CN1758630A - 二层交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二层交换器，由二层交换器来管理组播包的发送端，通过实现二层交换器上的组播包复制发送，减少了网络的无用的频带消耗。在访问载波网中，在由P2P连接的用户终端(H1－i－)数据包传送装置(200)之间配置的二层交换器(100)上具有管理属下连接的组播用户的功能，代替属下的用户接收组播包，通过复制发送而可以减小二层交换器(100)和数据包传送装置(200)间的频带消耗。

Description

二层交换器
技术领域
本发明涉及二层交换器，尤其涉及在用于广播等的内容信息发送的组播包(multi-cast packet)传送中，通过二层交换器(layer2switch)进行组播包的复制的二层交换器。
背景技术
在因特网开始普遍普及的开始，主流形态是通过拨号连接直接连接到因特网连接提供者(ISP：Internet Service Provider)的访问点，接收认证后，连接到因特网的形态。这时，广泛使用的协议是PPP(Point to Point Protocol)，支持认证功能和压缩功能等。PPP是一对一连接用户终端和ISP的访问点之间的相当于第二层的协议。但是，随着现今的宽带化，现在从用户终端到ISP之间，由使用了IP(Internet Protocol)的访问载波网络(access carrier network)来进行连接，而不是用电话网来连接的形态成为主流。作为该访问载波网的第一层的协议，使用了以太网(注册商标)和ATM(AsynchronousTransfer Mode)等。由于其是n对n的协议，所以不能直接使用为原来的一对一认证而开发的PPP。为对应于此而开发的协议是PPPoE(PPPon Ethernet(注册商标)和PPPoA(PPP on ATM))等。
另外，同样随着宽带化而引人注目的是用于发送广播等的内容用的组播技术。使用了现有的IP的组播技术有IP组播方法和PPP组播方法。为了在作为通信用构筑的IP网络上实现广播服务，通过使用IP组播对应的路由器和访问服务器可以进行高效的信息发送。作为有关将数据发送到特定的多个目的地的组播技术，在IETF(InternetEngineering Task Force)中，在Ipv4中将IGMP(Internet GroupMembership Protocol：RFC1112、4章、7章、APPENDIX 1(非专利文献1)、RFC2236、2章、3章、6章、7章(非专利文献2))作为TCP/IF的标准，在Ipv6中将MLD(Multicast Listener Discovery：RFC2710、3章、4章、5章、6章(非专利文献3))作为TCP/IP的标准。
上述IGMP和MLD在用户终端和数据包传送装置(网关，路由器等)之间使用，是将同一数据高效发送到多个用户终端的组播，是用于控制为接收发送而构成的用户终端的组(组播组)的协议。用户终端在请求加入组播组(组播数据的发送请求)，或请求从该组播组中脱离(组播数据的发送停止请求)时，使用IGMP和MLD。若根据来自注册在某个组播组中的用户终端的请求，从内容发送服务器以数据包形式来发送信息，则下游的数据包传送装置(网关、路由器等)接收该数据包，复制该数据包的份数与属于有该请求的组播组的用户终端数相当，并传送到这些用户终端，从而进行内容发送服务。在进行组播时，为了抑制网络负载，在尽量接近用户终端的装置中进行组播包的复制是理想的。在特开2003-69639号公报(专利文献1)中，公开了使xDSL(x Digital Subscriber Line)装置具有高速缓存服务器，xDSL装置代替属下的客户端在高速缓存服务器中存储所接收的内容数据，在xDSL装置中进行复制来发送给各客户端的方法，但是有需要具有存储运动图像等的数据用的大容量高速缓存器的问题。作为其他的公知例，可举出有特开2003-32287(专利文献2)、特开2003-348148(专利文献3)、特开2003-152796(专利文献4)等。
通常，在访问载波网中，为进行认证，将用户终端容纳在BAS(Broadband Access Server)中，之后，经ISP网的路由器，连接到内容发送服务器上。根据情况，还存在用户终端容纳在LAC(Layer2Tunneling Protocol(L2TP)Access Concentrator)中，经LNS(L2TPNetwork Server)连接到ISP网的情况。这时，BAS和LNS(下面，称作数据包传送装置)如前所述，通过IGMP和MLD来把握连接到属下的用户终端，复制用户终端份数的从内容发送服务器接收的一个组播用的数据包，将其进行同时发送，从而进行组播数据的发送。
