CN1980178A - 网络装置及其转发多播封包的方法 - Google Patents

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Abstract

一种转发多播封包的方法，包括以下步骤：提供多个通信端口；根据上述通信端口划分若干虚拟局域网，并建立一空转发表；探听一因特网群组管理协议报告信息；传送一探查请求信息给每一个通信端口；接收一相应探查答复信息，并确定回送相应探查答复信息的通信端口标识符；把通信端口标识符记录于转发表；根据通信端口标识符与所划分的虚拟局域网确定虚拟局域网标识符，并相应更新转发表；及根据转发表把多播封包转发到相应的通信端口。上述转发多播封包的方法可使连接于网络装置的多播接收装置不必收到无用的多播封包，节省网络资源。

Description

网络装置及其转发多播封包的方法
【技术领域】
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种网络装置及其转发多播封包的方法。
【背景技术】
图1是一个现有的网络通信系统示意图，该网络通信系统包括一多播路由器(Multicast Router)10、一网关(Gateway)20及主机(Host)30、40、50。其中，网关20包括接口(Interface)21及接口22。多播路由器10位于网关20的广域网(Wide Area Network，WAN)一侧，连接于接口21，主机30、40、50位于网关20的局域网(Local Network)一侧，连接于接口22。
因特网群组管理协议(Internet Group Management Protocol，IGMP)是一种通信协议，主要用于管理因特网协议(Internet Protocol，IP)多播组(Multicast Group)的成员关系(Membership)。利用IGMP，主机30、40、50与通过网关20连接的多播路由器10通信，通知多播路由器10主机30、40、50希望加入或离开哪一个多播组。利用IGMP，多播路由器10可以判断出在它所直接相连的网段中是否存在多播组的成员。如果存在多播组成员，多播路由器10就可加入一个特定的多播组，并将多播组数据转发给加入该多播组的主机。
网关20为了把多播封包从因特网转发到局域网，则需要执行IGMP探听(snooping)机制。IGMP探听工作于因特网协议(Internet Protocol，IP)的第三层，用于探听在多播路由器10与主机30、40、50之间传送的IGMP询问(Query)信息、IGMP报告(Report)信息及IGMP离开信息(Leave Message)，而获知多播组成员关系，即网关20通过检查通过它的IGMP询问信息、报告信息及离开信息而把其中的输入接口(Interface)、主机地址及多播组地址记录于一表格。
在图1所示的网络通信系统中，多播路由器10可通过网关20把IGMP询问信息转发到主机30、40、50。主机30、40、50可以通过网关20发送IGMP报告信息给多播路由器10，以响应IGMP询问信息，而加入多播组。主机30、40、50亦可主动发送IGMP报告信息而加入多播组。当网关20探听IGMP报告信息后，就会在如图2所示的转发表中建立每个多播组记录。故，通过查询如图2所示的转发表，网关20可以把每个多播组的多播封包转发给加入该多播组的接口，即转发给IGMP报告信息的来源接口，进而转发给连接于该接口的主机。
举例而言，如图2所示，只有主机30与主机40加入多播地址为239.0.0.1的多播组，主机50未加入该多播组。但是，网关20通过查询如图2所示的转发表，仍然会把该多播组的多播封包传送到主机50。因而，主机50会收到无用的多播封包，不仅对主机50造成困扰，而且导致网络资源的浪费，产生不必要的网络负担。
【发明内容】
有鉴于此，需要提供一种网络装置，可使连接于网络装置的多播接收装置不必收到无用的多播封包，节省网络资源。
另需要提供一种转发多播封包的方法，可使连接于网络装置的多播接收装置不必收到无用的多播封包，节省网络资源。
一种网络装置，用于把多播封包转发到多个多播接收装置，其包括一主模块及一交换器。交换器包括多个通信端口，用于连接多播接收装置。主模块包括一因特网群组管理协议探听模块及一转发模块。因特网群组管理协议探听模块用于根据通信端口划分若干虚拟局域网，探听一因特网群组管理协议报告信息，根据因特网群组管理协议报告信息确定通信端口标识符，并根据所划分的虚拟局域网、因特网群组管理协议报告信息及通信端口标识符建立一转发表。转发模块用于根据转发表给多播封包加上一虚拟局域网标签。交换器用于根据虚拟局域网标签把多播封包转发到相应的通信端口。
一种转发多播封包的方法，包括以下步骤：提供多个通信端口；根据上述通信端口划分若干虚拟局域网，并建立一空转发表；探听一因特网群组管理协议报告信息；传送一探查请求信息给每一个通信端口；接收一相应探查答复信息，并确定回送该相应探查答复信息的通信端口标识符；把通信端口标识符记录于转发表；根据通信端口标识符与所划分的虚拟局域网确定虚拟局域网标识符，并相应更新转发表；及根据转发表把多播封包转发到相应的通信端口。
