CN1859284A - 对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法 - Google Patents

Abstract

一种对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，路由器侧设备区分同一接入端口下多台组播终端时包括以下步骤：设置同一个接入端口下各组播终端的终端编号；同一接入端口下不同组播终端在构造因特网组播管理协议报告报文或离开报文时，将终端编号填入因特网组播管理协议报文的未用字段中；路由器侧设备通过分析收到的因特网组播管理协议报告报文和离开报文中的未用字段，区分同一接入端口下的各组播终端。本发明在扩展了IGMP报文应用的基础上实现区分一个物理端口下的多终端，并不需要额外的报文发送终端信息，没有新增报文流量，可以满足不同接入方式的需要，并可以减小接入设备中用户记录所占用的空间，识别用户效率高。

Description

对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法

技术领域

本发明涉及组播业务技术领域，尤其涉及一种对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法。

背景技术

伴随着宽带业务的发展，用户已经不再满足于基本的网页浏览和文件下载，对视频、远程教育、股票信息和视频会议等需求的业务迅速增长。因此基于互联网的组播业务已成为促进宽带业务持续高速发展的一大应用。

随着组播业务尤其是视频业务的扩展，许多家庭已经开始使用组播视频业务。由于生活水平的提高，很多家庭拥有多台媒体接收设备(如电视机，电脑)，而在实际运营中，一个家庭一般就放一个接入端口，在有多台终端设备的情况下，如何区分同一个物理接入端口下的多台组播终端，保证多台终端在点播节目时不会互相干扰，是目前视频组播在运营过程中需要解决的一个问题。

由于根据协议，IGMP(INTERNET组播管理协议)报文本身没有带终端信息，所以目前的一些解决方案都是根据用户报文到达上层设备时的一些附带信息(MAC地址)来确认不同终端的。现有技术一般通过MAC地址的学习来区分多个组播终端，由于每个组播终端的MAC地址不同，接入设备在收到IGMP报文时，可以根据报文所带的MAC地址的不同区分发送报文的终端。

接入设备根据从一个物理端口(如XDSL端口)中收到的IGMP协议报文所带的源MAC地址区分出报文是由哪个终端发出的，从而进行相应的操作。如果此终端是此物理端口的第一个上线的用户，则设置硬件转发表项，记录下上线的终端；如果此终端是此物理端口的最后一个下线的用户，则删除硬件转发表项，同时清空对终端的在线记录；否则，仅记录下终端的上下线情况，不做硬件操作。

如果用户上报的报文是以太网封装的(这样才会有MAC地址)，则接入设备在收到用户的报文后，解析报文，得到用户的MAC地址，并记录下来，用以区分终端用户。在收到用户的加入报文时，在用户所在物理端口的记录中记录下用户的MAC地址，同时处理用户的上线流程；在收到用户的离开报文时，根据MAC地址查找用户是否在线，如果在线，处理用户的下线流程。根据记录更新转发的流程如下：在收到用户的IGMP加入报文时，判断用户是否是其所在物理端口的第一个用户，如果是，则设置硬件转发表项，如果不是，则硬件上无需做操作；在收到用户的IGMP离开报文时，判断用户是否是其所在物理端口的最后一个用户，如果是，则删除硬件转发表项，如果不是，则硬件上无需做操作。

现有技术的缺点在于：

1、如果用户的接入方式是PPPOA(ATM网承载点对点协议)或者IPOA(ATM网承载IP协议)，则因为PPPOA和IPOA的报文是ATM封装的，MAC地址是以太封装才带有的信息，所以这些报文本身没有携带MAC地址，接入设备无法学习到终端的MAC地址。

2、一个MAC地址占了48位，如果以MAC地址区分用户，在记录时占用的空间较大，同时识别用户时匹配效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术根据MAC地址区分同一个接入端口下的多台组播终端时，对PPPOA或者IPOA等接入方式不适用，同时记录MAC地址占用空间大的不足，提供一种对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，在区分组播终端时，满足不同接入方式的需要，并减小接入设备中用户记录所占用的空间。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

