RU2556464C2 - Способ и соответствующее устройство совместного использования трафика при групповой передаче - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области технологий передачи данных и, в частности, к способу и соответствующему устройству совместного использования трафика при групповой передаче. Технический результат заключается в снижении требований к возможности передачи трафика одним маршрутизатором. Способ совместного использования трафика при групповой передаче содержит этапы, на которых получают посредством маршрутизатора одного сегмента сети IP-адрес каждого маршрутизатора того же сегмента сети и информацию о диапазоне групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, получают маску, предоставляемую каждым маршрутизатором и используемую для алгоритма хеширования, и выбирают маску в качестве маски алгоритма хеширования из полученного множества масок; в соответствии с групповым адресом, который запрашивает оборудование пользователя при присоединении, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, определяют маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого включает в себя этот групповой адрес; причем когда определенный маршрутизатор представляет множество маршрутизаторов, используют каждый из IP-адресов этого определенного маршрутизатора в качестве входного значения алгоритма хеширования и определяют согласно полученному значению хеш-функции, соответствующему каждому входному значению, маршрутизатор, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи с групповым адресом. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

По данной заявке испрашивается приоритет по заявке на патент Китая № 201010187432.X, поданной в патентное ведомство Китая 28 мая 2010 г., под названием "MULTICAST TRAFFIC SHARING METHOD AND RELEVANT", которое представлено здесь полностью по ссылке.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области технологий передачи данных и, в частности, к способу и соответствующему устройству совместного использования трафика при групповой передаче.

Уровень техники

Для услуг групповой передачи в уровне техники обычно используют протокол групповой передачи, независимой от протокола (групповая передача, независимая от протокола, PIM (ГНП)). Назначенный маршрутизатор (назначенные маршрутизаторы, DR (НМ)) должен быть выбран среди маршрутизаторов, используя протокол PIM в одном и том же сегменте сети.

Когда коммутатор передает пакет отчета протокола администрирования группами Интернет (протокол администрирования группами Интернет, IGMP (ПАГИ)) из оборудования пользователя в каждый маршрутизатор, соединенный с коммутатором того же сегмента сети, пакет отчета IGMP включает в себя групповой адрес, который запрашивает оборудование пользователя во время присоединения. Хотя множество маршрутизаторов принимают пакет отчета IGMP оборудования пользователя, только DR выполнен с возможностью передачи пакета запроса на присоединение групповой передачи, независимой от протокола (групповая передача, независимая от протокола, PIM), в вышестоящий маршрутизатор для обозначения того, что оборудование пользователя запрашивает программу из источника групповой передачи. Таким образом, впоследствии, когда источник групповой передачи передает программу групповой передачи в оборудование пользователя, только DR передает поток программы групповой передачи из источника групповой передачи в оборудование пользователя.

Предшествующий уровень техники имеет следующие недостатки:

Поскольку потоки программы групповой передачи источника групповой передачи передают, используя только один маршрутизатор среди маршрутизаторов в одном и том же сегменте сети, только этот маршрутизатор отвечает за передачу трафика при групповой передаче. Поэтому требования к возможности передачи трафика при групповой передаче маршрутизатора и полосе пропускания восходящего канала передачи очень высокие.

Сущность изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ совместного использования трафика при групповой передаче и соответствующее устройство, таким образом, что множество маршрутизаторов отвечают за передачу трафика при групповой передаче, уменьшая, таким образом, требования к одному маршрутизатору.

В соответствии с этим варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ совместного использования трафика при групповой передаче, включающий в себя этапы, на которых:

получают IP--адрес каждого маршрутизатора и информацию в диапазоне групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, где IP--адрес представляет собой IP--адрес интерфейса, используемый маршрутизатором для установления взаимосвязи с соседями;

в соответствии с групповым адресом, который запрашивает оборудование пользователя при соединении, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, определяют маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого включает в себя групповой адрес; и

когда определенный маршрутизатор представляет собой один маршрутизатор, определяют, что маршрутизатор отвечает за передачу пакета многоадресной передачи по групповому адресу.

Маршрутизатор, включающий в себя модуль получения, первый модуль определения и второй модуль определения, в котором:

модуль получения выполнен с возможностью получения IP- адреса каждого маршрутизатора и информации о диапазоне групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, и IP-адрес представляет собой IP-адрес интерфейса, используемого для маршрутизатора для установления взаимосвязи с соседями; первый модуль определения выполнен с возможностью в соответствии с групповым адресом, который запрашивает оборудование пользователя при соединении, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, определять маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого включает в себя групповой адрес; и

когда маршрутизатор, определенный первым модулем определения, представляет собой один маршрутизатор, второй модуль определения выполнен с возможностью определения, что маршрутизатор отвечает за передачу пакета многоадресной передачи по групповому адресу.

