CN116455807A - 组播流量转发方法、组播系统、路由设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种组播流量转发方法、组播系统、路由设备及存储介质，涉及组播技术领域。该方法包括：基于预设规则从各路由设备中确定DR路由器，响应于RP路由器发送的PIM Join报文，将该报文包含的多个PIM Join软表进行存储，响应于DR路由器发送的切换指令，将各路由设备中另一路由设备切换为新的DR路由器并将其他各路由设备切换为非DR路由器，遍历新的DR路由器中所有PIM Join软表，根据所有PIM Join软表在新的DR路由器中添加组播地址信息和接口信息，以使新的DR路由器根据组播地址信息和接口信息向RP路由器转发组播流量。本发明实施例实现了组播流量快速切换转发，为高质量通信提供保证。

Description

组播流量转发方法、组播系统、路由设备及存储介质

技术领域

本发明涉及组播技术领域，具体而言，涉及一种组播流量转发方法、组播系统、路由设备及存储介质。

背景技术

在实际的网络部署中，经常会遇到链路或者通信设备发生等偶发故障的现象，为了保证基本的通信需求，一般都会采取双链路的工作机制，即当主链路发生故障后，流量能自动切换到备链路，保证通信畅通。为了保证高质量的通信要求，就需要在主备切换时，流量能迅速切换，丢包率越低，通信质量越好，对于单播流量是如此，对于组播流量亦是如此。

对于组播流量的转发，有传统的两种模式可以选择，PIM-DM模式(ProtocolIndependent Multicast-Dense Mode，协议无关组播—密集模式)和PIM-SM模式(ProtocolIndependent Multicast-Sparse Mode，协议无关组播—稀疏模式)。上述两种模式分别存在如下缺陷：对于PIM-DM模式，在topo环境中采用PIM-DM模式做组播流量的切换，容易出现流量不通、流量切换不成功或出现双份流量，不符合组播流量切换的要求的问题；对于PIM-SM模式，在上联链路出现故障后，PIM协议之间会重新选择出DR(Designated Router，指定路由器)，在DR重新选择后组播流量也能通，但是该过程中进行组播流量切换的性能达不到要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种组播流量转发方法、组播系统、路由设备及存储介质，以实现组播流量的快速切换并转发，为高质量通信提供保证。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种组播流量转发方法，应用于组播系统中的各路由设备，所述组播系统还包括RP路由器，所述RP路由器与各所述路由设备通信连接；

所述方法包括：

基于预设规则，从各所述路由设备中确定DR路由器；

响应于所述RP路由器发送的PIM Join报文，将所述PIM Join报文包含的多个PIMJoin软表进行存储；其中，所述PIM Join报文基于所述DR路由器向所述RP路由器发送的注册指令得到；

响应于所述DR路由器发送的切换指令，将各所述路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并将确定的所述新的DR路由器之外的其他各所述路由设备切换为非DR路由器；

遍历所述新的DR路由器中的所有所述PIM Join软表，根据所有所述PIM Join软表在所述新的DR路由器中添加组播的地址信息和接口信息，以使所述新的DR路由器根据所述组播的地址信息和接口信息向所述RP路由器转发组播流量。

在可选的实施方式中，各所述路由设备设置有互联接口，所述基于预设规则，从各所述路由设备中确定DR路由器的步骤，包括：

初始化各所述路由设备；

获取各所述路由设备对应所述互联接口的IP地址；

判断各所述IP地址的大小，将最大的所述IP地址对应的所述路由设备确定为所述DR路由器。

在可选的实施方式中，所述切换指令包含目标DR路由器信息，各所述路由设备中预存有待发送PIM hello报文，各所述待发送PIM hello报文中包含各所述路由设备对应的路由器初始优先级，各所述路由设备对应的所述路由器初始优先级相同；

所述将各所述路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并将确定的所述新的DR路由器之外的其他各所述路由设备切换为非DR路由器的步骤，包括：

根据所述目标DR路由器信息，将对应的所述路由设备切换为新的DR路由器；

将所述新的DR路由器中的所述待发送PIM hello报文进行更新，以得到第一待发送PIM hello报文；

发送所述第一待发送PIM hello报文于与所述新的DR路由器的互联接口通信连接的所述路由设备；

将所述新的DR路由器之外的其他各所述路由设备切换为非DR路由器；

将各所述非DR路由器中的所述待发送PIM hello报文进行更新，以得到各所述非DR路由器对应的第二待发送PIM hello报文；

发送各所述第二待发送PIM hello报文于与各所述非DR路由器的互联接口通信连接的所述路由设备。

在可选的实施方式中，所述将所述新的DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新的步骤，包括：

重组所述新的DR路由器中的待发送PIM hello报文，以得到所述新的DR路由器对应的第一待处理PIM hello报文；

获取所述第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级；

更新所述第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级，以使更新后的所述第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级大于所述新的DR路由器对应的所述路由器初始优先级。