另一方面，在所述的网络中，在所使用的数据包传送装置的端口数少的情况下，有暂时通过二层交换器汇聚用户终端，用PPPoE和VLAN等来连接用户终端-数据包传送装置之间的情况。这时也同样，使用IGMP和MLD来进行用户终端的把握，但是由于IGMP和MLD是IP以上的层信息，所以在不支持IP以上的数据包处理的二层交换器中，不能把握属下的用户终端信息。因此，用户终端的管理必然成为在支持三层以上的数据包传送装置中进行，并发送给属下的用户终端的形态，但是由于用户终端数据包传送之间是P2P(Point to Point)，所以成为单点通信，消耗了n倍的频带。因此，需要在二层交换器-BAS之间确保充分的频带，在成本方面是不利的。
发明内容
因此，本发明鉴于上述问题而作出，其目的是提供一种通过实现二层交换器的用户终端的管理和多数据包的复制发送，来抑制二层交换器-数据包传送装置之间的无用的频带消耗。
本发明的目的是通过从PPP连接中可选地取出来自用户终端的IGMP/MLD数据包，实现伴随二层交换器的组播包的发送目标管理的组播包发送功能。另外，本发明的目的是在二层交换器和数据包传送装置之间动态或静态地设置组播专用的连接，代表属下连接的多个组播用户终端来接收组播包，从而可减小访问载波网络内的负载，可以抑制设备方面的成本。
本发明中，二层交换器具有调查(snoop)组播包内容的功能，通过二层交换器来进行组播组的用户信息的管理。另外，若为加入组播组中，用户发出的IGMP JOIN或MLD参加等的IGMP/MLD数据包到达数据包传送装置，则在组播包发送时，在数据包传送装置侧，复制了用户份数的数据包，所以通过在二层交换器中具有终端来自用户的IGMP/MLD数据包的单元，防止了在数据包传送装置中实施用户份数的复制。除此之外，作为二层交换器从数据包传送装置接收组播包的单元，通过设置组播专用的连接，可经该组播专用连接传送组播包。本发明主要通过在二层交换器中具有以上的单元而解决上述问题。本发明中，为了解决上述手段，作为装置，具有多个线路接口、线路接口控制部、进行数据包的分析、编辑处理的处理器。作为在存储器上保持的表格，具有存储了属下连接的用户终端的信息用的用户管理表、管理与数据包传送装置之间设置的组播专用连接用的组播用连接管理表。另外，作为功能，有来自用户的IGMP数据包调查功能、来自用户的IGMP数据包终端功能、来自用户的MLC数据包的调查功能、来自用户的MLD数据包终端功能、与数据包传送装置之间确立组播用连接的功能、组播包复制功能和头编辑功能。
在现有的二层交换器中，不能实施伴随组播包的发送端管理的组播包发送，但是根据本发明，通过从PPP连接中有选择地取出来自用户终端的IGMP/MLD数据包，可以实现伴随二层交换器的组播包的发送端管理的组播包发送功能。另外，在二层交换器和数据包传送装置之间动态(动态)或静态(静态)地设置组播专用的连接，代表属下连接的多个组播用户终端来接收组播包，从而可减小访问载波网络内的负载，可以抑制设备方面的成本。
附图说明
图1是表示本实施形态的网络结构例的图；
图2是表示本实施形态的组播包的流向的图；
图3是本发明的二层交换器的内部结构的一例；
图4是表示用户管理表的一结构例的图；
图5是表示用户管理表的一结构例的图；
图6是表示组播用连接管理表的一构成例的图；
图7是在用户终端和数据包传送装置之间进行发送接收的数据包的结构；
图8是二层交换器从数据包传送装置接收的组播包的例子；
图9是二层交换器复制到用户终端来进行传送的组播包的例子；
图10是二层交换器复制到用户终端来进行传送的组播包的例子；
图11是表示加入组播组的情况下的时序图；
图12是表示明示了从组播组中脱离的情况下的脱离时序的图；
图13是表示没有明示从组播组中脱离的情况下的脱离时序的图；
图14是表示用户管理表的更新时的判断顺序的图；
图15是表示用户管理表的更新顺序的图；
图16是表示组播用连接管理表的更新顺序的图。
具体实施方式
下面，适当使用附图来说明本发明的实施形态。在下面的例子中，虽然以Ipv4、IGMP进行了说明，但是在Ipv6、MLD中基本动作相同，所以省略了提示Ipv6、MLD的例子的说明。本发明和本实施形态还可适用于其他组播数据发送方式或协议。
1、硬件结构
图1表示使用本发明的网络的结构例的图。
用户终端H1-i、H2-i暂时容纳在二层交换器100、101中，分别经访问载波网NW1、NW2连接到数据包传送装置200。作为数据包传送装置，通常是BAS和LAC-LNS的结构。此外，数据包传送装置经处于ISP网NW3内的路由器(Router)300等连接到因特网400和内容发送服务器S1上。另外，在用户终端H1-i、H2-i和数据包传送装置之间用PPPoE和PPPoA、VLAN等进行连接。
图2是表示了IGMP数据包和组播包的流向的图。
