CN1716904A

CN1716904A - 一种基于多业务传输平台的组播实现方法

Info

Publication number: CN1716904A
Application number: CNA2004100601692A
Authority: CN
Inventors: 彭忠文; 钟来军; 刘建华
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-04
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: US20070127477A1; WO2006002596A1; CN100542127C; EP1722520A1; EP1722520A4

Abstract

本发明提供一种基于多业务传输平台的组播实现方法，本发明通过在基于多业务传输平台的源端网络节点到多个目的端网络节点间建立标签交换路径组播树，使组播数据报文能够根据该标签交换路径组播树实现从源端网络节点到多个目的端网络节点的组播传输，简化了网络节点进行组播数据报文多方转发的过程；本发明通过使用标签交换路径，并支持多协议标签交换，使本发明能够实现业务保护功能、流量管理、流量工程，同时提供良好的服务质量，适合大型组网要求；从而实现了简化组播实现方法，对通讯网络进行有效的、可营运、可控管理，为网络终端提供可靠服务质量保证的目的。

Description

一种基于多业务传输平台的组播实现方法

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种基于多业务传输平台的组播实现方法。

背景技术

在宽带网络的建设和运营过程中，业务是先导，是核心已经是不争的事实。目前，随着人们对视频业务需求的增长，组播业务作为支持视频业务的最佳方式得到了迅速的发展，组播业务是未来最具发展潜力的业务之一。

组播业务的迅速发展，对网络的运营提出了新的要求，一方面，要求网络提供更高的传输带宽；另一方面，要求网络对组播业务提供有效的、可营运、可管理的支持。

MSTP(多业务传输平台)作为业务传输的主要载体之一的，其应用范围非常广泛，因此，在MSTP中实现对组播业务的支持是非常重要的。

目前在MSTP中实现组播业务主要包括如下两种方法：

方法一：采用传统的C/S(客户/服务器)模型来实现组播业务，具体实现方法如附图1所示：

在图1中，视频服务器启动媒体流播放进程，作为媒体流服务器，当客户端想接受某视频服务器数据时，通过视频服务器的IP地址，与视频服务器建立连接，连接方式如TCP连接等，媒体流服务器通过维护客户列表，采用轮循方式向需要该媒体流的每个客户端发送媒体流，如客户端A、客户端B、客户端C都需要该媒体流，媒体流服务器分三次将该媒体流传输至MSTP设备1，并分别通过MSTP设备3、MSTP设备2、MSTP设备4将媒体流传输至客户端A、客户端B和客户端C。

在该组播业务的实现方法中可明显看出，MSTP设备并不主动完成组播数据的转发功能，组播业务完全是依靠视频服务器来实现的，这需要视频服务器有很高的配置；而且，视频服务器需要维护每个客户端的信息，浪费了服务器的资源；由于媒体流与传统的窄带业务中传输的数据不同，它往往需要很高的传输带宽，所以当客户端数目很多时，视频服务器会无法胜任；同时，相同的媒体流数据可能会在网上重复传播多次，严重浪费了网络资源，在一些带宽较低的链路上，还极有可能引起严重的通信瓶径。

方法二：采用2层交换的组播模型来实现组播业务，具体实现方法如附图2所示：

在图2中，视频服务器只需将一份媒体流数据发送至MSTP设备1，MSTP设备1根据视频服务器传输来的媒体流数据中的组播MAC地址将该媒体流复制到其它组播端口，如MSTP设备2和MSTP设备3。同理，MSTP设备3同样可以将MSTP设备1传输来的媒体流数据复制到MSTP设备4。

由于目前MSTP的主要业务是专线透传和2层交换的专网业务，因此在2层交换中，数据转发层面需要根据内部的组播掩码表对2层交换业务进行转发，该表项可以通过静态配置或者通过IGMP SNOOPING(互联网组管理协议的侦听)技术来维护；通过2层交换实现组播业务时，需要进行源地址的自学习，然后需要根据组播目的地址查找MAC地址路由表，当查找到对应的MAC地址表项后，取出该表项中的组播端口掩码表，最后根据掩码表的情况将报文复制到相应的端口。

