CN1539227A - 用于对查询节点分类的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对查询节点分类的方法，包括：从该节点接收查询消息；检查该查询消息；当该消息是第一消息类型，并且节点未被分类或被分类为第二节点类型，就将该节点分类为第一节点类型；以及当该消息是第二消息类型并且该节点未被分类，就将该节点分类为第二节点类型。本发明还公开了一种用于对查询节点分类的装置。

Description

用于对查询节点分类的方法和装置

技术领域

本发明一般地涉及互联网组播，特别地涉及用于区分不同类型的传输组播群组查询的查询节点的方法和装置。

背景技术

互联网协议(IP)组播路由器使用互联网组管理协议(IGMP)以学习相邻节点的组播群组成员，如标题为“Internet GroupManagement Protocol，Version 2”，1997年9月(在下文称为RFC2236)的注释2236的互联网工程任务组请求中所述，这里将其引入作为参考。IGMP定义的以实现这种学习的协议交换涉及相邻节点，这些相邻节点向IP组播路由器发送成员报告，这些成员报告指示相邻节点参与其中的组播群组。成员报告可以是主动提供的或者是对从IP组播路由器接收的成员查询的响应。

近来出现了新种类的节点，它们感兴趣于学习相邻节点的IP组播群组成员。该新种类的节点在下文称为IP组播查询器，发送IGMP成员查询而不参与IP组播路由协议。IP组播查询器比如可以是局域网(LAN)交换机，学习附有LAN的IP主机的组播群组成员，从而通过代理将这些组播群组报告给IP组播路由器，并从而避免从这些IP组播路由器接收的IP组播业务的不必要的扩散。

随着IP组播查询器的出现，针对节点需要一种方法尽可能好地区分两类相邻节点，从这两类节点可接收IGMP成员查询，两类相邻接点即一方面的IP组播路由器和另一方面的IP组播查询器。否则，相邻IP组播路由器会被误认为是IP组播查询器，或者相反，导致到这些相邻节点的消息的不当抑制或传输。比如，虽然一般要求IP组播路由器接收所有IP组播数据分组，但IP组播查询器并不具有这样全面的权力。

发明内容

本发明在于对查询节点分类。分类信息有助于区分组播查询器和组播路由器，组播查询器可以接收组播群组成员信息但不接收组播路由协议数据分组，组播路由器可以接收组播群组成员信息和组播路由协议数据分组。

在一个实施方式中，本发明提供了一种用于对查询节点分类的方法，其中该方法包括从节点接收查询消息，检查查询消息和将节点分类为组播路由器或组播查询器。当该消息是组播路由协议查询消息，并且查询节点未被分类或被分类为组播查询器，就将该节点分类为组播路由器。另一方面，当该消息是组播群组查询消息并且该节点未被分类，就将该节点分类为组播查询器。

在另一实施方式中，本发明提供了一种数据通信网络，该网络包括多个分类后的节点以及具有多个端口和一个或多个数据库的分类节点。该数据库包括的条目将分类后的节点与各端口相关联，在各端口上分类节点接收来自分类后的节点的消息。分类后的节点包括至少一个被分类为组播查询器的节点。

在本发明的一个实施方式中，分类节点经过与分类后的节点相关的端口，将组播群组成员报告消息传输到分类后的节点。

在本发明的另一实施方式中，分类节点经过与分类后的节点相关的端口，将组播路由协议数据分组传输到被分类为组播路由器的节点。

在又一实施方式中，本发明提供了一种互联网协议(IP)组播路由器，包括从节点接收查询消息的端口，为该节点存储分类信息的存储器，以及连接到端口和存储器的分类引擎。该分类引擎检查查询消息，当该消息是组播路由协议查询消息，并且该节点未被分类或被分类为组播查询器，就将该节点分类为组播路由器。当该消息是组播群组查询消息，并且该节点未被分类，分类引擎就将该节点分类为组播查询器。