在可选的实施方式中，所述将各所述非DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新的步骤，包括：

分别重组各所述非DR路由器中的待发送PIM hello报文，以得到各所述非DR路由器对应的第二待处理PIM hello报文；

获取各所述第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级；

更新各所述第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级，以使更新后的各所述第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级等于各所述非DR路由器对应的所述路由器初始优先级。

在可选的实施方式中，所述更新各所述第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级的步骤之后，所述方法还包括：

判断各所述非DR路由器中是否存在组播的地址信息和接口信息；

若是，清除各所述非DR路由器中组播的地址信息和接口信息。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

在接收到所述RP路由器发送的PIM Prune报文的情况下，删除所有所述PIM Join软表。

第二方面，本发明实施例提供一种组播系统，包括多个路由设备和RP路由器，所述RP路由器与各所述路由设备通信连接；

所述RP路由器用于向各所述路由设备发送PIM Join报文，以使各所述路由设备将所述PIM Join报文包各的多个PIM Join软表存储；

各所述路由设备用于实现如上述第一方面实施例和/或结合上述第一方面实施例可能的实施方式提供的组播流量转发方法，以在响应于所述DR路由器发送的切换指令后，将各所述路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并使所述新的DR路由器根据所述组播的地址信息和接口信息向所述RP路由器转发组播流量；其中，所述组播的地址信息和接口信息根据所述新的DR路由器中的所有所述PIM Join软表得到。

第三方面，本申请实施例提供一种路由设备，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现如上述第一方面实施例和/或结合上述第一方面实施例可能的实施方式提供的组播流量转发方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机程序在被处理器执行时实现如上述第一方面实施例和/或结合上述第一方面实施例可能的实施方式提供的组播流量转发方法。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明实施例提供的一种组播流量转发方法、组播系统、路由设备及存储介质，通过按预设规则从各路由设备中确定DR路由器，并在响应RP路由器发送的PIM Join报文后，将PIM Join报文包含的多个PIM Join软表进行存储，当DR路由器需要切换时，将各路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，最终遍历新的DR路由器中的所有PIM Join软表，根据所有PIM Join软表在新的DR路由器中添加组播的地址信息和接口信息(即，(S，G)表项)，以使新的DR路由器可以根据该组播的地址信息和接口信息向RP路由器转发组播流量。

上述组播流量转发方法可以在链路发生故障时，在确定新的DR路由器后，利用新的DR路由器本地保存的PIM Join软表，快速添加(S，G)表项的出接口，使组播流量快速完成切换并转发，切换的速率可以达到50ms以内，大大提高了组播流量的切换时间，为高质量通信提供保证。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种传统组播流量转发的示例性结构框图；

图2示出了本发明实施例提供的一种组播系统及组播系统中组播流量转发的示例性结构框图；

图3示出了本发明实施例提供的一种路由设备的示例性结构框图；

图4示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图；

图5示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图之二；

图6示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图之三；

图7示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图之四；

图8示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图五；

图9示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图六；

图10示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图七。

图标：100-组播系统；110-路由设备；1101-存储器；1102-处理器；1103-通信接口；120-RP路由器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

在实际的网络部署中，经常会遇到链路或者通信设备发生等偶发故障的现象，为了保证基本的通信需求，一般都会采取双链路的工作机制，即当主链路发生故障后，流量能自动切换到备链路，保证通信畅通。为了保证高质量的通信要求，就需要在主备切换时，流量能迅速切换，丢包率越低，通信质量越好，对于单播流量是如此，对于组播流量亦是如此。

对于组播流量的转发，有传统的两种模式可以选择，PIM-DM模式(ProtocolIndependent Multicast-Dense Mode，协议无关组播—密集模式)和PIM-SM模式(ProtocolIndependent Multicast-Sparse Mode，协议无关组播—稀疏模式)。

对于PIM-DM模式，PIM-DM使用“推(Push)模式”转发组播报文，PIM-DM会将组播源发来的组播报文扩散到整个网络的PIM路由器上，再裁剪掉不存在组成员的分支。PIM-DM通过周期性的进行“扩散(Flooding)—剪枝(Prune)”，来构建并维护一棵连接组播源和组成员的单向无环SPT(最短路径树)。