用户终端H1-1、H2-1预先与内容发送提供者签订合同，具有加入组播组(组地址224.10.10.10)的资格。另一方面，由于用户终端H1-3没有签合同，所以不具有加入组播组(组地址224.10.10.10)的资格。具有加入组播组(组地址224.10.10.10)的资格的用户终端H1-1、H2-1为了分别表示加入组播组(组地址224.10.10.10)、从其脱离的意愿，而对二层交换器发送IGMP数据包600-1、600-2。二层交换器在访问载波网NW1上建立组播专用的连接500，并代替用户终端H1-1、H1-2，来对数据包传送装置发送I6MP数据包600-3。之后，经路由器300向内容发送服务器S1传送加入组播组(组地址224.10.10.10)、从其脱离的意愿。
另外，从内容发送服务器S1发送的组播包寻找相反的路由。内容发送服务器S1经路由器300、数据包传送装置200，对二层交换器发送组播包600-4。组播包由二层交换器进行复制(600-5、600-6)后，发送到属下的用户终端H1-1、H1-2。
图3表示本实施形态的二层交换器100的内部结构图。
图3所示的二层交换器具有：进行多个输入输出线路的线路接口100-1-i和线路接口100-1-i的控制的线路接口控制部100-2、进行数据包的分析、编辑等处理的处理器100-3、处理器100-3进行处理所用的存储器100-4、与外带的控制终端100-6进行接口的控制终端接口100-5、暂时存储经线路接口100-1-i进行发送接收的数据包的发送接收缓存器100-7。进一步，在存储器100-4存储了处理器执行的程序100-4-3、管理连接到属下的组播用户用的用户管理表100-4-1、管理与数据包传送装置200之间设置的组播用连接用的组播用连接管理表100-4-2。另外，发送接收缓存器100-7具有发送缓存器100-7-1和接收缓存器100-7-2。
线路接口100-1-i从IP网的接收信号再现IP数据包，而传送到线路接口控制部100-2，同时，将从线路接口控制部接收的输出IP数据包转换为服从输入输出线路上的通信协议、例如，以太网(注册商标)和ATM等的通信帧形式后，送到IP网上。分别对线路接口100-1-i发送各自的MAC地址。本例中，分别对线路接口#1 100-1-1发送MAC地址00-00-87-11-11-11，对线路接口#2 100-1-2发送MAC地址00-00-87-22-22-22，对线路接口#3 100-1-3发送MAC地址00-00-87-33-33-33的情况来进行说明。
图4、图5表示用户管理表100-4-1的说明图。
用户管理表100-4-1管理连接到二层交换器100属下的用户终端H1-i属于哪个组
播组，或其线路种类等的连接信息，包括组播组地址100-4-1-1、线路接口编号100-4-1-2、线路种类100-4-1-3、会话(session)ID100-4-1-4、VPI 100-4-1-5、VCI 100-4-1-6、标签ID100-4-1-7、终端MAC地址100-4-1-8。会话ID100-4-1-4仅在线路种类100-4-1-3是PPPoE的情况下使用，在除此之外的情况下无关。VPI 100-4-1-5、VCI 100-4-1-6仅在线路种类100-4-1-3是PPPoA的情况下使用，在除此之外的情况下无关。另外，标签ID100-4-1-7仅在线路种类100-4-1-3是VLAN的情况下使用，在除此之外的情况下无关。另外，用户管理表100-4-1中没有注册一个数据的情况，表示在二层交换器100的属下不存在加入组播的用户终端的状态。
图4是表示存在一个用PPPoE连接的用户终端的情况的例子，图5表示进一步增加了加入组播组中的用户终端的情况的例子。
图6表示组播用连接管理表100-4-2的说明图。
组播用连接管理表100-4-2是管理从数据包传送装置经哪个连接来接收哪个组播组的数据用的表格，包含组播组地址100-4-2-1、线路接口编号100-4-2-2、线路种类100-4-2-3、会话ID100-4-2-4、VPI 100-4-2-5、VCI 100-4-2-6、标签ID 100-4-2-7、数据包传送装置MAC地址100-4-2-8。会话ID100-4-2-4仅在线路种类100-4-2-3是PPPoE的情况下使用，在除此之外的情况下无关。VPI 100-4-2-5、VCI100-4-2-6仅在线路种类100-4-2-3是PPPoA的情况下使用，在除此之外的情况下无关。另外，标签ID100-4-2-7仅在线路种类100-4-2-3是VLAN的情况下使用，在除此之外的情况下无关。另外，用户管理表100-4-2中没有注册一个数据的情况，表示与数据包传送装置200之间没有设置一条组播用连接。
图7表示在用户终端H1-i和数据包传送装置200之间进行发送接收的数据包600-i的结构图。
在用户终端H1-i和数据包传送装置200之间进行发送接收的数据包600-i包括作为发送端物理地址的MAC DA700、作为发送源物理地址的MAC SA 701、PPPoE头信息702、PPP头信息703、作为发送源IP地址的IP SA704、作为发送目的地IP地址的IP DA705和数据706。