在该组播业务的实现方法中可明显看出，视频服务器的负担得以减轻，同时也节省了链路带宽，消除了通信瓶颈。但是，利用该方法实现组播业务的转发流程相对复杂，转发效率差，而且还必须配置一个2层交换域，配置过程复杂，不适合大型组网要求；由于现有的以太网技术是无连接的，尚没有足够的QoS(服务质量)处理能力，所以该方法对组播业务不能够提供良好QoS支持。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于多业务传输平台的组播实现方法，利用标签交换路径组播树进行组播数据报文的传输，简化了组播的实现方法，同时能够对通讯网络进行可控管理，为网络终端提供有可靠保证的服务质量。

为达到上述目的，本发明提供的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，包括：

a、建立组播数据报文从基于多业务传输平台的源端网络节点到多个目的端网络节点的标签交换路径组播树；

b、所述源端网络节点根据所述标签交换路径组播树将组播数据报文传输至各目的端网络节点。

所述步骤a包括：在基于多业务传输平台的源端网络节点和多个目的端网络节点间的各本节点与下游节点建立各标签交换路径组播树分支；

每一标签交换路径组播树分支确定一条本节点到下游节点的标签交换路径；

所述标签交换路径组播树由各标签交换路径组播树分支组成。

所述步骤a还包括：

a1、设置组播数据报文传输信息与标签交换路径组播树各分支的对应关系；

且所述步骤b包括：

b1、所述标签交换路径组播树中非目的端的网络节点根据其接收的组播数据报文获取传输信息，并根据所述传输信息确定该网络节点与其下游网络节点间的各标签交换路径组播树分支；

b2、所述非目的端网络节点将组播数据报文根据所述各标签交换路径组播树分支分别进行复制并传输；

b3、继续上述b1和b2的步骤，直到所述组播数据报文传输至各目的端网络节点。

所述组播数据报文的传输信息为：网络节点的传输端口和/或虚拟局域网标识、多协议标签交换的标签。

将标签交换路径组播树各分支信息存储于组播标签交换路径信息表中；

且所述步骤a1包括：

a2、设置组播数据报文的传输信息与组播标签交换路径信息表的索引信息的对应关系、组播数据报文的传输信息与用于确定组播数据报文通过标签交换路径组播树的分支进行传输的组播标签交换路径指示信息的对应关系。

所述步骤a2包括：根据组播数据报文的传输信息在网络节点的转发信息表的相应表项中设置组播标签交换路径信息表的索引信息和组播标签交换路径指示信息；

且所述步骤b1包括：

非目的端的网络节点接收组播数据报文，根据组播数据报文的传输信息确定流分类表中相应的表项，并根据所述表项中的转发信息表索引确定对应的转发信息表表项；

根据所述转发信息表表项中的组播标签交换路径指示信息获取该表项中的组播标签交换路径信息表的索引信息；

根据所述组播标签交换路径信息表的索引信息确定所述组播标签交换路径信息表中对应的表项。

所述步骤a2包括：根据组播数据报文的传输信息在网络节点的入标签动作处理表的相应表项中设置组播标签交换路径信息表的索引信息和组播标签交换路径指示信息。

且所述步骤b1包括：

非目的端的网络节点接收组播数据报文，根据组播数据报文的传输信息确定入标签动作处理表中相应的表项，并根据所述表项中的组播标签交换路径指示信息获取该表项中的组播标签交换路径信息表的索引信息；

所述步骤b2包括：

所述非目的端的网络节点分别根据所述组播标签交换路径信息表中对应表项中的各出标签索引将组播数据报文进行复制，并分别通过相应的标签交换路径组播树分支传输。

所述步骤a包括：从基于多业务传输平台的源端网络节点到多个目的端网络节点间静态设置标签交换路径组播树；或从基于多业务传输平台的源端网络节点到多个目的端网络节点间通过协议动态设置标签交换路径组播树。

所述步骤a1包括：

静态设置组播数据报文的传输信息与标签交换路径组播树各分支的对应关系；或通过协议动态设置组播数据报文的传输信息与标签交换路径组播树各分支的对应关系。

通过上述技术方案的描述可明显得知，本发明通过建立标签交换路径组播树，使基于多业务传输平台的网络节点对组播数据报文进行多方转发时，易于实现；通过建立组播标签交换路径信息表，并充分利用网络节点使用单播的标签交换路径实现数据报文传输过程中的流分类表、转发信息表和入标签动作处理表，通过在相应的表中增加组播标签交换路径指示信息、组播标签交换路径信息表的索引信息，使网络提供商边缘属性的网络节点及网络提供商主干属性的网络节点能够方便的对其接收的数据报文通过相应的标签交换路径组播树分支或单播的标签交换路径进行数据报文传输；本发明通过使用标签交换路径，并支持多协议标签交换，使本发明能够实现业务保护功能、流量管理、流量工程、并提供良好的服务质量保证，适合大型组网要求；从而实现了简化组播的实现方法，对通讯网络进行有效的、可营运的、可控的管理，为网络终端提供可靠服务质量保证的目的。