上述转发多播封包的方法，可使连接于网络装置的多播接收装置不必收到无用的多播封包，节省网络资源。
【附图说明】
图1是现有的网络通信系统示意图。
图2是传统的转发表。
图3是本发明实施方式中网络通信系统方框图。
图4是本发明实施方式中的VLAN划分表。
图5是本发明实施方式中的转发表。
图6是本发明实施方式中网络通信的流程图。
图7是本发明的转发多播封包的实施方式的流程图。
【具体实施方式】
图3是本发明实施方式中网络通信系统方框图。在本实施方式中，网络通信系统包括一多播路由器(Multicast Router)100、一网络装置200及多个多播接收装置(Multicast receiver)300、400、500。在实际的网络通信系统中，包括有多个多播路由器100、多个网络装置200及多个多播接收装置300、400、500，为简明起见，在图3中仅示出一多播路由器(Multicast Router)100、一网络装置200及多播接收装置300、400、500。多播路由器100可通过网络装置200传送因特网群组管理协议(InternetGroup Management Protocol，IGMP)询问信息或多播封包给多播接收装置300、400、500。多播接收装置300、400、500可通过网络装置200传送IGMP报告信息(Report Message)或IGMP离开信息(Leave Message)给多播路由器100。在本实施方式中，网络装置200为一网关，多播接收装置300、400、500为一主机(Host)。在其它实施方式中，网络装置200可为一路由器或其它网络装置，多播接收装置300、400、500亦可为其它接收装置。
网络装置200连接于多播路由器100与多播接收装置300、400、500之间，用于探听来自于多播接收装置300、400、500的IGMP报告信息而建立一转发表(Forwarding Table)，并根据转发表把来自于多播路由器100的多播封包分别转发至多播接收装置300、400、500。在本实施方式中，网络装置200包括一主模块210及一交换器(Switch)220。交换器220包括多个通信端口(Port)221、222、223、224。其中，通信端口221用于连接主模块210，多个通信端口222、223、224分别用于连接多个多播接收装置300、400、500。
主模块210包括一IGMP探听模块212、一储存模块213、一转发模块214及多个接口211、215。在本实施方式中，为简明起见，仅示出接口211、215。接口211用于连接IGMP探听模块212、转发模块214与多播路由器100，接口215用于连接IGMP探听模块212、转发模块214与交换器220。
IGMP探听模块212用于根据交换器220的多个通信端口221、222、223、224划分若干虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)。在本实施方式中，如图4所示，为本发明实施方式中的VLAN划分表，IGMP探听模块212把通信端口221、222、223、224划分为7个VALN，分别为：
VLAN 1，包括通信端口221、222；
VLAN 2，包括通信端口221、223；
VLAN 3，包括通信端口221、224；
VLAN 4，包括通信端口221、222、223；
VLAN 5，包括通信端口221、222、224；
VLAN 6，包括通信端口221、223、224；及
VLAN 7，包括通信端口221、222、223、224。
在其它实施方式中，IGMP探听模块212亦可根据多个通信端口221、222、223、224或其它通信端口划分其它VLAN。
IGMP探听模块212还用于探听来自于多播接收装置300、400、500的IGMP报告信息，根据IGMP报告信息确定通信端口标识符(Identifier，ID)，并根据VLAN划分表、IGMP报告信息及通信端口ID而建立转发表。在本实施方式中，IGMP探听模块212先建立如图5所示的转发表，然后根据所接收的IGMP报告信息不断更新转发表。如图5所示，本实施方式中的转发表包括多播地址、接口ID、VLAN ID、通信端口ID及多播接收装置地址五个字段。VLAN ID用来表明所处的VLAN，即如图4所示的VLAN，且VLAN ID的预设值为VLAN 7。在初始建立转发表时，表中各字段为空或预设值，图5的转发表中内容为后续记录或更新的内容。
IGMP探听模块212根据IGMP报告信息，把相应信息记录于多播地址字段、接口ID字段及多播接收装置地址字段。在本实施方式中，当IGMP探听模块212接收到一IGMP报告信息后，将该IGMP报告信息对应的多播地址记录到多播地址字段，将接收该IGMP报告的接口记录到接口ID字段，将传送该IGMP报告信息的因特网协议(Internet Protocol，IP)地址记录到多播接收装置地址字段。