图8是表示从数据包传送装置向二层交换器传送的组播包600-4的例子。
图9是由二层交换器复制并传送到终端H1-1的组播包600-6的例子。
图10是由二层交换器复制并传送到终端H1-2的组播包600-5的例子。
在图8～图10中，在IP DA 705上包含了组播组地址224.10.10.10。
2、动作
图11表示从用户终端H1-1和用户终端H1-2加入组播组(组地址224.10.10.10)用的意愿表示到接收组播包为止的时序图。
图12表示从用户终端H1-1和用户终端H1-2脱离组播组(组地址224.10.10.10)的意愿表示到组播包的接收停止为止的时序图。
图13表示用户终端H1-1和用户终端H1-2例如为终端故障等的情况那样，不进行从组播组(组地址224.10.10.10)脱离的意愿表示，而从组播组脱离的情况下，二层交换器100识别用户终端H1-1和用户终端H1-2的脱离，到停止组播包的传送为止的时序图。
图14表示用户管理表100-4-1的登录/删除的判断流程图，进一步，图15表示在用户管理表100-4-1上注册用户信息时的详细流程图。
图16表示在组播用连接管理表100-4-2上注册组播用连接的信息时的详细流程图(加入组播组)。
首先，使用图11，说明用户终端H1-1和用户终端H1-2加入组播组(组地址224.10.10.10)的内容发送服务器S1情况下的二层交换器100的动作。在本例中，分别将用户终端H1-1连接到二层交换器100的线路接口#1 100-1-1上，将用户终端H1-2连接到二层交换器100的线路接口#2 100-1-2上，将数据包传送装置200连接到二层交换器100的线路接口#3 100-1-3上。想加入组播组(组地址224.10.10.10)的用户终端H1-1为了传送参加的意愿，发送IGMP JOIN数据包600-1(SQ1-1)。IGMP JOIN数据包600-1到达二层交换器100的线路接口#1后，传送到线路接口控制部100-2。线路接口控制部100-2将所接收的数据包传送到接收缓存器100-7-2，同时，对处理器100-3发出通知接收了数据包用的中断。接收了中断的处理器100-3从接收缓存器100-7-2中读出数据包，执行用户管理表更新处理(SQ1-2)。
这里，基于图14的流程图来执行用户管理表更新处理(SQ1-2)。首先，处理器100-3判断从接收缓存器100-7-2读出的数据包是否是PPP数据包(5001)，若不是PPP数据包，则进行通常的数据包传送处理。处理器100-3在所接收的数据包是PPP数据包的情况下，进一步判断是否是IGMP数据包(5002)，若不是IGMP数据包，则进行通常的数据包处理。处理器100-3在所接收的数据包是IGMP数据包的情况下，进一步，判断是IGMP JOIN还是IGMP LEAVE(5003)，在为IGMPJOIN的情况下，向用户管理表100-4-1进行用户信息注册(5004)。
这里，根据图15的流程图来实施用户信息注册(5004)。首先，处理器100-3在从所接收的数据包中判断了线路种类后(5004-1)，从数据包的内容中依次取出需要的信息，存储到用户管理表100-4-1中。处理器100-3在线路种类是PPPoE的情况下，分别从数据包中取出组地址、线路接口编号、线路种类、会话ID、终端MAC地址，而分别设定在用户管理表100-4-1的组地址栏100-4-1-1、线路接口编号栏100-4-1-2、线路种类栏100-4-1-3、会话ID栏100-4-1-4、终端MAC地址栏100-4-1-8中。表示该状态的是图4的例子。本例中，由于用户终端H1-1加入组地址224.10.10.10中，所以在组地址栏100-4-1-1中存储224.10.10.10，由于将用户终端H1-1连接到二层交换器100的线路接口#1 100-1-1中，所以在线路接口编号栏100-4-1-2中存储了1。进一步，登录了线路种类是PPPoE、会话ID由10连接，用户终端H1-1的MAC地址是00-00-87-00-00-01。
回到图11，在用户管理表更新处理(SQ1-2)后，以有所述加入请求的组地址224.10.10.10为关键字，来检索组播用连接管理表100-4-2，判断是否已经建立了对应于该组地址的组播用连接(SQ1-2-1)。作为该判断方法，例如，处理器100-3可参照组播用连接管理表100-4-2，通过是否存在对应于所述组地址的项目，来判断有无确立组播用连接。结果，在没有确立对应于所述组地址的组播用连接的情况下，二层交换器100与数据包传送装置200之间，进行组播用连接500的确立(SQ1-3)。并且，在已经确立了对应于所述组地址的组播用连接的情况下，不进行新的连接确立。即，从图11的数据包通信用连接确立处理(SQ1-3)中省略了后述的PIM参加(SQ1-7)的处理。若组播用连接器的确立完成，则二层交换器100进行在组播用连接管理表100-4-2中存储所确立的连接的信息的组播用管理表更新处理(SQ1-4)。