因此应当理解，本方法和装置使得节点区分可以传输成员查询的两类节点，即IP组播路由器和IP组播查询器。这有助于实现到查询节点的IP组播消息的正确抑制和传输。

附图说明

对照如下详细说明、所附权利要求书和附图而考虑，将会更全面地理解本发明的这些以及其他特征、方面和优点，其中：

图1是根据本发明一个实施方式的包括IP组播路由器和IP组播查询器的数据通信网络的示意框图；

图2是根据本发明一个实施方式的分类节点和分类后的节点的示意框图；

图3是根据本发明一个实施方式的充当分类节点的IP组播路由器的示意框图；

图4是根据本发明一个实施方式的查询节点的状态转变图；

图5是根据本发明一个实施方式的分类查询节点的过程流程图；

图6是根据本发明一个实施方式的路由器或查询器计时器处理流程图；

图7是根据本发明一个实施方式的为查询节点存储分类信息的数据库的设计图。

具体实施方式

图1是一个数据通信网络的示意框图，根据本发明的一个实施方式，该网络包括IP组播路由器10，20和IP组播查询器30(共同地称为IP组播节点)，它们经过电缆或其他传输介质比如无线相互地连接。组播路由器10，20和查询器30分别与端系统60，70，80，90相连，这些端系统还经由电缆或其他传输介质，比如无线与路由器10，20和查询器30互相连接。路由器10，20，查询器30和端系统60，70，80，90优选地使用局域网通信介质比如以太网或令牌网进行通信。以太网局域网通信介质不限于10兆位以太网，而是包括其他变形比如高速以太网，千兆以太网，10千兆以太网和802.11b无线以太网。

组播路由器10，20可以是具有网络接口的网关设备，用于将端系统60，70，80，90发起的组播通信传送到指定的IP组播群组成员。路由器10，20还包括逻辑电路，用于根据RFC 2236提出的IGMP维护并与相邻的IP组播节点交换组播群组成员信息。

组播查询器30可以是网关设备，比如请求和接收IGMP组播群组成员信息，但不参与IP组播路由协议的第2层LAN交换机。然而，组播查询器不限于交换机，可以包括控制组播分组流入局域网的任何设备。

终端系统60，70，80，90可以是网络终端站，比如个人计算机，工作站或服务器。

图2说明图1的系统中的两个节点，其中一个节点是分类节点100，另一个节点是分类后的节点102。根据本发明的一个实施方式，分类节点100是IP组播路由器，比如路由器10或20。分类后的节点是诸如IP组播路由器10，20或查询器30的节点，传输IGMP组播群组查询消息104到分类节点100。

分类节点100将分类后的节点102分类为IP组播查询器或IP组播路由器。分类节点100主动地或在接收到组播群组查询消息时将IGMP组播群组报告106传输到分类后的节点102。如果分类后的节点102被分类为IP组播路由器，分类节点100也就将IP组播路由协议数据分组传输到分类后的节点102。IP组播查询器不参与IP组播路由协议，也不接收IP组播路由协议数据分组。

图3是根据本发明的一个实施方式充当分类节点的IP组播路由器200的示意框图。路由器200优选地包括分组缓冲器202，分类引擎204，一个或多个数据库206，以及应用引擎208。分组缓冲器202优选地是FIFO缓冲器。分类和应用引擎206，208可用软件、固件和/或硬件实现。数据库206可用存储器206比如随机访问存储器或类似物实现。

当然应理解的是，图3说明了IP组播路由器的框图，而未掩盖本发明创造性的方面，其中额外元件和/或部件对于路由器而言可能是所需的。图3中未示出的这些额外元件和/或部件对本领域技术人员是熟知的。比如路由器200可包括除示出部件之外的管理引擎(policing engine)和单独的分组分类引擎。

路由器200优选地接收查询节点经过它的端口(未示出)传输的入站分组210，并将它们存储在分组缓冲器202中。分组可包括IGMP组播群组成员查询消息或组播路由协议查询消息，比如距离向量组播路由协议(DVMRP)或协议独立组播(PIM)控制消息。

分组缓冲器202可包括用于接收和暂时存储分组的分组FIFO。分组缓冲器202优选地向分类引擎204提供其存储的分组或部分，用于根据常规的方法分类和/或确定传输入站分组210的查询节点的分类。

分组缓冲器202可包括报头数据提取器或报头数据高速缓存或者二者兼有。报头数据提取器可用于从分组中提取一个或多个域，并将提取的域存储在报头数据高速缓存中作为提取的报头数据。提取的报头数据可包括但不限于分组报头数据的一些或全部。比如，提取的报头数据可包括查询类型，IP组播群组地址和/或类似部分。

输出信号216中的提取的报头数据提供到分类引擎204用于处理。提取的报头数据也可在输出信号218中提供到应用引擎208。在其他实施方式中，输出信号216，218可包括整个入站分组而不是提取的报头数据，或除了提取的报头数据之外包括整个入站分组。

分类引擎204基于分组中包含的查询消息的类型对传输入站分组210的查询节点分类。分类引擎还识别在其上接收入站分组210的端口。然后将用于该查询节点的端口和分类信息存储于数据库206。