附图说明

图1是现有技术的基于MSTP的客户/服务器模型实现组播的示意图；

图2是现有技术的基于MSTP的2层交换的组播模型实现组播的示意图；

图3是本发明的基于MSTP的LSP组播树示意图；

图4是本发明的基于MSTP的组播LSP数据结构示意图；

图5是本发明的基于MSTP实现组播的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是：建立组播数据报文从基于多业务传输平台的源端网络节点到多个目的端网络节点的标签交换路径组播树，源端网络节点根据标签交换路径组播树将组播数据报文传输至各目的端网络节点。

下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的描述。

单播的LSP(标签交换路径)是从源端网络节点到目的端网络节点之间建立的一条点到点的数据传输隧道，本发明在使用LSP进行组播数据报文的传输时，根据组播数据报文从源端网络节点需要传输到的各目的端的网络节点建立的是从源端网络节点到多个目的端网络节点的LSP组播树。本发明将LSP组播树中本节点与下游节点间的LSP称为LSP组播树分支，每一LSP组播树分支能够确定一条本节点到其一个下游节点的LSP。本发明中本节点的下游节点至少为一个，也就是说，从本节点到下游节点的LSP组播树分支可能会存在多个，本发明中的LSP组播树就是由各LSP组播树分支组成。

本发明中的网络节点为基于MSTP的网络节点，该网络节点包括基于MSTP的网络提供商边缘节点、基于MSTP的网络提供商主干节点等。基于MSTP的网络提供商边缘节点主要包括：基于MSTP的网络提供商边缘路由器、基于MSTP的接入层设备等；基于MSTP的网络提供商主干节点主要包括：基于MSTP的网络提供商主干路由器、基于MSTP的汇聚层设备等。

下面以附图3为例对本发明建立的LSP组播树进行说明。

在图3中，设定PE1、PE2、PE3、PE4、PE5、P1和P2都是基于MSTP的网络节点，其中PE1、PE2、PE3、PE4和PE5是PE(网络提供商边缘)属性的网络节点，P1和P2是P(网络提供商主干)属性的网络节点。

设定组播数据报文需要从源端网络节点PE1传输至目的端网络节点PE2、PE3、PE4和PE5。本发明建立的LSP组播树如附图3中所示。

组播数据报文通过LSP组播树从源端网络节点PE1到目的端网络节点PE2、PE3、PE4和PE5的传输过程为：源端网络节点PE1将其接收到的组播数据报文复制并传输至P1，P1将PE1传输来的组播数据报文分别复制并传输至PE5和P2；P2将P传输来的组播数据报文分别复制并传输至PE2、PE3和PE4。

从上述组播数据报文通过LSP组播树进行数据传输的过程中可明显看出，基于MSTP的网络节点起到了多份复制并多方传输的作用，从而减轻了视频服务器的负担、节省了链路带宽、消除了通信瓶颈。

组播数据报文通过LSP组播树进行组播数据报文传输的实现方法可通过设置组播数据报文的传输信息与LSP组播树各分支的对应关系来实现。

由于组播数据报文在传输过程中必定会有一些和传输相关的信息，如网络节点接收数据报文的端口信息、数据报文的VLAN标识和数据报文的多协议标签交换的标签等信息，通过建立传输信息与LSP组播树各分支对应关系，网络节点在接收到组播数据报文时，可根据其传输信息确定本网络节点与多个下游网络节点间的LSP组播树分支，这样网络节点可根据对应的LSP组播树分支的数量复制多份，并通过上述多个LSP组播树分支将组播数据报文分别传输至与其相邻的多个下游网络节点。

LSP组播树中各分支信息可以用表的形式进行存储，存储LSP组播树各分支信息的表可称之为MLT(组播LSP信息表)。MLT可分别存储于各网络节点中。各网络节点的MLT中的内容是与该网络节点相关的LSP组播树分支信息。

为在组播LSP信息表中尽快查找到相应的LSP组播树分支，我们可通过组播LSP信息表的索引信息进行查找，因此，组播数据报文的传输信息与LSP组播树中各分支的对应关系可通过组播数据报文的传输信息与组播LSP信息表的索引信息的对应关系来实现。