对于PIM-SM模式，PIM-SM属于稀疏模式的组播路由协议，使用“拉(Pull)模式”传送组播数据，通过RP发现、DR选举，DR发注册报文，RP回PIM Join报文等方式，构建RPT(汇集树)，从而实现组播流量的转发。

对于组播流量的切换，要满足两个方面的要求，一个是不要出现多份流，一个是实现快速切换，切换丢包率低。以下面图1提供的一种传统组播流量转发的示例性结构框图进行说明，若设定该组播流量转发的整个过程是在topo环境中进行组播流量转发，且各路由设备为SW1、SW2、SW3和SW4。若组播的上行流量从SW1->SW4，此时SW1为master，由于某种切换，此时SW2变成master，组播流量需要从SW1->SW4切换到SW1->SW2->SW4,如果SW3变成master，组播流量为SW1->SW2->SW3->SW4。无论怎么切换，SW4的10口(即，图1中SW4的Port10)出去的流量，不能出现多份流且断流时间要很短。

示例性地，若设定在topo环境中采用PIM-DM模式做组播流量切换，则基于图1的传统组播流量转发的示例性结构框图，该步骤可以描述为：若往SW1发组播数据流，往SW4发report，学group表项(即，图1中的实线箭头所示)，那么SW1～SW3都会学到(S，G)表项，并且它们相互之间都是邻居，都会添加出接口vlan3，但是流量到SW4上之后，组播数据在vlan3上flood，SW1～SW3的出接口同时又收到相同的组播数据流，在这种情况下，SW1～SW3相互发断言，从而来确定一个出接口，在这种情况下，组播数据流可以发往SW4(只有一份流)。但是如果一旦做切换，那么就保证不了流量从新的master设备出去，因为PIM-DM只有断言才能选择出接口，此时断言的结果依然还是原有的设备，新的master不会有流量出去。

若往SW1发report，学group表项，往SW4发组播数据流(即，图1中的虚线箭头所示)，那么此时SW1～SW3都会学到group表项(SW1～SW3相互发pim hello，相连的接口都会动态学成mrouter口，SW1的report报文从mrouter口转发到其他设备，SW2～SW3都会学到group表项)。根据PIM-DM“推”的模式，SW4发下来的组播数据流到达SW1～SW3，都会有(S，G)表项，入接口是vlan3,由于SW1～SW3都有group表项，所以这几台设备都会添加出接口vlan2,那么此时SW1的10口(即，图1中SW1的Port 10)将收到三份报文，出现多份流。

进一步地，若将SW1上的report报文停掉，将SW2～SW3上的group表项删除，根据PIM-DM的剪枝原理，SW2～SW3会向上发剪枝报文，通知SW4删除出接口，而SW4中的出接口只有一个vlan3，所以SW4中的vlan3出接口将被删除，在SW4上看到的(S，G)表项将不存在出接口，此时将存在流量不通的问题。

基于此，上述在topo环境中采用PIM-DM模式做组播流量的切换的方式，会存在流量不通、流量切换不成功、出现双份流的问题，不符合组播流量切换的要求。

示例性地，若设定在topo环境中采用PIM-SM模式做组播流量切换，则仍基于图1的传统组播流量转发的示例性结构框图，该步骤可以描述为：若在SW1发组播数据流，SW4发report，学group表项(即，图1中的实线箭头所示)，此时SW1～SW3都会学到(S，G)表项，但不是所有设备的表项都有出接口，由于PIM-SM中存在DR的机制，SW1～SW3会相互发PIM hello选择一个DR，而DR会封装register注册给上游的SW4，上游的SW4收到register注册后会回PIM Join报文，从而DR会添加出接口，其他设备只有(S，G)表项，没有出接口，保证了只有一份流量通，不会存在多份流的情况。

进一步地，如果SW1发report，学group表项，SW4发组播数据流(即，图1中的虚线箭头所示)，其原理同上述在SW1发组播数据流，SW4发report，学group表项的整个步骤相似，即SW1～SW3会相互发PIM hello选择一个DR，DR根据回的PIM Join报文添加出接口。

基于此，上述的topo环境中采用PIM-SM模式做组播流量的切换的方式，在上联链路出现故障后，PIM协议之间会重新选择DR，组播流量在DR选择后也能通，但是性能达不到要求。由于重新选择DR的过程是根据hello报文的priority和邻居地址大小去进行的，而PIM hello报文的收发是有时间间隔的，因此导致整个组播流量切换的时间过长，采用该方式进行组播流量切换以最终实现组播流量转发的性能不达标。基于此，必须采用某种方式去实现组播流量的快速切换并转发，为高质量通信提供保证。