这里，根据图16所示的流程图来执行组播用管理表更新处理。在所确立的连接的线路种类是PPPoE的情况下，在组播用连接管理表100-4-2的组地址栏100-4-2-1、线路接口编号栏100-4-2-2、线路种类栏100-4-2-3、会话ID栏100-4-2-4、数据包传送装置MAC地址栏100-4-2-8中分别设定组地址、线路接口编号、线路种类、会话ID、数据包传送装置的MAC地址。表示该状态的是图6的例子。
回到图11，接着，二层交换器100代替用户终端H1-1，而对上层数据包传送装置200发送IGMP JOIN(SQ1-6)。数据包传送装置200经路由器300向内容发送服务器S1发送PIM参加数据包(SQ1-7)。由此，内容发送服务器S1经路由器300对数据包传送装置200开始组播包的发送。数据包传送装置200经与二层交换器100之间设置的组播用连接500，向二层交换器100传送组播包600-4(SQ1-8)。组播包到达二层交换器100的线路接口#3 100-1-3后，传送线路接口控制部100-2。线路接口控制部100-2将所接收的组播包存储到接收缓存器100-7-2中，同时，对处理器100-3通知接收了数据包。处理器100-3以在所接收的数据包的IP DA区域705中存储的组地址、在PPPoE区域702中存储的会话ID、MAC SA区域701中存储的发送源MAC地址为关键字，检索组播用连接管理表100-4-2，在存在完全一致的连接的情况下，进一步，将该组地址作为检索关键字来检索用户管理表100-4-1。本例中，该时刻中，如图4所示，在用户管理表100-4-1中注册的用户终端是一台。并且，若所接收的组播包的组地址是224.10.10.10，则将所接收的组播包向终端MAC地址00-00-87-00-00-01的用户终端，即，终端H1-1传送组播包。这时，处理器100-3编辑所接收的组播包的头信息。
表示从数据包传送装置200接收的组播包600-4的结构的是图8所示的例子。在发送端MAC地址MAC DA700中存储分配给作为组播用连接的二层交换器侧的接收口的线路接口#3 100-1-3的MAC地址00-00-87-33-33，在发送源MAC地址MAC SA701中存储分配给作为组播用连接器的出口的数据包传送装置200的MAC地址00-00-87-00-00-10、进一步在PPPoE头702内的会话ID中存储作为组播用连接500的会话ID的30，在作为发送目的地IP地址的IP DA705上存储组地址224.10.10.10。
由于处理器100-3将该数据包传送到用户终端H1-1，所以分别从用户管理表100-4-1的终端MAC地址栏100-4-1-8和会话ID栏100-4-1-4中取得发送端MAC地址MAC DA700及用户终端H1-1与二层交换器100之间的会话ID，而与从数据包传送装置接收的组播包中的地址和会话ID相替换。另外，在发送源MAC地址MAC SA701中输入分配给与用户终端H1-1相连的线路接口100-1-1的MAC地址00-00-87-11-11-11。表示了该状态的例子是图9。
处理器100-3将所生成的数据包600-6存储在发送缓存器100-7-1中，并起动线路接口控制部100-2。线路接口控制部100-2从发送缓存器100-7-1中取出数据包，经线路接口#1 100-1-1，而将组播包600-6发送到用户终端H1-1(SQ1-10)。由此，用户终端H1-1可接收来自内容发送服务器S1的组播包。
该状态下，用户终端H1-2为了进行加入组地址224.10.10.10的意愿表示，而对二层交换器100发送IGMP J0IN数据包600-2(SQ1-11)。IGMP JOIN数据包600-2到达二层交换器100的线路接口#2后，传送到线路接口控制部100-2。线路接口控制部100-2在将所接收的数据包传送到接收缓存器100-7-2的同时，对处理器100-3发出用于通知接收了数据包的中断。接收了中断的处理器100-3从接收缓存器100-7-2中读出数据包，来执行用户管理表更新处理(SQ1-12)。
这里，与上述相同，根据图14的流程图来实施用户管理表更新处理(SQ1-12)。首先，处理器100-3判断从接收缓存器100-7-2中读出的数据包是否是PPP数据包(5001)，若为PPP数据包之外，则进行通常的数据包传送处理。处理器100-3在所接收的数据包是PPP数据包的情况下，进一步判断是否是IGMP数据包(5002)，若为IGMP数据包之外，则进行通常的数据包处理。处理器100-3在所接收的数据包是IGMP数据包的情况下，进一步，判断是IGMP JOIN还是IGMP LEAVE(5003)，在为IGMP JOIN的情况下，向用户管理表100-4-1进行用户信息注册(5004)。
