CN1764155A

CN1764155A - 一种域间组播的传输方法及边缘设备

Info

Publication number: CN1764155A
Application number: CNA2005101025134A
Authority: CN
Inventors: 周迪
Original assignee: Hangzhou Huawei 3Com Technology Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2025-09-08
Also published as: CN100477635C

Abstract

本发明公开了一种域间组播的传输方法，用以协助本自治域内的主机和其他自治域内的组播源建立组播业务连接，包括以下步骤：在本自治域边缘设备处，根据收到的组播路由协议报文生成相应的组管理协议报文，并向组播源所在自治域发送组管理协议报文；在本自治域边缘设备处，将由组播源方向转发过来的组播组数据向本自治域内主机方向转发。本发明还公开了一种实现域间组播的边缘设备，用以为本自治域内的主机与其他自治域的组播源建立组播业务连接。本发明中不同自治域互视各自为对方的接入主机；接入方自治域的边缘路由器实现IGMP协议转换单元与自己的组播路由协议进行联动，由它代表自己方的自治域，担任对方的接入主机的角色。

Description

一种域间组播的传输方法及边缘设备

技术领域

本发明涉及组播业务的传输领域，特别涉及一种域间组播的传输方法及边缘设备。

背景技术

随着组播业务的目益流行，比如：网络游戏、电子邮件、电子理财等基于互联网的业务，特别是IPTV(Internet Protocol TV，交互式网络电视)等新兴业务的广泛使用，使得跨自治域(由一个ISP运营的网络称为一个自治域)的组播业务也日渐流行。其中，IPTV是一种利用宽带有线电视网，集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。针对上述组播的业务实现，必须通过协调不同的运营商部署的自治域，使之相互间共享组播业务。

在自治域内部通过域内组播传输信息，在不同的自治域间要通过域间组播传输信息。目前域间组播的实现方式主要有MSDP(组播信源发现协议)/MBGP(组播边界网关协议)和PIM-SSM。前者是利用MSDP协议传播组播源活动信息SA，以指示有哪些组播源可用，同时辅以MBGP来选择合适的传播组播流的路径，但该方式各个域间运行的组播路由协议都是PIM-SM。后者其实就是PIM-SM协议的简化版，去掉了组播源注册过程，接入侧运行组管理协议是IGMPV3或者是CISCO的IGMPV3Lite、URD协议，用户知道组播源的地址，直接加入，实现接收组播业务流。

上述两种方案中，不同自治域内部的组播协议必须相同，即一个自治域域内组播为PIM-SM协议，与之通信的另一个自治域域内组播也必须是PIM-SM协议。然而对于各个自治域内部的组播不全相同时，上述域间组播传输就无法实现。如果为实现域间的组播，则必须强制要求各个自治域大幅度修改配置，甚至更新设备，以统一各个自治域的域内组播协议。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种域间组播的传输方法，以解决现有技术中在使用不同域内组播协议的自治域之间不能进行域间组播传输的缺陷。

为达到上述目的，本发明公开了一种域间组播的传输方法，用以协助本自治域内的主机和其他自治域内的组播源建立组播业务连接，包括以下步骤：

A、在本自治域边缘设备处，根据收到的组播路由协议报文生成相应的组管理协议报文，并向组播源所在自治域发送组管理协议报文；

B、在本自治域边缘设备处，将由组播源方向转发过来的组播组数据向本自治域内主机方向转发。

步骤A中所述组管理协议报文包括：组管理协议成员关系报告报文或组管理协议离开报文，分别对应于组播路由协议报文中的组播路由加入报文以及组播路由剪枝报文。

当组播源所在自治域的边缘路由器接收到组管理协议成员关系报告报文时，将该报文中的组播组收集到列表中；当组播源所在自治域的边缘路由器接收到组管理协议离开报文时，将该报文中的组播组从列表中删除。

组播源所在自治域的边缘路由器周期发送通用组查询报文，以查询组播组成员；所述组播组中的扮演主机角色的边缘路由器通过发送响应报文来响应查询。

所述组播路由协议包括：稀疏模式协议无关组播PIM-SM、密集模式协议无关组播PIM-DM或距离矢量组播路由协议DVMRP。

所述组管理协议包括因特网组管理协议IGMP或组播侦听发现MLD协议。

本发明还公开了一种实现域间组播的边缘设备，用以为本自治域内的主机与其他自治域的组播源建立组播业务连接，所述边缘设备中包括组管理协议转换单元，该单元将组播路由协议报文转换为组管理协议报文，并将该组管理协议报文向其他自治域发送。