基于此，本发明实施例提供了一种组播流量转发方法，以解决上述问题。

请参阅图2，图2示出了本发明实施例提供的一种组播系统100及组播系统100中组播流量转发的示例性结构框图，如图2所示，在该组播系统100中，包括多个路由设备110(即，图2中的SW1～SW3)和RP路由器120(即，图2中的SW4)，所述RP路由器120与各所述路由设备110通信连接。

其中，RP路由器120用于向各路由设备110发送PIM Join报文，以使各路由设备110将PIM Join报文包各的多个PIM Join软表存储。

需要说明的是，在RP路由器120向各路由设备110发送PIM Join报文之前，需要在各路由设备110间确定DR路由器，并由该DR路由器向RP路由器120发送register注册，当RP路由器120收到register注册后，RP路由器120才能够向各路由设备110发送PIM Join报文。

因此，各路由设备110则用于通过预设规则(例如，基于各路由设备的优先级、各路由设备互联接口的IP地址)确定DR路由器，若设定该组播流量转发的整个过程也是在topo环境中进行组播流量转发，则当基于预设规则确定了各路由设备110中的其中一个路由设备为master时，该路由设备即为DR路由器。

例如，设定SW1为DR路由器，此时DR路由器向RP路由器120发送register注册，RP路由器120收到register注册后，会回一个PIM Join报文，而此时的PIM Join报文SW1、SW2、SW3都会收到。由于SW1为DR路由器，因此SW1的(S，G)表项有出接口，而SW2和SW3只有(S，G)表项，没有出接口，所以组播流量转发最终按照SW1->SW4进行转发。

在本发明实施例中，当master链路发生故障时，各路由设备110还用于响应DR路由器发送的切换指令，将各路由设备110中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并使新的DR路由器根据组播的地址信息和接口信息(即，(S，G)表项)向RP路由器120转发组播流量，上述组播的地址信息和接口信息可以根据新的DR路由器中存储的PIM Join软表得到。

基于上述组播系统100，本发明实施例还提供一种路由设备110，请参阅图3，图3示出了本发明实施例提供的一种路由设备110的示例性结构框图，如图1所示，该路由设备110包括：存储器1101、处理器1102和通信接口1103，该存储器1101、处理器1102和通信接口1103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

存储器1101可用于存储软件程序及模块，处理器1102通过执行存储在存储器1101内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口1103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，存储器1101可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除可编程只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器1102可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器1102可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

下面以组播系统100中的各路由设备110为执行主体，对本发明实施例提供的一种组播流量转发方法进行示例性说明，请参阅图4，图4示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图。

如图4所示，上述一种组播流量转发方法应用于组播系统100中的各路由设备110，组播系统100还包括RP路由器120，RP路由器120与各路由设备110通信连接。上述组播流量转发方法可以包括以下步骤：

S210，基于预设规则，从各路由设备中确定DR路由器。

S220，响应于RP路由器发送的PIM Join报文，将PIM Join报文包含的多个PIMJoin软表进行存储。

其中，PIM Join报文基于DR路由器向RP路由器发送的注册指令得到。

S230，响应于DR路由器发送的切换指令，将各路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并将确定的新的DR路由器之外的其他各路由设备切换为非DR路由器。

S240，遍历新的DR路由器中的所有PIM Join软表，根据所有PIM Join软表在新的DR路由器中添加组播的地址信息和接口信息，以使新的DR路由器根据组播的地址信息和接口信息向RP路由器转发组播流量。

上述步骤实现了预先将PIM Join报文包含的多个PIM Join软表进行存储，在需要切换DR路由器时，直接根据存储的PIM Join软表中的信息在新的DR路由器中添加组播的地址信息和接口信息，实现组播流量快速切换以使组播流量转发通畅的过程。

具体地，步骤S210为基于预设规则从各路由设备中确定DR路由器，以便于通过该DR路由器向RP路由器发送register注册，以进一步接收RP路由器发送的PIM Join报文的过程。

