CN1731766A - 多播源发现 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转发单元(21)，用于在数据通信系统(1)中传送多播业务，并适合于从特定站点(11)接收成员报告(61)，由此通知特定多播组的成员。根据本发明的转发单元，其特征在于，还适合于：在多个虚拟广播域(51，52)上查询(71，72)多个多播路由器(41到44)是否支持特定多播组；从多个虚拟广播域中选择一个虚拟广播域(51)，在其上，多个多播路由器中的一个多播路由器(41)已通知(81)支持特定多播组；在所述虚拟广播域上，向所述多播路由器报告所述成员；从所述一个虚拟广播域向所述特定站点传送与所述特定多播组有关的并从所述一个多播路由器发起的特定多播内容(91)。本发明还涉及一种用于在数据通信系统中转发多播业务的方法。

Description

多播源发现
技术领域
本发明涉及一种转发单元，用于在数据通信系统中传送多播业务，并适合于从特定站点(或主机)接收成员报告(或加入消息)，由此通知特定多播组的成员。
背景技术
在广播域(或接入域)内，成员报告被进一步转发到多播路由器。
然而，大规模网络常常被划分成虚拟广播域(或虚拟网络)，其限制广播帧或多播帧被广播的范围，即成员报告被广播的范围。例如，基于以太网的网络可以被划分成虚拟局域网(VLAN)，如电气和电子工程师学会(IEEE)的802.1Q标准中所定义的。
事实上，查询者选举过程被限制在单个虚拟广播域的范围内：在每个虚拟广播域中，查询者选举过程指定一个多播路由器负责查询站点和广播适合的多播内容。
在所有虚拟广播域内泛滥的成员报告可能导致接收到相同多播内容的多个副本。
发明内容
本发明的目的在于防止在如此划分的网络中如此产生相同多播内容的多个副本。
根据本发明，该目的可以按如下方案实现。所述转发单元还适合于：
-在多个虚拟广播域上查询多个多播路由器是否支持所述特定多播组；
-从所述多个虚拟广播域中选择一个虚拟广播域，在其上，所述多个多播路由器中的一个多播路由器已经通知支持所述特定多播组；
-在所述一个虚拟广播领域上，向所述一个多播路由器报告所述成员；
-从所述一个虚拟广播域向所述特定站点传送与所述特定多播组有关的并且从所述一个多播路由器发起的特定多播内容。
根据本发明的转发单元的优点在于，它能够在整个初始广播域内自主、自动地发现和选择一个单独的多播路由器，从而在很大程度上减轻网络负载。
选举过程根据每个多播组或多播内容执行，也就是说，转发单元可以为不同的多播组选择不同的多播路由器，从而在多个多播路由器和多个虚拟网络上共享多播业务负载。
根据本发明的转发单元的实施例，其特征在于，所述转发单元还适合于通过在所述多个虚拟网络的各个虚拟网络上广播多个请求来查询所述多个多播路由器，以将与所述特定多播组相关联的特定多播网络地址解析为虚拟广播域标识符。
虚拟广播域标识符例如是VLAN身份(VID)。
该实施例的优点在于，它完全依赖查询者选举过程。转发单元让查询者选举过程在一个单独的虚拟广播域内指定哪个多播路由器将解析那个多播组地址，并还将广播对应的多播内容，而不需要知道查询者选举过程的结果，也不需要被涉及其中。
该实施例的优点还在于，多播路由器查询依赖任何可用的地址解析协议，从而允许对本发明的简易设备更新。
地址解析协议将被修改为支持多播网络地址。例如，传统以太网地址解析协议(ARP)将被修改为支持D类多播网际协议(IP)地址。
其它查询协议也被认为可以实现相似的目的，例如，通过新的互联网网关多播协议(IGMP)消息。
转发单元可以构成各种设备类型的一部分，取决于其在哪个协议层、和/或成员报告在网络中被转发有多深。
转发单元可以构成为用户提供数据通信网络接入的接入单元的一部分，如数字用户线路接入多路复用器(DSLAM)，其提供对接入网络的接入，还有对网络服务提供商或内容提供商的接入；或者以太网桥，其提供对局域网(LAN)或城域网(MAN)等的接入。
本发明还涉及一种用于在数据通信系统内转发多播业务的方法，包括从站点接收成员报告，由此通知多播组的成员的步骤。
根据本发明的方法，其特征在于，它还包括以下步骤：
-在多个虚拟广播域上查询多个多播路由器是否支持所述多播组；