应用引擎208向分组缓冲器202提供应用数据214，用于作为出站分组212的部分传输，应用数据214可包括IGMP组播群组成员报告消息和IP组播路由协议数据。根据本发明的一个实施方式，经过在其上接收入站分组的端口，将IGMP组播群组成员报告传输到查询节点。传输该报告并不考虑查询节点的分类。

如果查询节点被分类为IP组播路由器，就将IP组播路由协议数据分组传输到该查询节点。分组是经过在其上接收入站分组的端口传输的。

图4是根据本发明一个实施方式的查询节点的状态转变图。查询节点最初在未分类状态300开始，其中该节点既未被分类为IP组播查询器也未被分类为IP组播路由器。在分类节点从查询节点接收到初始的IGMP组播群组查询消息304时，该节点从未分类状态300转变到查询器状态302。在接收到查询消息时进而初始化查询节点的查询器计时器。从查询节点接收到额外组播群组查询消息306，会使得查询节点保持在查询器状态302，并引起查询器计时器复位。当查询器计时器超时308，而分类节点仍未从查询节点接收到组播群组查询消息时，查询节点被删除，节点转变到未分类状态300。

当分类节点从作为未分类300或被分类在查询器状态302的查询节点接收到组播路由协议查询消息(路由器查询)310，312时，该节点就转变到组播路由器状态314。查询节点的路由器计时器也是在接收到路由器查询时被初始化。这些路由器查询包括但不限于DVMRP或PIM控制消息分组。

被分类在组播路由器状态314的查询节点从分类节点接收IGMP成员报告以及其他IP组播数据分组。从查询节点接收到额外的路由器查询316或组播群组查询318，使得查询节点保持在组播路由器状态314。根据本发明的一个实施方式，从查询节点接收路由器查询316引起相关路由器计时器的复位。然而，接收到被分类在组播路由器状态314的组播群组查询318并不复位路由器计时器或查询器计时器。当路由器计时器超时320，而分类节点并未从查询节点接收到路由器查询时，查询节点就转变到查询器状态302。

图5是根据本发明一个实施方式的分类查询节点的过程流程图。该过程从步骤400开始，分类节点确定是否已接收到查询消息分组。如果答案是“是”，对分组的类型进行确定。当分组是如步骤402中所确定的组播群组查询分组，并且查询节点是如步骤404中所确定的未被分类的节点或已被分类为组播查询器的节点时，该节点就在步骤406中被分类或重分类为组播查询器节点。与该查询节点相关的查询器计时器在步骤408中也被初始化或复位。在步骤410中，识别在其中接收分组的端口。在步骤412中，更新数据库206以反映出经过识别的端口传输节点是查询器节点。然后IGMP组播成员组报告消息可经过识别的端口传输到查询节点。

然而，如果如步骤416中确定的，在接收到组播群组查询分组时，查询节点已被分类为组播路由器节点，该节点就保持自己当前的分类状态。因此，该节点在步骤407中继续被分类为组播路由器节点，而无需在路由器计时器或查询器计数器中复位。在步骤410中进一步识别接收组播群组查询分组的端口，并在步骤412中相应地更新数据库。

如果如步骤418中所确定的，分类节点接收到组播路由协议查询消息分组而不是组播群组查询分组，路由器计时器在步骤426中被初始化或复位。在步骤407中，查询节点被分类或重分类为组播路由器节点。无论该节点当前未被分类，被分类为组播查询器节点，或被分类为组播路由器节点，都会发生这种情况。在步骤410中，识别接收路由协议查询消息分组的端口，并在步骤412中基于该信息相应地更新数据库。然后经过识别的端口可以向查询节点传输后续的组播路由协议数据分组。

图6是根据本发明一个实施方式的查询器或路由器计时器的计时器处理流程图。过程从步骤430开始，分类引擎204确定被监控的计时器是否超时。如果答案是“是“，并且如步骤432中所确定的，查询器计时器超时，该节点在步骤434中被删除。相应地，通过删除该节点的分类和端口信息在步骤440中也更新数据库206。

当如步骤436中所确定的，路由器计时器已超时，该节点在步骤438中被重分类为组播查询器，并在步骤442中复位查询器计时器。在步骤440中，也随着新的分类信息更新该节点的数据库条目。