当IGMP探听模块212接收到一IGMP报告信息后，IGMP探听模块212还用于传送一探查请求(Probe Request)信息给交换器220的每一个通信端口，并确定回送相应探查答复(Probe Reply)信息的通信端口ID。在本实施方式中，IGMP探听模块212包括一探查(Probe)子模块212a，用于传送探查请求信息给交换器220的每一个通信端口，并确定回送相应探查答复信息的通信端口ID，即确定IGMP报告信息的来源通信端口ID。在本实施方式中，探查子模块212a通过接口215及通信端口221传送探查请求信息给通信端口222、223、224，则IGMP报告信息的来源通信端口必回送相应探查答复信息给探查子模块212a，亦即，探查子模块212a传送探查请求信息给与通信端口222、223、224相连接的多播接收装置300、400、500，则IGMP报告信息的来源多播接收装置必通过与之相连接的通信端口回送探查答复信息给探查子模块212a。在本实施方式中，探查请求信息为一地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)请求信息，探查答复信息为一ARP答复信息。
在其它实施方式中，探查请求信息亦可为一因特网控制信息协议(Internet Control Message Protocol，ICMP)回复(Echo)请求信息，探查答复信息亦可为一ICMP Echo答复信息。
探查子模块212a确定传送IGMP报告信息的通信端口ID后，IGMP探听模块212将通信端口ID记录到图5中转发表的通信端口ID字段，并根据图4中VLAN划分表确定VLAN ID，并更新图5中转发表的VLAN ID字段。
举例而言，如图5所示，多播接收装置300与多播接收装置400加入多播地址为239.0.0.1的多播组，通过探查子模块212a可确定多播接收装置300与多播接收装置400的通信端口ID分别为通信端口222与通信端口223，从而根据图4中VLAN划分表可确定VLAN 4，进而把VLAN ID字段由VLAN 7更新为VLAN 4。
储存模块213用于储存IGMP探听模块212所划分的VLAN表及所建立的转发表。
转发模块214用于根据IGMP探听模块212所建立的转发表，给来自于多播路由器100的多播封包加上一VLAN标签(Tag)。其中，VLAN标签包括VLAN ID。在上述举例中，VLAN标签包括VLAN 4。
交换器220用于根据多播封包的VLAN标签，把多播封包转发到相对应的通信端口，亦即，把多播封包转发给连接于通信端口的多播接收装置。在上述举例中，交换器220根据VLAN标签把多播封包转发到通信端口222与通信端口223，亦即，把多播封包转发给多播接收装置300与多播接收装置400。故，多播接收装置500不必接收到该多播封包。
图6是本发明实施方式中网络通信的流程图。在本实施方式中，多播路由器100通过网络装置200与多播接收装置300、400、500进行通信。
在步骤S600，多播路由器100通过网络装置200传送IGMP询问信息给多播接收装置300、400、500。
在步骤S602，多播接收装置300、400、500通过网络装置200接收IGMP询问信息后，通过网络装置200传送IGMP报告信息给多播路由器100。
在其它实施方式中，多播接收装置300、400、500亦可主动传送IGMP报告信息给多播路由器100。
在步骤S604，网络装置200探听来自于多播接收装置300、400、500的IGMP报告信息，并建立转发表。建立转发表的具体流程详见图7。
图7是本发明的转发多播封包的实施方式的流程图。在本实施方式中，网络装置200需要转发多播封包。
在步骤S702，网络装置200的IGMP探听模块212根据交换器220的多个通信端口221、222、223、224划分若干VLAN，并建立一空转发表。在本实施方式中，如图4所示，为本发明实施方式中的VLAN划分表，IGMP探听模块212把通信端口221、222、223、224划分为7个VALN。IGMP探听模块212所建立的转发表如图5所示，本实施方式中的转发表包括多播地址、接口ID、VLAN ID、通信端口ID及多播接收装置地址五个字段。其中，VLAN ID预设值为VLAN 7。
在步骤S704，IGMP探听模块212探听一IGMP报告信息。在本实施方式中，IGMP探听模块212接收IGMP报告信息后，根据IGMP报告信息，把相应信息记录于图5中转发表的多播地址字段、接口ID字段及多播接收装置地址字段。
在步骤S706，IGMP探听模块212的探查子模块212a传送一探查请求信息给每一个通信端口。在本实施方式中，探查子模块212a通过接口215及通信端口221传送探查请求信息给通信端口222、223、224，则IGMP报告信息的来源通信端口必回送相应探查答复信息给探查子模块212a，亦即，探查子模块212a传送探查请求信息给与通信端口222、223、224相连接的多播接收装置300、400、500，则IGMP报告信息的来源多播接收装置必通过与之相连接的通信端口回送相应探查答复信息给探查子模块212a。