-从所述多个虚拟广播域中选择一个虚拟广播域，在其上，所述多个多播路由器中的一个多播路由器已经通知支持所述多播组；
-在所述一个虚拟广播域上，向所述一个多播路由器报告所述成员；
-从所述一个虚拟广播域向所述特定站点传送与所述特定多播组相关的并且从所述一个多播路由器发起的特定多播内容。
根据本发明的方法的实施例与根据本发明的转发单元的实施例一致。
应注意的是，在权利要求中也使用的术语“包括”不应被解释为局限于列在其后的装置。因此，表述“包括装置A和B的设备”的范围不应局限于仅包含部件A和B的设备。它意味着关于本发明，设备的相关部件是A和B。
同样地，应注意的是，在权利要求中也使用的术语“耦合”不应被解释为仅仅局限于直接的连接。因此，表述“耦合到设备B的设备A”的范围不应限于设备A的输出直接连接到设备B的输入的设备或系统，和/或反之亦然。它意味着在A的输出和B的输入之间存在一个路径，其可以是包括其它设备或装置的路径。
附图说明
通过结合附图参照以下实施例的描述，本发明的上述和其它目的以及特征将变得更加显而易见，并且本发明本身将更好理解，其中：
图1代表数据通信系统；
图2是数据通信系统的功能表示，以及关于本发明的在该系统上传送的重要数据流。
具体实施方式
图1代表数据通信系统1，其包括：
-用户端设备；
-接入单元21；
-中间桥31到36；
-多播路由器41到44。
在本发明的优选实施例中，数据通信系统1是基于以太网的，并传送IP有效载荷。这不排除本领域技术人员使用其它公知的通信技术。
用户端设备还包括：
-实现多播客户能力的站点11和12，如个人计算机、数字电视/音响或任何其它终端类型；
-网络设备，如调制解调器13、路由器14等。
用户端通过例如光纤、铜线、空气等与接入单元21耦合。
接入单元21是例如数字用户线路接入多路复用器(DSLAM)、以太网桥、IP路由器等。
中间桥31到36和相关的互联链路定义初始的广播域50，其拓扑如图1所示。
初始广播域50被分成2个VLAN，51和52，其VID分别是VID1和VID2。VLAN 51通过桥31、32、33和35与接入单元21以及多播路由器41和42彼此连接。VLAN 52通过桥31、33、34和36与接入单元21以及多播路由器43和44彼此连接。
在本发明的优选较佳实施例中，数据通信系统1利用IGMP第2版本(IGMPv2)控制多播业务。该协议的其它版本或其它多播协议，如多播监听者发现协议(MLD)也可被使用。
在本发明的优选实施例中，接入单元21还利用在说明书中进一步提出的规定实现IGMP侦听。
接入单元21适合于从多播路由器41到44向用户端设备无条件地转发一般和特定组IGMP查询。
接入单元21还适合于从用户端设备到一个或多个多播路由器转发成员报告，其是非请求消息或是由一般和特定组查询引起的，如在说明书中进一步提出的。
接入单元21还适合于向用户端设备转发多播内容，如在说明书中进一步提出的。
优选实施例的操作如下。
最初，查询者选举过程选择每个VLAN的一个查询者。多播路由器41和44被分别假定为VLAN 51和VLAN 52的查询者。多播路由器42和43为非查询者。
操作站点11的用户订购特定多播内容91，该多播内容被指定为特定多播组IP地址IP@1。站点11发布非请求成员报告61，由此通知(或请求)91的成员。成员报告61由调制解调器13向接入单元21转发。
接着，接入单元21确定多播内容91在哪个VLAN上得到支持。
然后，接入单元21分别在VLAN 51和VLAN 52上发送多播-ARP(MC-ARP)请求71和72。MC-ARP请求71和72包含作为目标MAC地址的以太网广播地址FF:FF:FF:FF:FF:FF，和作为IP地址以解析的IP@1。MC-ARP请求71和72分别用VID1和VID2加标签，并且在一个(或多个)与广播域50连接的网络端口上发送。MC-ARP请求71通过VLAN 51向多播路由器41和42广播，而MC-ARP请求72通过VLAN 52向多播路由器43和44广播。