В вариантах осуществления настоящего изобретения каждый маршрутизатор отвечает за сегмент группового адреса, когда групповой адрес принадлежит диапазону, за который отвечает множество маршрутизаторов, используя алгоритм хеширования для определения маршрутизатора, который отвечает за передачу пакета многоадресной передачи по групповому адресу. Поскольку принятый алгоритм хеширования включает в себя выполнение операции И для маски и групповых адресов и выполнение операции И для результата операций и IP-адреса маршрутизатора, пакеты многоадресной передачи групповых адресов, которые имеют одинаковый результат операции И, передают из одного и того же маршрутизатора, в большей степени балансируя, таким образом, нагрузку на маршрутизаторы.

Краткое описание чертежей

Для более ясного описания технических решений, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения или предшествующего уровня техники будут кратко представлены приложенные чертежи, предназначенные для описания в дальнейшем вариантов осуществления или уровня техники. Очевидно, что приложенные чертежи в следующем описании представляют собой только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалисты в данной области техники могут без творческих усилий вывести другие чертежи из приложенных чертежей.

На фиг. 1 показана блок-схема последовательности операций способа совместного использования трафика при групповой передаче, предусмотренного в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2A показана структурная схема пакета Hello PIM, предусмотренного в известном уровне техники;

на фиг. 2B показана структурная схема пакета Hello PIM, предусмотренного в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций способа совместного использования трафика при групповой передаче, предусмотренного в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 4 показана блок-схема последовательности операций способа совместного использования трафика при групповой передаче и переключении DR, предусмотренного в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 5 показана структурная схема маршрутизатора, предусмотренного в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Конкретные воплощения настоящего изобретения описаны в вариантах осуществления, представленных ниже. Очевидно, что варианты осуществления, представленные ниже, представляют собой только часть, а не все варианты осуществления настоящего изобретения, которые могут быть. Все другие варианты осуществления, разработанные без творческих усилий лицами с обычными навыками в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения, должны находиться в пределах объема защиты настоящего изобретения.

На фиг. 1 показан вариант осуществления настоящего изобретения, который обеспечивает способ совместного использования трафика при групповой передаче, и в этом способе каждый маршрутизатор может совместно использовать часть трафика при групповой передаче. Способ, в частности, включает в себя следующие этапы:

101: Получают IP-адрес каждого маршрутизатора и информацию о диапазоне групповых адресов, за которые отвечает каждый маршрутизатор, где IP-адрес представляет собой IP-адрес интерфейса, используемого маршрутизатором для установления взаимосвязи с соседями.

Субъект, воплощающий каждый этап в соответствии с вариантом осуществления может представлять собой каждый маршрутизатор в одном и том же сегменте сети.

Каждый маршрутизатор может заранее устанавливать маску, используемую для алгоритма хеширования. Если маска будет выбрана как маска алгоритма хеширования на этапе 103, групповые адреса, которые имеют одинаковый результат операции И, в качестве маски выделяют для того же маршрутизатора. Поэтому маска обозначает количество групповых адресов, ожидаемых маршрутизатором, которые имеют одинаковый результат операции И, то есть обозначает количество групповых адресов, выделяемых каждому маршрутизатору каждый раз при сбалансированном выделении, ожидаемом маршрутизатором, таким образом, что этап может дополнительно включать в себя: получение маски предоставляемой каждым маршрутизатором для алгоритма хеширования.

В частности, маршрутизатор принимает пакет hello, переданный соседним маршрутизатором, получает из пакета hello информацию о диапазоне групповых адресов, за который отвечает соседний маршрутизатор, IP-адрес и маску, предоставляемые соседним маршрутизатором для алгоритма хеширования, и маршрутизатор получает маску, предоставляемую маршрутизатором для алгоритма хеширования, IP-адреса и информацию диапазона групповых адресов, за который отвечает маршрутизатор.

102: В соответствии с групповым адресом и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, определяют маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого включает в себя групповой адрес.