图7是根据本发明一个实施方式由分类节点维护的图3中数据库206的设计图。数据库优选地包括条目，这些条目将查询节点与在其上接收来自这些节点的查询消息的端口相关联。根据所述的实施方式，每个条目包括源地址500，端口号502，分类504以及虚拟局域网(VLAN)号506。源地址500对应于查询节点的源地址。端口号502优选地识别分类节点上的端口，经过该端口接收由查询节点传输的查询消息。这些查询消息可包括组播群组查询或组播路由器查询。VLAN号506识别在其上接收查询消息的VLAN。分类504域识别如分类引擎204所确定的查询节点的分类。

根据本发明的一个实施方式，组播成员报告经过数据库206中识别的相关端口传输到查询节点。然而，经过IGMP，将IP组播路由协议数据分组传输到与已被分类为组播路由器或请求特定数据流的节点相关的端口。

虽然已在某些特别的实施方式中说明了本发明，本领域的技术人员可以不背离本发明的范围和构思毫无困难地作出变形。因此应当理解的是本发明可以以特定说明之外的其他方式实现。因此，本发明的这些实施方式从各方面都应被看作是示例性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求书及其等价方式限定而非前述描述限定。

Claims (23)

1.一种用于对查询节点分类的方法，包括：

从该节点接收查询消息；

检查该查询消息；

当该消息是第一消息类型，并且节点未被分类或被分类为第二节点类型，就将该节点分类为第一节点类型；以及

当该消息是第二消息类型并且该节点未被分类，就将该节点分类为第二节点类型。

2.根据权利要求1的方法，其中第一节点类型是IP组播路由器。

3.根据权利要求2的方法，其中第二节点类型是IP组播查询器。

4.根据权利要求1的方法，其中第一消息类型是组播路由协议查询。

5.根据权利要求4的方法，其中第二消息类型是组播群组查询。

6.根据权利要求1的方法，还包括：当该节点被分类为第二节点类型，并且经过预定数量的时间还没有从该节点接收到第二消息类型的消息，就将该节点删除。

7.根据权利要求1的方法，还包括：当该节点被分类为第一节点类型，并且经过预定数量的时间还没有从该节点接收到第一节点类型的消息，就将该节点重分类为第二节点类型。

8.根据权利要求1的方法，还包括传输报告消息到该节点。

9.根据权利要求1的方法，还包括：当该节点被分类为第一节点，就传输组播路由协议数据分组到该节点。

10.一种数据通信网络，包括：

多个分类后的节点；以及

具有多个端口和一个或多个数据库的分类节点；

其中数据库具有的条目将一些分类后的节点与多个端口之一分别相关联，在这些端口上由分类节点分别从一些分类后的节点接收各自一些信息，以及

其中分类后的节点包括被分类节点分类为组播查询器的至少一个节点。

11.根据权利要求10的网络，其中分类节点是组播路由器。

12.根据权利要求10的网络，其中接收的消息包括IP组播群组成员查询。

13.根据权利要求10的网络，其中分类节点通过与分类后的节点相关的端口，将组播群组成员报告消息传输到分类后的节点。

14.根据权利要求10的网络，其中分类节点通过与分类后的节点相关的端口，将组播路由协议数据分组传输到被分类为组播路由器的节点。

15.一种互联网协议(IP)组播路由器，包括：

从节点接收查询消息的端口；

为该节点存储分类信息的存储器；

连接到端口和存储器的分类引擎，其特征在于，分类引擎检查查询消息，并当该消息是第一消息类型，并且该节点未被分类或被分类为第二节点类型时，就将该节点分类为第一节点类型，当该消息是第二消息类型并且该节点未被分类时，就将该节点分类为第二节点类型。

16.根据权利要求15的路由器，其中第一节点是组播路由器。

17.根据权利要求16的路由器，其中第二节点是组播查询器。

18.根据权利要求15的路由器，其中第一消息类型是组播路由协议查询。

19.根据权利要求18的路由器，其中第二消息类型是组播群组查询。

20.根据权利要求15的路由器，其特征还在于，当该节点被分类为第二节点类型，并且经过预定数量的时间还没有从该节点接收到第二消息类型的消息时，分类引擎就删除该节点。

21.根据权利要求15的路由器，其特征还在于，当该节点被分类为第一节点类型，并且经过预定数量的时间还没有从该节点接收到第一消息类型的消息时，分类引擎就将该节点重分类为第二节点类型。

22.根据权利要求15的路由器，其中，端口还传输报告消息到节点。

23.根据权利要求15的路由器，其中，当节点被分类为第一节点类型，端口还传输数据分组到该节点。

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