因此，在步骤S708，IGMP探听模块212的探查子模块212a接收相应探查答复信息，并确定回送相应探查答复信息的通信端口ID。
在步骤S710，IGMP探听模块212把回送相应探查答复信息的通信端口ID记录于图5中转发表的通信端口ID字段。
在本实施方式中，上述探查请求信息与上述探查答复信息分别为ARP请求信息与ARP答复信息。
在其它实施方式中，上述探查请求信息与上述探查答复信息分别为ICMP Echo请求信息与ICMP Echo答复信息。
在步骤S712，IGMP探听模块212根据通信端口ID与所划分的VLAN确定VLAN ID，并更新图5中转发表的VLAN ID字段。
在步骤S714，转发模块214根据IGMP探听模块212所建立的转发表，给来自于多播路由器100的多播封包加上一VLAN标签(Tag)。其中，VLAN标签包括VLAN ID。
在步骤S716，交换器220根据多播封包的VLAN标签，把多播封包转发到相应的通信端口。亦即，把多播封包转发给连接于通信端口的多播接收装置。在本实施方式中，由于多播封包的转发精确到通信端口，故，其它多播接收装置不必接收到无用的多播封包，节省网络资源。

Claims (16)

1.一种网络装置，用于把多播封包转发到多个多播接收装置，其特征在于所述网络装置包括：
一交换器，包括多个通信端口，用于连接所述多播接收装置；及
一主模块，包括：
一因特网群组管理协议探听模块，用于根据所述通信端口划分若干虚拟局域网，探听一因特网群组管理协议报告信息，根据所述因特网群组管理协议报告信息确定所述因特网群组管理协议报告信息的来源通信端口标识符，并根据所划分的虚拟局域网、所述因特网群组管理协议报告信息及所述通信端口标识符建立一转发表；及
一转发模块，用于根据所述转发表给一多播封包加上一虚拟局域网标签；
其中，所述交换器还用于根据所述虚拟局域网标签把所述多播封包转发到相应的通信端口。
2.如权利要求1所述的网络装置，其特征在于：所述因特网群组管理协议探听模块包括一探查子模块，用于传送一探查请求信息给每一个通信端口，并根据所述探查请求信息，确定回送一相应探查答复信息的通信端口标识符。
3.如权利要求2所述的网络装置，其特征在于：所述探查请求信息为一地址解析协议请求信息，所述探查答复信息为一地址解析协议答复信息。
4.如权利要求2所述的网络装置，其特征在于：所述探查请求信息为一因特网控制信息协议回复请求信息，所述探查答复信息为一因特网控制信息协议回复答复信息。
5.如权利要求1所述的网络装置，其特征在于：所述转发表包括一通信端口标识符字段及一虚拟局域网标识符字段。
6.如权利要求5所述的网络装置，其特征在于：所述转发表还包括一多播地址字段、一接口标识符字段及一多播接收装置地址字段。
7.如权利要求6所述的网络装置，其特征在于：所述因特网群组管理协议探听模块根据所述因特网群组管理协议报告信息，把相应信息记录于所述转发表的所述多播地址字段、所述接口标识符字段及所述多播接收装置地址字段。
8.如权利要求1所述的网络装置，其特征在于更包括一储存模块，用于储存所划分的虚拟局域网及所述转发表。
9.如权利要求1所述的网络装置，其特征在于更包括多个接口，用于连接所述因特网群组管理协议探听模块、所述转发模块与所述交换器。
10.一种转发多播封包的方法，其特征在于包括以下步骤：
提供多个通信端口；
根据所述通信端口划分若干虚拟局域网，并建立一空转发表；
探听一因特网群组管理协议报告信息；
传送一探查请求信息给每一个通信端口；
接收一相应探查答复信息，并确定回送所述相应探查答复信息的通信端口标识符；
把所述通信端口标识符记录于所述转发表；
根据所述通信端口标识符与所划分的虚拟局域网确定虚拟局域网标识符，并相应更新所述转发表；及
根据所述转发表把多播封包转发到相应的通信端口。
11.如权利要求10所述的转发多播封包的方法，其特征在于：所述探查请求信息为一地址解析协议请求信息，所述探查答复信息为一地址解析协议答复信息。
12.如权利要求10所述的转发多播封包的方法，其特征在于：所述探查请求信息为一因特网控制信息协议回复请求信息，所述探查答复信息为一因特网控制信息协议回复答复信息。
13.如权利要求10所述的转发多播封包的方法，其特征在于：所述转发表包括一通信端口标识符字段及一虚拟局域网标识符字段。
14.如权利要求13所述的转发多播封包的方法，其特征在于：所述转发表还包括一多播地址字段、一接口标识符字段及一多播接收装置地址字段。
15.如权利要求14所述的转发多播封包的方法，其特征在于更包括以下步骤：
根据所述因特网群组管理协议报告信息，把相应信息记录于所述转发表的所述多播地址字段、所述接口标识符字段及所述多播接收装置地址字段。
16.如权利要求10所述的转发多播封包的方法，其特征在于：所述根据所述转发表把多播封包转发到相应的通信端口的步骤包括以下步骤：
根据所述转发表给多播封包加上一虚拟局域网标签；及
根据所述虚拟局域网标签把多播封包转发到相应的通信端口。
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