103: Когда определенный маршрутизатор представляет собой множество маршрутизаторов, используют каждый из IP-адресов определенного маршрутизатора в качестве входного значения алгоритма хеширования, и в соответствии с полученным хэш-значением, которое соответствует каждому входному значению, определяют маршрутизатор, который отвечает за передачу пакета многоадресной передачи по групповому адресу, для обеспечения возможности для определенного маршрутизатора передавать многоадресный пакет по групповому адресу, где алгоритм хеширования включает в себя выполнение операции И для маски алгоритма хеширования и группового адреса и выполнение операции для результата операции И и входного значения алгоритма хеширования, таким образом, чтобы обеспечить возможность передачи многоадресных пакетов по групповому адресу, которые имеют одинаковый результат операции И, для передачи под управлением одним и тем же маршрутизатором.

Этап 102 и этап 103 представляют собой обработку по выбору DR, который управляет передачей пакета многоадресной передачи по групповому адресу. В варианте осуществления настоящего изобретения выбор DR выполняют для каждого группового адреса, с которым требуется соединить оборудование пользователя. Следует отметить, что в варианте осуществления настоящего изобретения каждый маршрутизатор представляет собой маршрутизатор, который поддерживает использование упомянутого выше алгоритма хеширования для выбора DR, то есть маршрутизатор, который поддерживает расширенный выбор DR.

Маршрутизатор может выполнять выбор DR в следующих двух ситуациях:

Первая ситуация: когда маршрутизатор принимает пакет запроса на обслуживание, который был передан оборудованием пользователя, где пакет запроса на обслуживание содержит групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, при этом маршрутизатор должен выполнить выбор DR для группового адреса, то есть выбрать DR, который отвечает за передачу пакета многоадресной передачи по групповому адресу. Пакет запроса на обслуживание может представлять собой пакет отчета IGMP.

Вторая ситуация: при определении, что сосед выходит из сети или новый сосед соединяется с сетью, маршрутизатор получает групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, который записан маршрутизатором, и момент времени, когда маршрутизатор должен выполнить выбор DR для групповых адресов, присоединение к которым запрашивает оборудование пользователя. Перед этим, при приеме пакета запроса на обслуживание, передаваемого оборудованием пользователя, маршрутизатор записывает групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, который содержится в пакете запроса на услугу.

На этом этапе маска может быть выбрана среди множества масок, полученных на этапе 102, где может быть выбрана маска, предоставляемая маршрутизатором с самым большим IP-адресом, или может быть выбрана маска, предоставляемая маршрутизатором с самым меньшим IP-адресом, что не влияет на воплощение настоящего изобретения, если только обеспечивается то, что все маршрутизаторы в одном и том же сегменте сети применяют одну и ту же маску во время операции, выполняемой, используя алгоритм хеширования. Следует отметить, что маски, упомянутые в каждом варианте осуществления настоящего изобретения, представляют собой маски, относящиеся к операции хеширования, а не маски IP- адресов маршрутизаторов. Кроме того, на этапе 101 маска, используемая для алгоритма хеширования, предоставляемого каждым маршрутизатором, может не быть получена, и однородное значение маски задают для каждого маршрутизатора, для прямого выполнения операции хеширования, которая может не влиять на воплощение настоящего изобретения.

104: Когда определенный маршрутизатор представляет собой один маршрутизатор, определяют, что маршрутизатор отвечает за передачу пакета многоадресной передачи по групповому адресу.

В варианте осуществления настоящего изобретения каждый маршрутизатор отвечает за сегмент группового адреса, когда групповой адрес принадлежит диапазонам, за которые отвечает множество маршрутизаторов, алгоритм хеширования применяют для определения маршрутизатора, который отвечает за передачу пакета многоадресной передачи по групповому адресу. Поскольку принятый алгоритм хеширования включает в себя выполнение операции И для маски и групповых адресов и выполнение операции для результата операции И и IP-адреса маршрутизатора, многоадресные пакеты групповых адресов, которые имеют один и тот же результат операции И, передают под ответственностью одного и того же маршрутизатора, в наибольшей степени балансируя в результате нагрузку на маршрутизаторы.

Ниже подробно описан со ссылкой на фиг. 3 способ совместного использования трафика при групповой передаче в следующем варианте осуществления. В варианте осуществления пакет отчета о IGMP, переданный оборудованием пользователя, содержит запрашиваемый групповой адрес, который используется как объединенный инициатор для выбора DR.

Конкретная обработка включает в себя следующие этапы:

301: Маршрутизатор принимает пакет hello PIM, переданный другим маршрутизатором в том же сегменте сети, и пакет hello PIM включает в себя информацию о диапазоне групповых адресов, ответственность за который несет маршрутизатор, IP-адрес маршрутизатора и маску.