这种对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，路由器侧设备区分同一接入端口下多台组播终端时包括以下步骤：

A、设置同一个接入端口下各组播终端的终端编号；

B、同一接入端口下不同组播终端在构造因特网组播管理协议报告报文或离开报文时，将终端编号填入因特网组播管理协议报文的未用字段中；

C、路由器侧设备通过分析收到的因特网组播管理协议报告报文和离开报文中的未用字段，区分同一接入端口下的各组播终端。

所述路由器侧设备包括与组播终端相对的支持因特网组播管理协议报文的接入设备、路由器或宽带接入服务器。

所述步骤C中，在接入设备节目组播的用户记录中，增加空间用来记录终端编号，在终端加入或离开时，在所述的用户记录中进行记录；如果有终端加入，检查是否是此端口下的第一个组播终端，则设置硬件转发表项，将组播数据流发往该接入端口，如果不是，则硬件上无需做操作；如果有终端离开，检查是否是此端口下的最后一个用户，如果是，则删除硬件转发表项，组播数据流不再发往该接入端口，如果不是，则硬件上无需做操作。

所述未用字段的8位中可以采用每一位代表一个组播终端，在所述接入设备节目组播的用户记录中增加一个字节来记录终端编号，每一位代表一个组播终端，在终端加入或离开时，通过将用户记录中的记录与终端的二进制编号进行逻辑运算，标记终端是否在线。

也可以所述未用字段的8位所代表的每个数字代表一个组播终端，在所述接入设备节目组播的用户记录中增加一个256位的数据字段或用数组来记录不同终端的上下线情况，在终端加入或离开时，标记终端是否在线。

所述的终端编号在构造因特网组播管理协议报文的终端上可以通过软件进行设置和修改。

本发明的有益效果为：本发明提供一种对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，通过对IGMP报文格式中的未用字段的扩展应用来保证区分不同用户终端，在组播终端中支持在IGMP报文中未用字段中填写终端编号，在组播终端中通过软件设置在IGMP报文中未用字段中填写的终端编号。路由器侧设备(包括接入设备、路由器、BAS等与主机相对的支持IGMP报文的设备)根据终端上报的IGMP报告报文和离开报文中所带的终端标识来区分终端。

本发明在扩展了IGMP报文应用的基础上实现区分一个物理端口下的多终端，并不需要额外的报文发送终端信息，没有新增报文流量，可以满足不同接入方式的需要，并可以减小接入设备中用户记录所占用的空间，识别用户效率高。只要主机侧和路由器侧交互的组播控制报文使用的是IGMP报文，就可以实现区分一个物理端口下的多终端，对报文封装格式没有要求。如果按BIT位表示终端，可以标识8个终端，如果以未用字段所表示的数字表示终端，可以标识256个终端。

附图说明

图1为IGMPV1报文格式示意图；

图2为一个端口下多终端的组播组网图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

本发明利用已有的组播IGMP报文格式，扩展IGMP协议，同一物理端口下不同组播终端在构造IGMP报告报文和离开报文的过程中，将不同终端的编号(1、2……)填入未用字段。终端编号在构造IGMP报文的终端上可以通过软件设置，由于未用字段有8位(bit)，可以以一位代表一个终端，则在一个物理端口下可以支持8个组播终端。而在接入设备中，对于收到的IGMP报告报文和离开报文，分析它们的未用字段，保证接入设备可以其中的编号区分上下线的终端。终端的编号在可构造IGMP报文的终端上是可以软件设置的，由于IGMP报文在终端上是由组播终端软件构造的，所以在构造报文时填写进去即可，而终端编号是可以在终端软件界面上设置和修改的，比如通过命令行手动输入。

本发明之所以考虑扩展IGMP报文，是因为目前IGMP是主机侧和路由器侧交互过程中最常用的组播控制报文。如图1所示为IGMP V1报文格式示意图，V2报文的格式和它相同，只是其中未用的一个字节用来在IGMP查询报文中填写最大响应时间，在V2的报告报文和离开报文中，未用字段还是保留未用。V3报文的格式虽然和V1、V2有了很大的不同，但未用字段还是存在。