组播路由协议报文包括组管理协议成员关系报告报文或组管理协议离开报文，分别对应于组播路由协议报文中的组播路由加入报文以及组播路由剪枝报文。

组播源所在自治域的边缘设备周期发送通用组查询报文，以查询组播组成员，所述组播组中的扮演主机角色的边缘设备通过发送响应报文来响应查询。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明中不同自治域互视各自为对方的接入主机；接入方自治域的边缘路由器实现IGMP协议转换单元与自己的组播路由协议进行联动，由它代表自己方的自治域，担任对方的接入主机的角色。

进一步，当边缘路由器收到本自治域的组播路由协议加入信息时，触发自己的IGMP协议单元，发送IGMP成员关系报告，告诉相邻自治域的边缘路由器，希望接收该组播业务；反之如果收到本自治域的组播路由协议离开报文，则触发自己的IGMP协议单元，发送IGMP离开报文，告诉相邻自治域的边缘路由器，不希望接收组播业务。通过自治域内报文与IGMP报文转换，实现不同自治域的域间通信。

另外，本发明不需要改变各个自治域内的组播路由协议和绝大多数相关的配置，也不涉及标准协议的改动，仅仅改进自治域的边缘路由器就可实现，因此，对现有网络设备提供了更大的兼容性，扩展了本发明的应用范围。

附图说明

图1是本发明基本原理的流程图；

图2是本发明一个具体实施例的网络结构图；

图3是本发明另一个具体实施例的网络结构图；

图4是本发明又一个具体实施例的网络结构图。

具体实施方式

下面我们将结合附图，对本发明的最佳实施方案进行详细描述。首先要指出的是，本发明中用到的术语、字词及权利要求的含义不能仅仅限于其字面和普通的含义去理解，还包括进而与本发明的技术相符的含义和概念，这是因为我们作为发明者，要适当地给出术语的定义，以便对我们的发明进行最恰当的描述。因此，本说明和附图中给出的配置，只是本发明的首选实施方案，而不是要列举本发明的所有技术特性。我们要认识到，还有各种各样的可以取代我们方案的同等方案或修改方案。

本发明提供的域间组播的传输方法，用于协助本自治域内的主机和其他自治域内的组播源建立组播业务连接，其基本流程如图1所示，包括以下步骤：

s101、在本自治域边缘设备(通常是三层设备，如路由器或三层交换机)处，根据收到的组播路由协议报文生成相应的组管理协议报文，并向组播源所在自治域发送组管理协议报文。

s102、在本自治域边缘设备处，将由组播源方向转发过来的组播组数据向本自治域内主机方向转发。

下面结合具体实施例对本发明进行描述，在如图2所示的网络中包括自治域100和自治域200，自治域100中包括组播源11、与组播源11直接连接的路由器12和边缘路由器13；自治域200包括主机21、与主机21连接的路由器22和边缘路由器23。自治域100与自治域200通过边缘路由器13和边缘路由器23通信。为便于描述，这里约定：边缘路由器23连接边缘路由器13的接口称为上行接口，边缘路由器23连接自治域200内部路由器22的接口称为下行接口；边缘路由器13连接边缘路由器23的接口为下行接口，边缘路由器13连接自治域100内部路由器12的接口称为上行接口。

假设自治域100内部路由器之间运行的是PIM-DM组播路由协议，而自治域200内部路由器之间运行的是PIM-SM组播路由协议，组管理协议为IGMP(在IPV4中，组管理协议为IGMP；应用到IPV6中，组管理协议可以是对应的组播侦听发现MLD协议，两者实现的方法相同，只是应用环境不同)。

在PIM-DM域中，运行P1M-DM协议的路由器周期性的发送Hello消息，发现邻接的PIM路由器，进行叶子网络、叶子路由器的判断，并负责在多路访问网络中选举指定路由器。当组播源开始发送组播数据时，域内所有网络节点都需要接收数据，因此采用“扩散-剪枝”(此处的扩散也可以理解为加入)方式进行组播数据包转发。沿途路由器向除组播源对应的RPF(上游邻接节点对应的接口)之外的所有接口转发组播数据包。如果网络中某区域没有组播组成员，该区域内的路由器会发送剪枝消息，将通往该区域的转发接口剪枝，并且建立剪枝状态，同时启动定时器，当定时器超时，剪枝状态重新变为转发状态。其中，剪枝状态包括组播源和组播组的信息，当剪枝区域内出现了组播组成员时，不必等待上游剪枝状态超时，而主动向上游发送嫁接报文，以使剪枝状态变为转发状态。