В том же сегменте сети каждый маршрутизатор передает пакет hello PIM в другие маршрутизаторы в регулярные моменты времени для поддержания взаимосвязи с соседом.

Формат пакета hello PIM в предшествующем уровне техники показан на фиг. 2A. Такой пакет включает в себя типы опций (тип опции), значения опций (значение опции) и длины опций (длина опции). Тип опции (тип опции) определяет тип соответствующего значения опции (значение опции). Только один тип опции существует в предшествующем уровне техники, и этот тип опции представляет собой время удержания, и другие типы опции резервируют для использования. Значение опции (значение опции) представляет собой элемент переменной длины, с конкретным значением, соответствующим типу опции, и в пакете он представляет собой конкретное значение времени. Длина опции (длина опции) представляет собой длину значения опции, при этом байт составляет единицу, и когда значение опции представляет собой значение времени, длина элемента опции может составлять 2 байта.

В дополнение к типу опции, когда тип опции представляет собой время удержания, пакет hello PIM дополнительно имеет расширенный тип опции, и расширенный тип опции может представлять собой девятый тип опции, который является зарезервированным и обозначает расширенный способ выбора DR. Длина опции (длина опции) представляет собой длину значения опции (значение опции), и конкретный формат значения опции (значение опции) показан на фиг. 2B, который включает в себя: версию (версия), маску (маска), подсчет списка группы (подсчет GL), тип (тип), одиночный флаг группового адреса (одиночный флаг) и групповой адрес (групповой адрес). Версия (версия) обозначает версию алгоритма выбора расширенного DR в протоколе PIM и может в данный момент времени представлять 1. Диапазон значений маски (маска) составляет 0-0xFFFFFFFF, что обозначает ожидаемое маршрутизатором количество выделенных групповых адресов в каждой очереди сбалансированного выделения. Если маска (маска) равна 0xFFFFFFFC, поскольку последние две цифры равны 0, маршрутизатор ожидает количество выделенных групповых адресов в каждой очереди сбалансированного выделения, равное 4. Подсчет списка группы (подсчет GL) представляет собой n-й сегмент группового адреса, за который отвечает маршрутизатор. Тип (тип) обозначает, выполнен ли маршрутизатор с возможностью передачи пакета многоадресной передачи для сегмента групповых адресов в списке группы. Например, значение типа равно 1 или 2. Значение 1 обозначает, что маршрутизатор выполнен с возможностью перенаправления пакета многоадресной передачи сегмента группового адреса в списке группы; и значение 2 обозначает, что маршрутизатор не имеет возможности перенаправления пакета многоадресной передачи сегмента группового адреса в списке группы. Одиночный флаг группового адреса (одиночный флаг) обозначает, является ли групповой адрес среди групповых адресов (групповой адрес) одиночным адресом. Например, если значение одиночного флага равно 1, это обозначает, что непосредственно следующее поле группового адреса представляет собой адрес, и имеет длину 4 байта; если значение одиночного флага равно 0, это обозначает, что непосредственно следующее поле группового адреса имеет два адреса, и имеет длину 8 байтов, где первые четыре байта представляют собой начальный адрес сегмента группового адреса, за который отвечает маршрутизатор, и последние четыре байта представляют собой конец адрес сегмента группового адреса, за который отвечает маршрутизатор. Как показано на фиг. 2B, подсчет 1 GL обозначает первый сегмент группового адреса, и подсчет n GL обозначает n-й сегмент группового адреса. В соответствии с этим групповой адрес меньше подсчета 1 GL представляет собой начальный адрес и конечный адрес первого сегмента группового адреса, и групповой адрес меньше подсчета n GL представляет собой начальный адрес и конечный адрес n-го сегмента группового адреса.

302: Маршрутизатор определяет в соответствии с типами опций (тип опции) в пакете PIM hello каждого соседнего маршрутизатора, что все маршрутизаторы в сегменте сети поддерживают расширенный выбор DR, и получают в соответствии с Пакетом PIM hello каждого соседнего маршрутизатора информацию в диапазоне групповых адресов, за который отвечает каждый соседний маршрутизатор, маску и IP-адрес.