这里，与上述相同，根据图15的流程图来实施用户信息注册(5004)。首先，从所接收的数据包中判断了线路种类后(5004-1)，从数据包的内容中依次取出需要的信息，存储到用户管理表100-4-1中。处理器100-3在线路种类是PPPoE的情况下，分别从数据包中取出组地址、线路接口编号、线路种类、会话ID、终端MAC地址，而分别设定在用户管理表100-4-1的组地址栏100-4-1-1、线路接口编号栏100-4-1-2、线路种类栏100-4-1-3、标签ID栏100-4-1-7、终端MAC地址栏100-4-1-8中。表示了该状态的是图5的例子。
本例是用户终端H1-2的MAC地址是00-00-87-00-00-02，线路种类是PPPoE、会话ID是20、由二层交换器100的线路接口编号2进行连接，要求加入组地址224.10.10.10的组播组的例子。在用户管理表更新处理(SQ1-12)完成后，以有加入请求的组地址为检索关键字，来检索组播用连接管理表100-4-2，进行是否已经建立了组播用连接的判断(SQ1-1-12-1)。
如图5所示，在该时刻用户终端H1-1已经加入组播组(组地址224.10.10.10)中，二层交换器100从内容发送服务器S1中接收组播组(组地址224.10.10.10)的组播包。因此，二层交换器100不新设置组播用连接500，不对数据包传送装置200发送新的IGMP JOIN数据包。
回到图11，在该时刻，设二层交换器100从内容数据包服务器S1接收了组地址224.10.10.10的组播包(SQ1-13)。如前所述，组播包到达二层交换器100的线路接口#3 100-1-3后，传送到线路接口控制部100-2中。线路接口控制部100-2在将所接收的组播包传送到接收缓存器100-7-2的同时，对处理器100-3发出用于通知接收了组播包的中断。处理器100-3以在所接收的数据包的IP DA区域705中存储的组地址、在PPPoE区域702中存储的会话ID、在MAC SA区域701中存储的发送源MAC地址为关键字，检索组播用连接管理表100-4-2，在存在完全一致的连接的情况下，进一步，将该组地址作为检索关键字来检索用户管理表100-4-1。如图5所示，由于注册了两台加入组地址224.10.10.10的用户终端，所以二层交换器100复制组播包(SQ1-14)，并分别对用户终端(H1-1)和用户终端(H1-2)传送组播包(SQ1-15、SQ1-16)。数据包的编辑方法与前述的传送到用户终端H1-1时相同，表示传送到用户终端H1-2的数据包的例子是图10。通过将编辑好的数据包分别传送到用户终端H1-1和用户终端H1-2，用户终端H1-1和用户终端H1-2可以接收组播包。
(从组播组的脱离1)
接着，说明从组播组的脱离。作为从组播组脱离的时序，有用户终端明确发出脱离请求的情况和未发出的情况两种。用户终端未明确发出脱离请求的情况认为是例如由用户终端的故障等造成的情况。
首先，使用图12所示的时序图来说明用户终端H1-1、用户终端H1-2明确发出脱离请求的情况。
想从组播组(组地址224.10.10.10)脱离的用户终端H1-2为了传送脱离的意愿，发送IGMP LEAVE数据包(SQ2-1)。IGMP LEAVE数据包到达二层交换器100的线路接口#2后，传送到线路接口控制部100-2。线路接口控制部100-2将所接收的数据包传送到接收缓存器100-7-2，同时，对处理器100-3发出用于通知接收了数据包的中断。接收了中端的处理器100-3从接收缓存器100-7-2中读出数据包，执行用户管理表更新处理(SQ1-2)。
这里，基于图14的流程图来执行用户管理表更新处理(SQ2-2)。首先，处理器100-3判断从接收缓存器100-7-2读出的数据包是否是PPP数据包(5001)，若为PPP数据包之外，则进行通常的数据包传送处理。处理器100-3在所接收的数据包是PPP数据包的情况下，进一步判断是否是IGMP数据包(5002)，若为IGMP数据包之外，则进行通常的数据包处理。处理器100-3在所接收的数据包是IGMP数据包的情况下，进一步判断是IGMP JOIN还是IGMP LEAVE(5003)，在为IGMP LEAVE的情况下，从用户管理表100-4-1删除用户信息(5005)。在用户信息删除(5005)中，首先，处理器100-3从所接收的IGMP LEAVE数据包的内容中抽出线路种类，在PPPoE的情况下抽出会话ID、终端MAC地址、组地址。处理器100-3以所抽出的信息为关键字来检索用户管理表100-4，而删除相应的用户终端信息。删除了从用户管理表100-4脱离的用户终端信息后，以所述组地址为关键字来检索用户管理表100-4，进行是否存在加入所述组地址中的用户的判断(SQ2-2-1)。当结果为存在用户的情况下，使对应于所述组地址的组播用连接保持为已建立的原样。本例中，表示删除了用户终端H1-2的用户信息的状态是图4，由于该时刻存在加入组地址224.10.10.10的用户终端，所以对应于组地址224.10.10.10的组播用连接为如图6那样原样的已建立的状态。