在PIM-SM域中，通过建立组播分发树进行组播数据包的转发，组播分发树分为共享树和最短路径树，PIM-SM通过显示的加入/剪枝机制完成组播分发树的建立与维护。

当自治域200内的主机21想要观看某节目，则主机21会通过应用层的协议向组播源11获取对应的组播地址，然后发送对应组的IGMP(Internet GroupManagement Protocol，因特网组管理协议)成员关系报告报文；连接主机21的路由器22在收到IGMP成员关系报告报文后，就会向组播源11方向发送PIM协议的加入消息；由于自治域200连接自治域100的边缘路由器只有23，所以该PIM加入消息必定到达边缘路由器23；边缘路由器23收到来自下行接口的PIM加入消息，就会触发IGMP协议转换单元往边缘路由器13发送对应组的IGMP成员关系报告报文；边缘路由器13发现有IGMP组加入，就会以对应组播路由协议(自治域100中的PIM-DM协议)的流程去引导组播数据在该组中传送。

当该主机21不愿意观看该节目时，则会发送对应组的IGMP离开报文；连接它的路由器22就会向组播源方向发送对应组的PIM剪枝消息；同样道理，该剪枝消息必定到达边缘路由器23；边缘路由器23收到来自下行接口的PIM剪枝报文就会触发IGMP协议转换单元向边缘路由器13发送对应组的IGMP离开报文；边缘路由器13发现有组离开，就会以相应的流程发送剪枝消息，截断对应的组播流。

本发明的改进只涉及边缘路由器，即本例中的边缘路由器23。本发明通过在边缘路由器中增加IGMP协议转换单元，使组播路由协议的组加入行为转化为IGMP的组加入行为，以及让组播路由协议的组离开行为，转化为IGMP的组离开行为。边缘路由器具体实现方法如下：

首先，在边缘路由器23中设置并维护一张组播组列表，该组播列表用于存储组播组信息，当边缘路由器23接收到自治域200内的路由器22的PIM-SM加入报文后，触发IGMP协议转换单元向上行接口发送对应组的IGMP成员关系报告报文，并将该报文内的组播组存储到组播列表中；当边缘路由器23接收到自治域200内的路由器22的PIM-SM剪枝报文后，触发IGMP协议转换单元向上行接口发送对应组的IGMP离开消息，并将该剪枝报文内的组播组从组播列表中删除。

当边缘路由器13收到来自上行接口的IGMP通用查询报文，将遍历组播组列表，为每个组播组启动一个倒计数报告计时器，时间为10秒。如果计时器超时前未收到组播组的IGMP成员关系报告报文，则发送对应组的IGMP成员关系报告报文。

当收到来自上行接口的IGMP特定组查询报文，会发送几个IGMP特定组查询报文。此时扮演主机角色的边缘路由器通过发送响应报文来响应查询，且该边缘路由器需要在最大响应时间内回应IGMP成员关系报告报文，因为边缘路由器13连接边缘路由器的接口可能还连接着其他的主机或者其他自制系统的边缘路由器。

边缘路由器13可能还会连接着其他的主机或者其他自治域的边缘路由器。所以当边缘路由器23在计时器超时前收到了IGMP成员关系报告报文，应该与主机行为一样，进行成员关系报告报文的抑制：删除与收到的IGMP成员关系报告报文对应的组播组的计时器。

另外，为了防止边缘路由器23上的组播地址老化，边缘路由器23需要周期性的遍历组播组列表，发送IGMP成员关系报告报文。

本发明中的不同自治域间可能有多个边缘路由器，如图3所示，包括：自治域300和自治域400，自治域300中包括节目源31、与节目源31直接相连的路由器32、边缘路由器33和边缘路由器34；自治域400中包括主机41、与主机41直接相连的路由器42、边缘路由器43和边缘路由器44；边缘路由器33与边缘路由器43相连，边缘路由器34与边缘路由器44相连。这时两个自治域虽然通过多个边缘路由器相连，但对于特定的某个组播源，真正在发挥功能的，也只有一对边缘路由器，因为组播路由协议的组加入协议报文会按照单播路由表往上传送，最终只会达到路径最短的那对边缘路由器。当然了，也有可能出现因为自治域内路由器采用组播报文分担技术而导致两个边缘路由器都需要作出基于本发明的改进的情况。