本发明利用此未用字段，在V1的报告报文、V2的报告报文和离开报文、V3的报告报文中将终端的编号填写在此字段中，由于IGMP查询报文是路由器或接入设备向终端发出的，用于查询终端当前的组播状态，而终端只会发送报告报文和离开报文，由于只需要区分终端，所以在报告报文和离开报文中带有标识字段即可，接入设备收到IGMP报文时，通过分析此报文的未用字段，就可以区分报文是由哪个终端发出的。

具体应用和描述如下：

如图2所示为一个端口下多终端的组播组网图，一个MODEM下面接了多个组播终端(终端1、终端2和终端3)，这些终端的上下线流程处理如下：

1、终端1要加入节目，组地址为A，则终端1发出IGMP报告报文，报文中未用字段中填写的值为00000001(二进制)。

2、终端2要加入节目，组地址为B，则终端2发出IGMP报告报文，报文中未用字段中填写的值为00000010(二进制)。

3、终端3要加入节目，组地址为A和B，则终端3针对两个组分别发出IGMP报告报文，报文中未用字段中填写的值为00000100(二进制)。就IGMP V2报文来说，一个IGMP报文只能加入一个组播组，这里也写到了是分别发出IGMP报告报文，即对两个节目，会发送两个报告报文，每个报文中的未用字段都填为00000100(二进制)。

4、在接入设备(如DSLAM)中，收看某个节目的用户记录中，只需增加一个字节即可区分不同终端。原有的接入设备中的收看某个节目的用户记录是针对物理端口(如XDSL端口)的，所以现在要区分一个端口下的不同终端时，就需要新增一个字节，记录下终端的标识。每个BIT位代表一个终端，这样在接入设备中也只需要增加一个字节即可记录终端。即节目A下此端口中的记录为00000101(二进制)，表示此端口下终端1和终端3已经加入节目A，节目B下此端口中的记录为00000110(二进制)，表示此端口下终端2和终端3已经加入节目B。

5、终端1要离开节目，组地址为A，则终端1发出IGMP离开报文，报文中未用字段中填写的值为00000001(二进制)。

6、接入设备收到此离开报文后，节目A下此端口中的记录改为00000100(二进制)，即只有终端3在收看此节目，数据流A仍然转发到此端口。

7、终端3要离开节目，组地址为A，则终端3发出IGMP离开报文，报文中未用字段中填写的值为00000100(二进制)。

8、接入设备收到此离开报文后，节目A下此端口中的记录改为00000000(二进制)，即此端口下不再有终端收看此节目，数据流A不再转发到此端口。

本发明通过在IGMP未用字段中填写上终端编号，不同的终端编号不同，就可以保证区分上报报文的终端。用户记录中要增加空间记录终端信息，就是要有不同终端的在线信息，这样在收到IGMP报文，可以进行相应的操作。比如，收到一个终端的离开报文，通过检查用户记录中新增的终端信息，发现还有其它终端在线，则只要将此终端的记录从软件中删除即可，硬件上无需做操作。

用户记录主要记录用户所在物理端口的信息，用户收看的节目组地址的信息、端口上线的信息。增加一个字节记录终端信息后，现以一BIT位表示一个终端来举例：新增字节初始化为00000000(二进制)，如果终端1加入节目A，则此时通过00000000|00000001算得新的记录为00000001；终端2加入节目A，则00000001|0000010算得的新的记录为00000011。当终端1要离开节目A时，发送离开报文，此时通过原有记录00000011&00000001，得到00000001，即此终端在线，将代表此终端的位置0，如果这样设置之后记录变为00000000，说明此终端是此端口的最后一个用户，则将硬件转发表项删除。