由于目前基于MSTP的网络节点能够通过单播的LSP进行数据报文的传输，为使网络节点能够根据数据报文的传输需要，即可以将组播数据报文通过LSP组播树的分支进行传输，又可以将非组播数据报文通过单播的LSP进行传输，本发明还需要设置组播数据报文的传输信息与组播LSP指示信息的对应关系。组播LSP指示信息用于确定节点接收的数据报文需要通过单播的LSP进行传输，还是需要通过LSP组播树的分支进行传输，如组播LSP指示信息为“1”时，表示数据报文需要通过LSP组播树的分支进行传输，组播LSP指示信息为“0”时，表示数据报文需要通单播的LSP进行传输。

目前，网络节点在利用单播的LSP进行数据报文的传输过程中一般均使用到流分类表、FIB(转发信息表)、INSEGMENT(入标签动作处理表)、OUTSEGMENT(出标签动作处理表)，为使本发明的组播实现方法简单，本发明在建立组播数据报文的传输信息与组播LSP信息表的索引信息的对应关系、组播数据报文的传输信息与组播标签路径指示信息的对应关系时，充分利用了现有的流分类表、FIB、INSEGMENT、OUTSEGMENT等资源。

下面结合附图4对本发明提供的组播数据报文的传输信息与LSP组播树各分支的对应关系、组播数据报文的传输信息与组播标签路径指示信的对应关的具体实现方法进行详细说明。

在图4中，P属性的网络节点接收到的组播数据报文是带MPLS标签信息的，而PE属性的网络节点接收到的组播数据报文是不带MPLS标签信息的，不同属性的网络节点对接收到的组播数据报文的处理流程不同，所以本发明将组播LSP信息表的索引信息分别存储于FIB、INSEGMENT表的相应表项中。

组播LSP指示信息也同样可以分别设置在FIB和INSEGMENT表的相应表项中。

通过上述设置后，当PE属性的网络节点接收到数据报文时，网络节点根据数据报文的传输信息如网络节点接收数据报文的端口和/或数据报文的VLAN标识等获取其对应的流分类表中相应的表项，从该表项中获取FIB INDEX(索引)。利用FIB INDEX可在FIB中确定对应的表项。FIB中对应的表项中会包含组播LSP指示信息，根据组播LSP指示信息可确定该数据报文需要通过单播的LSP进行传输还是通过LSP组播树的相应分支进行传输。

如果数据报文需要根据单播的LSP进行传输，则根据FIB中对应表项中LSPTOKEN(出标签索引)指向的OUTSEGMENT表中的内容进行数据报文的传输处理。

如果数据报文需要根据LSP组播树的相应分支进行传输，则获取FIB中对应表项中的MLT INDEX，根据MLT INDEX能够确定MLT中具体的表项，根据MLT的表项中的多个LSP TOKEN指向的OUTSEGMENT表中的内容进行组播数据报文的多份复制并传输处理。

当P属性的网络节点接收到数据报文时，网络节点根据组播数据报文的传输信息如MPLS标签信息等获取INSEGMENT表中相应的表项，从该表项中获取组播LSP指示信息，根据组播LSP指示信息可确定该数据报文需要通过单播的LSP进行传输还是通过LSP组播树的分支进行传输。

如果数据报文需要根据单播的LSP进行传输，则根据FIB中对应表项中LSPTOKEN指向的OUTSEGMENT表中的内容进行数据报文的传输处理。

如果数据报文需要根据LSP组播树的相应分支进行传输，则获取FIB对应表项中的MLT INDEX，根据MLT INDEX能够确定MLT中具体的表项，根据MLT的表项中的多个LSP TOKEN指向的OUTSEGMENT表中的内容进行组播数据报文的多份复制并传输处理。

下面结合附图5对本发明提供的基于多业务传输平台的组播实现方法进行详细说明。

在图5中，步骤500，网络节点接收数据报文。

到步骤510，根据网络端口配置表判断网络节点接收该数据报文的端口是属于P属性还是属于PE属性，如果该端口是属于PE属性，到步骤520，根据接收数据报文的传输信息如网络节点接收数据报文的端口和/或数据报文的VLAN标识等确定其对应的流分类表中的相应表项。