在该状态中，二层交换器100在接收了来自内容发送服务器S1的组播包(组地址224.10.10.10)的情况下，二层交换器100不向用户终端H1-2进行组播包的传送，而仅对在用户管理表100-4-1中注册的用户终端H1-1进行传送。
回到图12，接着，用户终端H1-1为了传送脱离的意愿，发送IGMPLEAVE数据包(SQ2-3)。IGMP LEAVE数据包到达二层交换器100的线路接口#1后，传送到线路接口控制部100-2。线路接口控制部100-2将所接收的数据包传送到接收缓存器100-7-2，同时，对处理器100-3发出用于通知接收了数据包的中断。接收了中端的处理器100-3从接收缓存器100-7-2中读出数据包，执行用户管理表更新处理(SQ2-4)。
这里，基于图14的流程图来执行用户管理表更新处理(SQ2-4)。首先，处理器100-3判断从接收缓存器100-7-2读出的数据包是否是PPP数据包(5001)，若为PPP数据包之外，则进行通常的数据包传送处理。处理器100-3在所接收的数据包是PPP数据包的情况下，进一步判断是否是IGMP数据包(5002)，若为IGMP数据包之外，则进行通常的数据包处理。处理器100-3在所接收的数据包是IGMP数据包的情况下，进一步判断是IGMP JOIN还是IGMP LEAVE(5003)，在为IGMP LEAVE的情况下，从用户管理表100-4-1删除用户信息(5005)。在用户信息删除(5005)中，首先，处理器100-3从所接收的IGMP LEAVE数据包的内容中抽出线路种类，在PPPoE的情况下抽出会话ID、终端MAC地址、组地址。处理器100-3以所抽出的信息为关键字来检索用户管理表100-4，删除相应的用户终端信息。删除了从用户管理表100-4脱离的用户终端信息后，以所述组地址为关键字来检索用户管理表100-4，进行是否存在加入所述组地址中的用户的判断(SQ2-4-1)。本例中，由于该时刻用户终端H1-1、用户终端H1-2两者从组播组中脱离，所以成为用户管理表100-4-1中没有注册一个加入组地址224.10.10.10中的用户的状态。
因此，回到图12，二层交换器100为了停止来自内容发送服务器S1的组播包接收，对数据包传送装置200发送IGMP LEAVE数据包(SQ2-6)。接收了IGMP LEAVE数据包的数据包传送装置200经路由器300，向内容发送服务器发送PIMLEAVE数据包(SQ2-7)。接收了PIMLEAVE数据包的内容发送服务器S1停止对二层交换器100的组播包的发送。
通过上述，可以停止向用户终端H1-1和用户终端H1-2的组播包发送。由此，由于不需要对应于组地址224.10.10.10的组播用连接，所以在进行连接的关闭的同时(SQ2-8)，从组播用连接管理表100-4-2中删除对应于该组地址的连接通信。
(从组播组的脱离2)
接着，使用图13所示的时序图来说明在用户终端H1-1和用户终端H1-2没有明确宣布从组播组(组地址244.10.10.10)脱离的情况下，例如，在用户终端故障等的情况下，停止来自内容发送服务器S1的发送的时序图。
二层交换器100为了依次确认与在用户管理表100-4-1中登录的用户终端实际上是否连接，而发送IGMP询问数据包(SQ3-1)。在用尸终端H1-2正常动作的情况下，从用户终端H1-2返回IGMP响应数据包(SQ3-2)，但是在没有返回的情况下，二层交换器100识别为没有连接用户终端H1-2，而从用户管理表100-4-1中删除与用户终端H1-2有关的用户信息(SQ3-3)。在删除了从用户管理表100-4脱离的用户终端信息后，以所述组地址为关键字来检索用户管理表100-4，进行是否存在加入所述组地址的用户的判断(SQ3-3-1)。结果，在存在用户的情况下，使对应于所述组地址的组播用连接按原样为已建立。二层交换器100同样还对用户终端H1-1发送IGMP询问(SQ3-4)，在不存在IFMP响应数据包返回的情况下，识别为没有连接用户终端H1-1，而从用户管理表100-4-1中删除与用户终端H1-1有关的用户信息(SQ3-6)。在删除了从用户管理表100-4脱离的用户终端信息后，以所述组地址为关键字来检索用户管理表100-4，进行是否存在加入所述组地址中的用户的判断(SQ3-6-1)。本例中，由于在该时刻用户终端H1-1、用户终端H1-2两者都从组播组中脱离，所以成为在用户管理表100-4-1中没有注册一个用户信息的状态。
