中除发送所述广播报文的网络设备以外的其他网络设备发送所述广播报文；若所述本地节点状态为所述树叶节点，则将所述广播报文发送至所述广播应用接口。

9.一种网络设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。