收到MC-ARP请求后，查询者多播路由器检查对应的多播内容是否得到支持(也就是说，可以被传送)。如果是这样，查询者多播路由器通过在对应的VLAN(即已经收到MC-ARP请求的VLAN)上发送MC-ARP答复来回复请求。然后，多播路由器41在VLAN 51上将MC-ARP答复81发送到接入单元21，由此通知支持多播内容91；多播路由器44在VLAN52上将MC-ARP答复82发送到接入单元21，由此通知支持多播内容91。
多播路由器还可以将与多播IP地址映射的多播MAC地址编码到MC-ARP答复中，尽管该信息可以容易地并直接地从多播IP地址本身中得到。
应注意的是，非查询者多播路由器42和43在收到MC-ARP请求时保持沉默。
收到MC-ARP答复81和82后，接入单元21识别多播路由器41在VLAN 51上支持多播内容91，多播路由器44在VLAN 52上支持多播内容91，从而将地址IP@1解析成VID1和VID2。
接着，接入单元21从所有已通知支持多播内容81的多播路由器中选择一个多播路由器，以及将报告成员报告61和将接收多播内容91的一个VLAN。
例如，接入单元21选择多播路由器41，从而在VLAN 51上转发成员报告61。
接入单元21利用的选择算法有多种形式。接入单元21可以根据如网络负载、服务质量(QoS)要求、服务等级协议等标准，在一个优选的VLAN上转发成员报告，或者可以在多个VLAN上发送成员报告。
收到成员报告61后，多播路由器41开始在VLAN 51上将多播内容91传送到接入单元21，其再向站点11广播多播内容91。
在本发明的可选实施例中，接入单元21实现IGMP代理：接入单元21对于站点作为多播路由器，查询站点的组成员；对于多播路由器作为单主机，回复来自多播路由器的查询。在报告特定多播组的成员之前，接入单元21选择一个VLAN，在其上，多播路由器已通知支持那个多播组，如已在说明书中提出的。然后，接入单元21在选择的VLAN上报告成员。
最后要说的是，本发明的实施例如上采用功能块的形式描述。根据上述这些块的功能描述，对于本领域设计电子设备的技术人员来说，如何用众所周知的电子元件制造这些块是显而易见的。因此，这些功能块的具体结构的内容不再给出。
本发明的原理已经结合特定的设备在上面加以描述，可以很清楚地理解，本说明书仅通过举例的方式给出，这不是对本发明范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求确定。

Claims (4)

1.一种转发单元(21)，用于在数据通信系统(1)中传送多播业务，并适合于从特定站点(11)接收成员报告(61)，由此通知特定多播组的成员，其特征在于：所述转发单元还适合于：
-在多个虚拟广播域(51，52)上查询(71，72)多个多播路由器(41到44)是否支持所述特定多播组；
-从所述多个虚拟广播域中选择一个虚拟广播域(51)，在其上，所述多个多播路由器中的一个多播路由器(41)已经通知(81)支持所述特定多播组；
-在所述一个虚拟广播域上，向所述一个多播路由器报告所述成员；
-从所述一个虚拟广播域向所述特定站点传送与所述特定多播组有关的并且从所述一个多播路由器发起的特定多播内容(91)。
2.根据权利要求1所述的转发单元，其特征在于，所述转发单元还适合于通过在所述多个虚拟广播域的各个域上广播多个请求来查询所述多个多播路由器，以将与所述特定多播组相关联的特定多播网络地址解析成虚拟广播域标识符。
3.根据权利要求1所述的转发单元，其特征在于，所述转发单元构成数据通信网络的接入单元的一部分。
4.一种用于在数据通信系统(1)内转发多播业务的方法，包括从特定站点(11)接收成员报告(61)，由此通知特定多播组的成员的步骤，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-在多个虚拟广播域(51，52)上查询(71，72)多个多播路由器(41到44)是否支持所述特定多播组；
-从所述多个虚拟广播域中选择一个虚拟广播域(51)，在其上，所述多个多播路由器中的一个多播路由器(41)已经通知支持所述特定多播组；
-在所述一个虚拟广播域上，向所述一个多播路由器报告所述成员；
-从所述一个虚拟广播域向所述特定站点传送与所述特定多播组有关的并且从所述一个多播路由器发起的特定多播内容(91)。
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