因此，二层交换器100为了停止来自内容发送服务器S1的组播包接收，执行包含组地址224.10.10.10的IGMP LEAVE数据包的头编辑处理(SQ3-7)，并对数据包传送装置200发送IGMP LEAVE数据包(SQ3-8)。接收了IGMP LEAVE数据包的数据包传送装置200经路由器300，向内容发送服务器发送PIMLEAVE数据包(SQ3-9)。接收了PIMLEAVE数据包的内容发送服务器S1停止对二层交换器100发送组播包。
如上所述，可以停止向用户终端H1-1和用户终端H1-2的组播包发送。由此，由于不需要对应于组地址224.10.10.10的组播用连接，所以在进行连接的关闭的同时(SQ3-10)，从组播用连接管理表100-4-2中删除对应于相应的组地址的连接信息。
以上，用由软件控制实现的方法说明了本发明的实施例，但是本发明并不限于用软件处理来实现，也可由硬件实现。另外，本例中，以PPPoE为中心进行了说明，但是并不限于PPPoE，还可用于VLAN、PPPoA、PPPoEoA等的点对点连接。

Claims (8)

1、一种二层交换器(layer2 switch)，配置在用户终端和数据包传送装置之间，进行数据包的中继，其特征在于，包括：
用户管理表，存储用户终端想要参加的组播组地址、连接用户终端的线路接口编号、用户终端的MAC地址；
组播用连接管理表，对应于用户终端想要参加的组播组地址，存储与数据包传送装置之间生成的组播用连接的线路接口编号、数据包传送装置的MAC地址；
连接到网络的线路接口；
处理器，可以访问所述各表，经所述线路接口在用户终端和数据包传送装置之间传送组播包；
所述处理器包括：
经所述线路接口，从希望接收组播包的用户终端接收用于加入包含组播组地址的组播组的组播接收请求消息的数据包的单元；
根据报头或数据部判断来自用户终端的数据包是否包含组播请求消息，在判断为包含组播接收请求消息的情况下，不向上层数据包传送装置传送数据包，而将所接收的数据包终止传送的单元；
参照所述组播用连接管理表，根据从所接收的组播接收请求消息得到的组播组地址，判断是否已经建立了组播用连接的单元；
在已经建立了组播用连接的情况下，在所述用户管理表上注册组播组地址、发送了组播请求消息的用户终端的线路接口编号和MAC地址的单元；
从数据包传送装置接收组播包，根据所接收的数据包中包含的组播组地址、发送源MAC地址，参照所述组播用连接管理表，来判断所接收到的数据包是否是从组播用连接接收到的组播包的单元；
在判断为所接收到的数据包是组播包的情况下，根据所接收的数据包中含有的组地址来参照所述用户管理表的单元；
在加入与所接收的数据包中含有的组地址相同的组地址的用户终端已在所述用户管理表中注册的情况下，对所注册的各用户终端复制组播包，同时，根据所述用户管理表求出向各用户终端的线路接口信息，向各用户终端发送组播包的单元。
2、根据权利要求1所述的二层交换器，其特征在于，包括：在判断为没有建立组播用连接的情况下，新生成对应于所接收的组播组地址的组播用连接的单元；
将新生成的组播用连接的组播组地址、线路接口编号、数据包传送装置的MAC地址登录到所述组播用连接管理表中的单元。
3、根据权利要求1所述的二层交换器，其特征在于，包括：在用户终端加入组播组的情况下，判断从用户终端接收的数据包是否包含组播包接收请求消息，对于包含组播包接收请求消息的数据包，不进行数据包传送，而终止传送的单元；
在所述用户管理表中追加在所接收的数据包中含有的组播组地址、发送了组播请求消息的用户终端的线路接口编号、MAC地址的单元。
4、根据权利要求1所述的二层交换器，其特征在于，包括：判断从用户终端接收的数据包是否包含组播脱离消息，在判断为是包含组播脱离消息的数据包的情况下，不进行数据包的传送，而终止传送的单元；
从所述用户管理表中删除脱离的用户终端的项目的单元。
5、根据权利要求4所述的二层交换器，其特征在于，包括：根据脱离了的用户终端的组播组地址，检索所述用户管理表，判断是否存在加入了该组播组地址的用户终端，在存在加入了的用户终端的情况下，认为组播用连接已建立。
6、根据权利要求4所述的二层交换器，其特征在于，包括：根据脱离后的用户终端的组播组地址，检索所述用户管理表，判断是否存在加入了该组播组地址中的用户终端，在不存在加入了的用户终端的情况下，用组播脱离消息来向数据包传送装置通知从组播组脱离的情况的单元；
断开该组播用连接的单元。
7、根据权利要求1所述的二层交换器，其特征在于，进一步具有在确认是否有想要从数据包传送装置或二层交换器接收组播的用户终端的情况下，向各用户终端传送组播接收询问数据包的单元；
在没有从用户终端得到回信的情况下，从所述用户管理表中删除与该用户有关的项目的单元。
8、根据权利要求1所述的二层交换器，其特征在于：根据所述组播用连接管理表，对多个用户终端加入的组播组地址的一个，动态或静态地建立一个组播用连接，来汇聚组播包的传送路径。
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