В варианте осуществления настоящего изобретения предполагается, что все маршрутизаторы одного и того же сегмента сети поддерживают расширенный выбор DR. Если маршрутизатор в одном и том же сегменте сети не поддерживает выбор DR, в предшествующем уровне техники решение по выбору DR может быть заимствовано. Если выбранный DR представляет собой маршрутизатор, который поддерживает расширенный выбор DR, среди всех маршрутизаторов, которые поддерживают расширенный выбор DR в одном и том же сегменте сети, выбор DR выполняют в соответствии со способом расширенного выбора DR, обеспечиваемым настоящим изобретением; если выбранный DR не является маршрутизатором, который поддерживает расширенный выбор DR, выбранный DR отвечает за перенаправление трафика.

303: Маршрутизатор принимает пакет отчета IGMP, переданный оборудованием пользователя, и этот пакет содержит групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя.

Конкретный процесс на этом этапе представляет собой следующее: коммутатор принимает пакет отчета IGMP, переданный оборудованием пользователя, и выполняет широковещательную передачу пакета отчета IGMP, таким образом, что каждый маршрутизатор принимает пакет отчета IGMP.

304: Маршрутизатор определяет в соответствии с его собственным диапазоном групповых адресов и диапазоном групповых адресов каждого маршрутизатора, что соседний набор имеет диапазон групповых адресов, который включает в себя групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя.

Например, три маршрутизатора A, B и C представляют собой сетевые сегменты. IP-адрес маршрутизатора A представляет собой 10.164.19.1, его групповой адрес (групповой адрес) представляет собой 239.0.0.0-239.0.0.255, и его маска представляет собой 0xFFFFFFFD; IP-адрес маршрутизатора B представляет собой 10.164.19.10, его групповой адрес (групповой адрес) представляет собой 239.0.0.240-239.0.0.255 и его маска представляет собой 0xFFFFFFFC; IP-адрес маршрутизатора C представляет собой 10.164.19.5, его групповой адрес (групповой адрес) представляет собой 239.0.0.252-239.0.0.255, и его маска представляет собой 0xFFFFFFCC.

Предполагается, что групповой адрес G в пакете отчета IGMP, переданном оборудованием пользователя, представляет собой 239.0.0.250, в маршрутизаторах A и B заранее установлено, что диапазон групповых адресов, за которые они отвечают, включает в себя 239.0.0.250. Поэтому соседний набор, определяемый на этом этапе и с диапазоном групповых адресов, включающим в себя групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, составляет {A, B}.

305: Получение маски маршрутизатора с наибольшим IP-адресом в соседнем наборе.

Упомянутый выше пример продолжает использоваться. Получают маску 0xFFFFFFFC маршрутизатора B.

306: В маршрутизаторе используются IP-адреса маршрутизаторов в соседнем наборе, групповой адрес G, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, и маска, полученная на этапе 305, применяют алгоритм хеширования (хеш), для использования каждого из IP-адресов маршрутизаторов в соседнем наборе в качестве входного значения алгоритма хеширования, и определяют в соответствии с полученным значением хэш-функции, соответствующим каждому входному значению, что маршрутизатор отвечает за передачу пакета многоадресной передачи по групповому адресу G.

В частности, формула алгоритма хеширования может представлять собой:

Result(G, M, N)=(a*(((G&M) XOR N)+b)) mod 2^{^}31,

где G обозначает групповой адрес, М представляет собой маску, N представляет собой IP-адрес маршрутизатора, a и b, каждое, представляет значение, которое является большим простым числом для выполнения лучшего хеширования результатов хеш-функции. Например, а представляет собой 13715247, и b равно 1357.

Представленный выше пример продолжает использоваться. Поскольку IP-адрес маршрутизатора B велик, маску М маршрутизатора B устанавливают в 0xFFFFFFFC. M=0xFFFFFFFC и G=239.0.0.250 вводят в формулу, IP-адрес маршрутизатора A и маршрутизатора B вводят в формулу, и полученные соответствующие значения хэш-функции составляют 463 и 26, таким образом, что маршрутизатор с меньшим значением хэш-функции может быть выбран как DR, который направляет пакет многоадресной передачи по групповому адресу G, или маршрутизатор с наибольшим значением хэш-функции может быть выбран, как DR, который перенаправляет пакет многоадресной передачи по групповому адресу G. Если все значения хэш-функции маршрутизаторов будут одинаковыми, маршрутизатор с большим IP-адресом или маршрутизатор с малым IP-адресом, может быть выбран, как DR. Указанный выбор может быть выполнен различным образом, и конкретный вариант выбора не ограничивается настоящим изобретением, пока способ выбора во всех маршрутизаторах одного и того же сетевого сегмента будет одинаковым.