到步骤530，根据流分类表中的该表项按照协定的规则对数据报文进行流分类，并对报文进行QoS处理如速率限制，优先级分类处理等。

到步骤540，获取流分类表对应表项中的FIB INDEX信息，并根据该索引信息确定其对应的FIB中的相应表项。

到步骤550，根据FIB相应表项中的组播LSP指示信息判断该数据报文需要通过LSP组播树的相应分支进行传输，还是需要通过单播的LSP进行传输。如果需要通过LSP组播树的相应分支进行传输，到步骤560，获取FIB对应表项中的MLT INDEX，根据MLT INDEX在组播LSP信息表中查找对应的表项。

到步骤570，根据组播LSP信息表对应的表项中的所有LSP TOKEN复制相应份数的组播数据报文。

到步骤580，根据组播LSP信息表对应的表项中的所有LSP TOKEN在OUTSEGMENT表对应的所有表项。

到步骤590，根据OUTSEGMENT表对应表项的内容将数据报文封装后经端口或者是LSP流调度传输。

在步骤550，如果数据报文需要通过单播的LSP进行传输，到步骤580，根据FIB对应表项中的LSP TOKEN查找OUTSEGMENT表对应的表项。到步骤590，根据OUTSEGMENT表对应表项的内容将数据报文封装后经端口或者是LSP流调度传输。

在步骤510，如果网络节点接收该数据报文的端口是属于P属性，则该组播数据报文带有MPLS标签信息，到步骤511，获取数据报文的MPLS标签信息，并根据该标签确定INSEGMENT表中对应的表项。

到步骤550，根据INSEGMENT表对应的表项中的组播LSP指示信息判断该数据报文需要通过LSP组播树的各分支进行传输，还是需要通过单播的LSP进行传输。如果需要通过LSP组播树的各分支进行数据报文的传输，到步骤560，获取INSEGMENT表对应表项中的MLT INDEX，根据MLT INDEX在组播LSP信息表中查找对应的表项，并通过上述描述的步骤570、580、590完成组播数据报文的多份复制并转发的过程。

在步骤550，如果数据报文需要通过单播的LSP进行传输，到步骤580，根据INSEGMENT表对应表项中的LSP TOKEN查找OUTSEGMENT表对应的表项，并通过上述描述的步骤590，根据OUTSEGMENT表对应表项的内容将数据报文封装后经端口或者是LSP流调度传输。

本发明中在基于MSTP的各网络节点间建立的LSP组播树可通过静态的方式来设置如通过配置命令等设置，也可以通过协议动态设置如通过与MPLS的相关协议等动态设置，即MLT中的内容可通过静态的方式设置，也可通过协议动态的方式设置。

本发明中组播数据报文的传输信息与LSP组播树各分支的对应关系同样可以采用上述静态或动态的方式来设置，即FIB和INSEGMENT表中的MLTINDEX、组播LSP指示信息可通过静态的方式设置，也可通过协议采用动态的方式设置。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附权利要求包括这些变形和变化。

Claims

1、一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于包括：

2、如权利要求1所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于所述步骤a包括：

在基于多业务传输平台的源端网络节点和多个目的端网络节点间的各本节点与下游节点建立各标签交换路径组播树分支；

3、如权利要求2所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于所述步骤a还包括：

且所述步骤b包括：

4、如权利要求3所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于所述组播数据报文的传输信息为：网络节点的传输端口和/或虚拟局域网标识、多协议标签交换的标签。

5、如权利要求3所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于：

且所述步骤a1包括：

6、如权利要求5所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于所述步骤a2包括：

根据组播数据报文的传输信息在网络节点的转发信息表的相应表项中设置组播标签交换路径信息表的索引信息和组播标签交换路径指示信息；

且所述步骤b1包括：

7、如权利要求5所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于所述步骤a2包括：

根据组播数据报文的传输信息在网络节点的入标签动作处理表的相应表项中设置组播标签交换路径信息表的索引信息和组播标签交换路径指示信息。

且所述步骤b1包括：

8、如权利要求6或7所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于所述步骤b2包括：

9、如权利要求1所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于所述步骤a包括：

从基于多业务传输平台的源端网络节点到多个目的端网络节点间静态设置标签交换路径组播树；或

从基于多业务传输平台的源端网络节点到多个目的端网络节点间通过协议动态设置标签交换路径组播树。

10、如权利要求3所述的一种基于多业务传输平台的组播实现方法，其特征在于所述步骤a1包括：

静态设置组播数据报文的传输信息与标签交换路径组播树各分支的对应关系；或

通过协议动态设置组播数据报文的传输信息与标签交换路径组播树各分支的对应关系。