在本发明实施例中，上述预设规则可以为，基于上述各路由设备对应的优先级、各路由设备互联接口的IP地址来确定DR路由器。

例如，基于前文的topo环境，以及图2提供的组播系统100中组播流量转发的示例性结构框图对确定DR路由器的过程进行说明：

在各路由设备(例如，图2中的SW1、SW2、SW3)初始化完成后，SW1，SW2，SW3则会通过其vlan 2互联接口相互发PIM hello报文，由于各路由设备发送的PIM hello报文中携带有各路由设备对应的优先级和互联接口的IP地址，则可以通过比较优先级的大小来确定DR路由器。由于此时SW1、SW2、SW3初始化完成，则PIM hello报文中的priority(优先级)都为DR_PRIORITY_1，此时想要选择出vlan2的DR路由器，则需要比较各路由设备中vlan 2互联接口的IP地址，并将IP地址最大的对应路由设备确定为DR路由器。

在基于预设规则，从各路由设备中确定DR路由器之后，则继续执行步骤S220，响应于RP路由器发送的PIM Join报文，将PIM Join报文包含的多个PIM Join软表进行存储。

例如，基于前文的topo环境，以及图2提供的组播系统100中组播流量转发的示例性结构框图，若设定步骤S210中确定的DR路由器为SW1，则此时SW1会向RP路由器发送register注册，RP路由器收到register注册后，会回一个PIM Join报文于各路由设备(例如，图2中的SW1、SW2、SW3)，即当各路由设备响应RP路由器发送的PIM Join报文后，在各自设备上将PIM Join报文包含的多个PIM Join软表进行存储。

需要说明的是，PIM Join的软表可以保存多条，无资源限制，且DR路由器和非DR路由器都保存该PIM Join的信息。当各路由设备的端口收到PIM Prune报文后，则会删除PIMJoin软表，只保留最新的PIM Join状态。

在步骤S220将PIM Join报文包含的多个PIM Join软表存储完毕后，则继续执行步骤S230。

在步骤S230中，当步骤S210中确定的DR路由器的链路发生故障后，则该DR路由器会发送切换指令于其他路由设备，在其他各路由设备响应DR路由器发送的切换指令后，将各路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，同时除新的DR路由器之外的其他路由设备无论之前是否为DR路由器，均设置为非DR路由器。上述过程可以通过各路由设备的PIM-SM模块实现。

示例性地，基于前文的topo环境，以及图2提供的组播系统100中组播流量转发的示例性结构框图，若设定步骤S210中确定的DR路由器为SW1，当SW1的链路发生故障，SW2被选择为新的DR路由器的情况下，则SW1将传递一个SW2为新的DR路由器的消息于SW2的PIM-SM模块。

进一步地，当SW2的PIM-SM模块在收到上述消息后，立即将本路由设备设置为新的DR路由器，将待发送的PIM hello报文重组，并将重组后待发送PIM hello报文的priority变大(即，使其对应的优先级大于初始化时的优先级DR_PRIORITY_1)并立即发送于通过互联接口通信连接的路由设备。

同时，上述包含有SW2为新的DR路由器的消息将传递于其他路由设备(例如，图2中的SW3)，当SW3的PIM-SM模块在收到上述消息后，立即将本路由设备设置为非DR路由器，将待发送的PIM hello报文重组，并将重组后待发送PIM hello报文的priority设置为初始化时的优先级DR_PRIORITY_1(即，使其对应的优先级等于初始化时的优先级

在步骤S230将各路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并将确定的新的DR路由器之外的其他各路由设备切换为非DR路由器后，则继续执行步骤S240。

在步骤S240中，由于新的DR路由器以及非DR路由器已经确定，则可以遍历新的DR路由器中的所有PIM Join软表，利用所有PIM Join软表，添加(S，G)表项出接口(即，在新的DR路由器中添加组播的地址信息和接口信息)，以使新的DR路由器根据所述组播的地址信息和接口信息向RP路由器转发组播流量。此时，PIM Join的软表不删除，软表的删除操作只在收到PIM Prune报文后才去执行。

同时，非DR路由器则会清除其存在的(S，G)表项(例如，此时的SW1由于步骤S210中确定为DR路由器，存在(S，G)表项，则需要将该(S，G)表项清除)，且非DR路由器不需要遍历其存储的所有PIM Join软表。

基于上述设置，在DR路由器切换前，由于SW1，SW2，SW3都能收到PIM Join报文，在各自路由设备上保存所有PIM Join软表，一旦发生DR路由器的切换，就直接利用本地的PIMJoin软表中的信息去添加(S，G)表项的出接口，新的DR路由器不用再去通过发register注册，利用RP路由器回的PIM Join报文信息去添加(S，G)表项的出接口，节省了整个过程的时间。