一个自治域中包括多个路由器，一个路由器下连有多个主机，如图4所示，包括自治域500和自治域600，其中，自治域500包括路由器510、路由器520和边缘路由器530，路由器510下接主机511(节目源)和主机512，路由器520下接主机521和主机522；自治域600包括路由器610、路由器620和边缘路由器630，路由器610下接主机611和主机612，路由器620下接主机621和主机622；两个自治域通过边缘路由器530和边缘路由器630通信。

上述以两个自治域构成的网络系统为本发明应用的简化方案，本发明同时可以适用于三个、四个等多个自治域的网络环境。在每个自治域内采用现有技术进行组播，只是通过使边缘路由器增加协议转换功能，改变了域间的组播传输协议。

本发明中路由器的接口包括以太网口，POS口等可以运行组播业务的接口类型。

本发明中与IGMP协议转换单元进行联动的组播路由协议不限于PIM-SM，也可以是其它协议，比如：DVMRP协议。所有的组播路由协议都有组加入行为和组离开行为，这是基本的路由协议行为；改造方式也一样，让IGMP协议转换单元和组播路由协议进行联动。

本发明中关于IGMP协议处理的描述主要是关于IGMPV2，但同样适用于IGMPV1和IGMPV3，对于IGMPV1，它只会发送IGMP成员关系报告报文，而不会发送离开报文，则收到组播路由协议的离开报文时，不再响应来自边缘路由器的通用查询报文和指定组查询报文，不再发送IGMP成员关系报告报文就可以了，其他与IGMPV2相同。IGMPV3增强了IGMPV2的功能，但是增强的那些功能与本发明无关，处理与IGMPV2相同。

除了本发明提到的IGMP协议转换单元与组播路由协议的联动外，也可以手工静态配置IGMP组。

本发明还提供了一种实现域间组播的边缘路由器，用以为本自治域内的主机与其他自治域的组播源建立组播业务连接，所述边缘路由器中包括组管理协议转换单元，该单元将组播路由协议报文转换为组管理协议报文，并将该组管理协议报文向其他自治域发送。组播路由协议报文，包括组管理协议成员关系报告报文或组管理协议离开报文，分别对应于组播路由协议报文中的组播路由加入报文以及组播路由剪枝报文。组播源所在自治域的边缘路由器周期发送通用组查询报文，以查询组播组成员，所述组播组中的扮演主机角色的边缘路由器通过发送响应报文来响应查询。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1、一种域间组播的传输方法，用以协助本自治域内的主机和其他自治域内的组播源建立组播业务连接，其特征在于，包括以下步骤：

2、如权利要求1所述域间组播的传输方法，其特征在于，步骤A中所述组管理协议报文包括：组管理协议成员关系报告报文或组管理协议离开报文，分别对应于组播路由协议报文中的组播路由加入报文以及组播路由剪枝报文。

3、如权利要求2所述域间组播的传输方法，其特征在于，当组播源所在自治域的边缘路由器接收到组管理协议成员关系报告报文时，将该报文中的组播组收集到列表中；当组播源所在自治域的边缘路由器接收到组管理协议离开报文时，将该报文中的组播组从列表中删除。

4、如权利要求2所述域间组播的传输方法，其特征在于，组播源所在自治域的边缘路由器周期发送通用组查询报文，以查询组播组成员；所述组播组中的扮演主机角色的边缘路由器通过发送响应报文来响应查询。

5、如权利要求1所述域间组播的传输方法，其特征在于，所述组播路由协议包括：稀疏模式协议无关组播PIM-SM、密集模式协议无关组播PIM-DM或距离矢量组播路由协议DVMRP。

6、如权利要求1至5任一项所述域间组播的传输方法，其特征在于，所述组管理协议包括因特网组管理协议IGMP或组播侦听发现MLD协议。

7、一种实现域间组播的边缘设备，用以为本自治域内的主机与其他自治域的组播源建立组播业务连接，其特征在于，所述边缘设备中包括组管理协议转换单元，该单元将组播路由协议报文转换为组管理协议报文，并将该组管理协议报文向其他自治域发送。

8、如权利要求7所述实现域间组播的边缘设备，其特征在于：组播路由协议报文包括组管理协议成员关系报告报文或组管理协议离开报文，分别对应于组播路由协议报文中的组播路由加入报文以及组播路由剪枝报文。

9、如权利要求7所述实现域间组播的边缘设备，其特征在于，组播源所在自治域的边缘设备周期发送通用组查询报文，以查询组播组成员，所述组播组中的扮演主机角色的边缘设备通过发送响应报文来响应查询。