前面描述了用一位表示一个终端的情况，这样一个物理端口下最多可以支持8个终端。如果一个物理端口下需要支持的终端数大于8个，可以用8位可以表示的数字的不同来区分，这样最多可以支持2的8次方＝256个终端。在这种表示情况下，软件记录中可以用256位即32字节的数据字段来记录不同终端的上下线情况，也可以用数组记录。在前一种记录方式下，如果终端1收看节目A，则节目A下新增的256位字段中的第1位置1，表示用户正在收看节目，如果终端2收看节目A，则节目A下新增的256位字段中的第2位置1，如此类推。在后一种记录方式下，可以以终端的标识作为数组的下标，如果终端1收看节目A，则节目A下新增的数组A[1]＝1，如果终端2收看节目A，A[2]＝1，如此类推。如果是此端口的第一个用户，则设置硬件转发表项，如果不是，则硬件上无需做操作。如果有用户离开，检查是否是此端口的最后一个用户，如果是，则删除硬件转发表项，如果不是，则硬件上无需做操作。

如果接入设备能够透传IGMP报文(如支持IGMP SNOOPING，即IGMP侦听)，则上层路由器、BAS(宽带接入服务器)等路由器侧设备也会相应地以某种方式记录下未用字段中的终端标识，用来区分同一个物理接入端口下的各组播终端的报文。如果可以直接将IGMP报文上报BAS(宽带接入服务器)时，BAS可以根据一个端口下不同终端的标识，分别对用户进行鉴权。在本发明中，由于终端编号是填在IGMP报文中的，不管组网环境怎样，上层设备都可以得知用户终端的编号。

本发明在扩展了IGMP报文应用的基础上实现区分一个物理端口下的多终端，并不需要额外的报文发送终端信息，没有新增报文流量，可以满足不同接入方式的需要，并可以减小接入设备中用户记录所占用的空间，识别用户效率高。只要主机侧和路由器侧交互的组播控制报文使用的是IGMP报文，就可以实现区分一个物理端口下的多终端，对报文封装格式没有要求。如果按BIT位表示终端，可以标识8个终端，如果以未用字段所表示的数字表示终端，可以最多标识256个终端。

本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (6)

1、一种对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，其特征在于：路由器侧设备区分同一接入端口下多台组播终端时包括以下步骤：

A、设置同一个接入端口下各组播终端的终端编号；

B、同一接入端口下不同组播终端在构造因特网组播管理协议报告报文或离开报文时，将终端编号填入因特网组播管理协议报文的未用字段中；

C、路由器侧设备通过分析收到的因特网组播管理协议报告报文和离开报文中的未用字段，区分同一接入端口下的各组播终端。

2、根据权利要求1所述的对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，其特征在于：所述路由器侧设备包括与组播终端相对的支持因特网组播管理协议报文的接入设备、路由器或宽带接入服务器。

3、根据权利要求2所述的对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，其特征在于：所述步骤C中，在接入设备节目组播的用户记录中，增加空间用来记录终端编号，在终端加入或离开时，在所述的用户记录中进行记录；如果有终端加入，检查是否是此端口下的第一个组播终端，则设置硬件转发表项，将组播数据流发往该接入端口，如果不是，则硬件上无需做操作；如果有终端离开，检查是否是此端口下的最后一个用户，如果是，则删除硬件转发表项，组播数据流不再发往该接入端口，如果不是，则硬件上无需做操作。

4、根据权利要求3所述的对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，其特征在于：所述未用字段的8位中每一位代表一个组播终端，在所述接入设备节目组播的用户记录中增加一个字节来记录终端编号，每一位代表一个组播终端，在终端加入或离开时，通过将用户记录中的记录与终端的二进制编号进行逻辑运算，标记终端是否在线。

5、根据权利要求3所述的对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，其特征在于：所述未用字段的8位所代表的每个数字代表一个组播终端，在所述接入设备节目组播的用户记录中增加一个256位的数据字段或用数组来记录不同终端的上下线情况，在终端加入或离开时，标记终端是否在线。

6、根据权利要求3所述的对同一接入端口下多台终端进行组播管理的方法，其特征在于：所述的终端编号在构造因特网组播管理协议报文的终端上通过软件进行设置和修改。

Images