本发明实施例提供的一种组播流量转发方法，通过按预设规则从各路由设备中确定DR路由器，并在响应RP路由器发送的PIM Join报文后，将PIM Join报文包含的多个PIMJoin软表进行存储，当DR路由器需要切换时，将各路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，最终遍历新的DR路由器中的所有PIM Join软表，根据所有PIM Join软表在新的DR路由器中添加组播的地址信息和接口信息(即，(S，G)表项)，以使新的DR路由器可以根据该组播的地址信息和接口信息向RP路由器转发组播流量。

上述组播流量转发方法可以在链路发生故障时，在确定新的DR路由器后，利用新的DR路由器本地保存的PIM Join软表，快速添加(S，G)表项的出接口，使组播流量快速完成切换并转发，切换的速率可以达到50ms以内，大大提高了组播流量的切换时间，为高质量通信提供保证。

可选地，S210步骤中基于预设规则从各路由设备中确定DR路由器的具体过程可以通过下述步骤实现：

在图4的基础上，请参阅图5，图5示出了本发明实施例提供的组播流量转发方法的流程示意图之二，S210步骤中基于预设规则，从各路由设备中确定DR路由器的步骤，包括：

S211，初始化各路由设备。

S212，获取各路由设备对应互联接口的IP地址。

S213，判断各IP地址的大小，将最大的IP地址对应的路由设备确定为DR路由器。

上述步骤实现了在初始化各路由设备后，基于各路由设备对应互联接口的IP地址确定DR路由器的过程。

示例性地，基于前文的topo环境，以及图2提供的组播系统100中组播流量转发的示例性结构框图，当SW1、SW2、SW3初始化完毕后，则PIM hello报文中的priority(优先级)都为DR_PRIORITY_1，即SW1、SW2、SW3对应的优先级相同。此时，则需要比较各路由设备中vlan 2互联接口的IP地址，并将IP地址最大的对应路由设备确定为DR路由器。

例如，若SW1中vlan 2互联接口的IP地址最大，则将SW1确定为DR路由器，该逻辑为PIM-SM协议中本身存在的逻辑。

可选地，由于DR路由器发送的切换指令包含目标DR路由器信息，且各路由设备中预存有待发送PIM hello报文，在确定新的DR路由器以及非DR路由器的过程中，还需要将待发送PIM hello报文重组，并将重组后的待发送PIM hello报文中包含的各路由设备对应的优先级信息更新。上述具体过程可以通过下述步骤实现：

在图5的基础上，请参阅图6，图6示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图之三，切换指令包含目标DR路由器信息，各路由设备中预存有待发送PIMhello报文，各待发送PIM hello报文中包含各路由设备对应的路由器初始优先级，各路由设备对应的路由器初始优先级相同。

S230步骤中将各路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并将确定的新的DR路由器之外的其他各路由设备切换为非DR路由器的步骤，包括：

S231，根据目标DR路由器信息，将对应的路由设备切换为新的DR路由器。

S232，将新的DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新，以得到第一待发送PIM hello报文。

S233，发送第一待发送PIM hello报文于与新的DR路由器的互联接口通信连接的路由设备。

S234，将新的DR路由器之外的其他各路由设备切换为非DR路由器。

S235，将各非DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新，以得到各非DR路由器对应的第二待发送PIM hello报文。

S236，发送各第二待发送PIM hello报文于与各非DR路由器的互联接口通信连接的路由设备。

上述步骤实现了确定新的DR路由器以及非DR路由器，并且将新的DR路由器以及非DR路由器对应的待发送PIM hello报文进行更新并发送的过程。

可选地，S232步骤中将新的DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新的具体过程可以通过下述步骤实现：

在图6的基础上，请参阅图7，图7示出了本发明实施例提供的组播流量转发方法的流程示意图之四，S232步骤中将新的DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新的步骤，包括：

S2321，重组新的DR路由器中的待发送PIM hello报文，以得到新的DR路由器对应的第一待处理PIM hello报文。

S2322，获取第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级。

S2323，更新第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级，以使更新后的第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级大于新的DR路由器对应的路由器初始优先级。

上述步骤实现了将新的DR路由器对应的待发送PIM hello报文重组，并将重组后的待发送PIM hello报文中包含的该路由设备对应的优先级信息更新的过程。

可选地，S235步骤中将各非DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新的具体过程可以通过下述步骤实现：

在图6的基础上，请参阅图8，图8示出了本发明实施例提供的组播流量转发方法的流程示意图之五，S235步骤中将各非DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新的步骤，包括：

S2351，分别重组各非DR路由器中的待发送PIM hello报文，以得到各非DR路由器对应的第二待处理PIM hello报文。

S2352，获取各第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级。

S2353，更新各第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级，以使更新后的各第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级等于各非DR路由器对应的路由器初始优先级。

上述步骤实现了将各非DR路由器对应的待发送PIM hello报文重组，并将重组后的待发送PIM hello报文中包含的各路由设备对应的优先级信息更新的过程。

示例性地，基于前文的topo环境，以及图2提供的组播系统100中组播流量转发的示例性结构框图，若设定步骤S210中确定的DR路由器为SW1，当SW1的链路发生故障，SW2被选择为新的DR路由器的情况下，则结合上述步骤确定新的DR路由器以及非DR路由器的具体过程可以举例描述如下：

在SW2被选择为新的DR路由器的情况下，SW1将传递一个SW2为新的DR路由器的消息(即，切换指令包含目标DR路由器信息)于SW2的PIM-SM模块。

进一步地，当SW2的PIM-SM模块在收到上述消息后，立即将本路由设备设置为新的DR路由器，将待发送的PIM hello报文重组，并将重组后待发送PIM hello报文的priority变大(即，使其对应的优先级大于初始化时的路由器初始优先级DR_PRIORITY_1)，并立即将更新完毕优先级信息的重组后的待发送PIM hello报文发送于与SW2通过互联接口通信连接的路由设备。

同时，上述包含有SW2为新的DR路由器的消息将传递于其他路由设备(例如，图2中的SW3)，当SW3的PIM-SM模块在收到上述消息后，立即将本路由设备设置为非DR路由器，将待发送的PIM hello报文重组，并将重组后待发送PIM hello报文的priority设置为初始化时的优先级DR_PRIORITY_1(即，使其对应的优先级等于初始化时的路由器初始优先级DR_PRIORITY_1)，并立即将更新完毕优先级信息的重组后的待发送PIM hello报文发送于与SW3通过互联接口通信连接的路由设备。

需要说明的是，在新的DR路由器确认完毕后，根据PIM hello报文的priority，由于上述步骤将新的DR路由器的待发送PIM hello报文的priority变大，后续在组播流量的转发过程中会一直将该新的DR路由器选择为DR路由器，直到下一次DR路由器发生切换。

可选地，S2353步骤中更新各第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级之后，还需要将各所述非DR路由器中存在的(S，G)表项清除，该具体过程可以通过下述步骤实现：

在图8的基础上，请参阅图9，图9示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图之六，S2353步骤中更新各第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级的步骤之后，该组播流量转发方法还包括：

S2354，判断各非DR路由器中是否存在组播的地址信息和接口信息。

S2355，若是，清除各非DR路由器中组播的地址信息和接口信息。

若否，返回执行步骤S2354。

上述步骤实现了将确定的各非DR路由器中存在的(S，G)表项清除的过程。

可选地，当各路由设备的端口收到RP路由器发送的PIM Prune报文后，则会删除对应的PIM Join软表，只保留最新的PIM Join状态，该过程可以通过下述步骤实现：

在图4的基础上，请参阅图10，图10示出了本发明实施例提供的一种组播流量转发方法的流程示意图之七，该组播流量转发方法还包括：

S250，在接收到RP路由器发送的PIM Prune报文的情况下，删除所有PIM Join软表。

上述步骤实现了在接收到RP路由器发送的PIM Prune报文的情况下，各路由设备将对应的所有PIM Join软表删除的过程。

需要说明的是，在步骤240遍历新的DR路由器中的PIM Join软表，根据所述PIMJoin软表在所述新的DR路由器中添加组播的地址信息和接口信息的过程中，各路由设备的PIM Join软表均不删除，软表的删除操作只在接收到PIM Prune报文后才去执行。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种组播系统100，如图2所示，该组播系统100包括多个路由设备110和RP路由器120，所述RP路由器120与各所述路由设备110通信连接。

其中，所述RP路由器120用于向各路由设备110发送PIM Join报文，以使各路由设备110将PIM Join报文包各的多个PIM Join软表存储。

各路由设备110用于实现如上述实施例和/或结合上述实施例可能的实施方式提供的组播流量转发方法，以在响应于DR路由器发送的切换指令后，将各路由设备110中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并使新的DR路由器根据组播的地址信息和接口信息向RP路由器120转发组播流量。

其中，组播的地址信息和接口信息根据新的DR路由器中的所有PIM Join软表得到。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器1102执行时实现上述实施例中提供的组播流量转发方法。

其中，前述计算机程序运行时执行的各步骤，在此不再一一赘述，可参考前文对所述组播流量转发方法的解释说明。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组播流量转发方法，其特征在于，应用于组播系统中的各路由设备，所述组播系统还包括RP路由器，所述RP路由器与各所述路由设备通信连接；

所述方法包括：

基于预设规则，从各所述路由设备中确定DR路由器；

响应于所述RP路由器发送的PIM Join报文，将所述PIM Join报文包含的多个PIM Join软表进行存储；其中，所述PIM Join报文基于所述DR路由器向所述RP路由器发送的注册指令得到；

响应于所述DR路由器发送的切换指令，将各所述路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并将确定的所述新的DR路由器之外的其他各所述路由设备切换为非DR路由器；

遍历所述新的DR路由器中的所有所述PIM Join软表，根据所有所述PIM Join软表在所述新的DR路由器中添加组播的地址信息和接口信息，以使所述新的DR路由器根据所述组播的地址信息和接口信息向所述RP路由器转发组播流量。

2.根据权利要求1所述的组播流量转发方法，其特征在于，各所述路由设备设置有互联接口，所述基于预设规则，从各所述路由设备中确定DR路由器的步骤，包括：

初始化各所述路由设备；

获取各所述路由设备对应所述互联接口的IP地址；

判断各所述IP地址的大小，将最大的所述IP地址对应的所述路由设备确定为所述DR路由器。

3.根据权利要求2所述的组播流量转发方法，其特征在于，所述切换指令包含目标DR路由器信息，各所述路由设备中预存有待发送PIM hello报文，各所述待发送PIM hello报文中包含各所述路由设备对应的路由器初始优先级，各所述路由设备对应的所述路由器初始优先级相同；

所述将各所述路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并将确定的所述新的DR路由器之外的其他各所述路由设备切换为非DR路由器的步骤，包括：

根据所述目标DR路由器信息，将对应的所述路由设备切换为新的DR路由器；

将所述新的DR路由器中的所述待发送PIM hello报文进行更新，以得到第一待发送PIMhello报文；

发送所述第一待发送PIM hello报文于与所述新的DR路由器的互联接口通信连接的所述路由设备；

将所述新的DR路由器之外的其他各所述路由设备切换为非DR路由器；

将各所述非DR路由器中的所述待发送PIM hello报文进行更新，以得到各所述非DR路由器对应的第二待发送PIM hello报文；

发送各所述第二待发送PIM hello报文于与各所述非DR路由器的互联接口通信连接的所述路由设备。

4.根据权利要求3所述的组播流量转发方法，其特征在于，所述将所述新的DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新的步骤，包括：

重组所述新的DR路由器中的待发送PIM hello报文，以得到所述新的DR路由器对应的第一待处理PIM hello报文；

获取所述第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级；

更新所述第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级，以使更新后的所述第一待处理PIM hello报文中的路由器优先级大于所述新的DR路由器对应的所述路由器初始优先级。

5.根据权利要求3所述的组播流量转发方法，其特征在于，所述将各所述非DR路由器中的待发送PIM hello报文进行更新的步骤，包括：

分别重组各所述非DR路由器中的待发送PIM hello报文，以得到各所述非DR路由器对应的第二待处理PIM hello报文；

获取各所述第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级；

更新各所述第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级，以使更新后的各所述第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级等于各所述非DR路由器对应的所述路由器初始优先级。

6.根据权利要求5所述的组播流量转发方法，其特征在于，所述更新各所述第二待处理PIM hello报文中的路由器优先级的步骤之后，所述方法还包括：

判断各所述非DR路由器中是否存在组播的地址信息和接口信息；

若是，清除各所述非DR路由器中组播的地址信息和接口信息。

7.根据权利要求1所述的组播流量转发方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到所述RP路由器发送的PIM Prune报文的情况下，删除所有所述PIM Join软表。

8.一种组播系统，其特征在于，包括多个路由设备和RP路由器，所述RP路由器与各所述路由设备通信连接；

所述RP路由器用于向各所述路由设备发送PIM Join报文，以使各所述路由设备将所述PIM Join报文包各的多个PIM Join软表存储；

各所述路由设备用于执行如权利要求1-7任一项所述的组播流量转发方法，以在响应于所述DR路由器发送的切换指令后，将各所述路由设备中的另一路由设备切换为新的DR路由器，并使所述新的DR路由器根据所述组播的地址信息和接口信息向所述RP路由器转发组播流量；其中，所述组播的地址信息和接口信息根据所述新的DR路由器中的所有所述PIMJoin软表得到。

9.一种路由设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1 7中任一项所述的组播流量转发方法。

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如权利要求1 7中任一项所述的组播流量转发方法。