Следует отметить, что G&M обозначает, что выполняется операция И для адреса группы G и маски М. Когда маска удовлетворяет M=0xFFFFFFFC, поскольку две последние цифры маски равны 0, четыре последовательных групповых адреса всегда доступны, где результаты выполнения операции И для них с маской М являются одинаковыми. Поэтому результат выполнения расчета хеш-функции представляет собой: четыре непрерывных групповых адреса выделяют для одного и того же маршрутизатора. Взаимосвязь операций между результатом операции G&M и N может представлять собой различные рабочие взаимосвязи, которые не ограничиваются операцией ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, если только групповые адреса с одинаковыми результатами операции И будут выделены для одного и того маршрутизатора, и маршрутизатор - цель выделения - может быть определен по параметрам, таким как функциональная взаимосвязь между результатом операции G&M и N, a и b.

Если диапазоны заданных групповых адресов, за которые отвечают два маршрутизатора A и B, оба представляют собой 239.0.0.0-239.255.255.255, и маска удовлетворяет условию M=0xFFFFFFFC, прием маски для операции хеширования приводит к выделению четырех непрерывных групповых адресов в один и тот же маршрутизатор. Например, маршрутизатор A может стать DR для четырех последовательных групповых адресов, таких как 239.0.0.0-239.0.0.3 и 239.0.0.8-239.0.0.11; маршрутизатор B становится DR для четырех последовательных групповых адресов, таких как 239.0.0.4-239.0.0.7 и 239.0.0.12-239.0.0.15.

Если заданные диапазоны групповых адресов, которые попадают под ответственность двух маршрутизаторов A и B, оба представляют собой 239.0.0.0-239.255.255.255, и маска удовлетворяет M=0xFFFFFFCC, восемь меньших цифр равны 11001100, при этом четыре цифры равны 0, и количество адресов, которые будут иметь тот же результат операции И с маской 2, составляет 2 в степени 4, то есть 16. Например, 16 адресов, таких как 239.0.0.0-239.0.0.3, 239.0.0.28-239.0.0.31, 239.0.0.44-239.0.0.47 и 239.0.0.60-239.0.0.63, имеют одинаковые результаты операции И с маской и должны быть выделены для одного и того же маршрутизатора.

В варианте осуществления настоящего изобретения каждый маршрутизатор отвечает за сегмент группового адреса, где групповой адрес принадлежит диапазонам, за которые отвечает множество маршрутизаторов, алгоритм хеширования применяют для определения маршрутизатора, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи по групповому адресу. Поскольку принятый алгоритм хеширования включает в себя выполнение операции И для маски и группового адреса, и выполнение операции И для результата операции и IP-адреса маршрутизатора, многоадресные пакеты групповых адресов, которые имеют одинаковый результат операции И, направляют под управлением одного и того же маршрутизатора, в большей степени балансируя, таким образом, нагрузку на маршрутизаторах. Кроме того, снижаются требования к возможностям обработки одиночного маршрутизатора и полосы пропускания восходящего канала передачи. Полоса пропускания восходящего канала передачи здесь называется полосой пропускания между вышестоящим маршрутизатором и каждым маршрутизатором, соединенным с коммутатором (то есть маршрутизаторами в одном сетевом сегменте, описанном в представленном выше варианте осуществления). В предшествующем уровне техники только один DR перенаправляет трафик при групповой передаче, таким образом, что весь трафик поступает по одному соединению. Теперь множество маршрутизаторов несут нагрузку и совместно выполняют перенаправление данных таким образом, что требование к полосе пропускания восходящего канала передачи уменьшается.

В следующем вариант осуществления, со ссылкой на фиг. 4 будет описан процесс обработки неисправности маршрутизатора, когда множество маршрутизаторов отвечают за перенаправление трафика при групповой передаче на основе упомянутого выше способа совместного использования трафика при групповой передаче. Обработка инициирует механизм утверждения PIM и обработка, в частности, включают в себя следующие этапы:

401: Во время изучения, через принятый пакет hello PIM каждого соседнего маршрутизатора, что определенный соседний маршрутизатор существует в сети, или когда новый маршрутизатор подключается к сети, каждый маршрутизатор получает локально записанный групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, выполняет выбор DR для группового адреса, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, и записывает результат выбора.

Запись результата выбора на этом этапе состоит в записи соответствия между каждым маршрутизатором и групповым адресом перенаправляемого пакета многоадресной передачи, за который отвечает каждый маршрутизатор. В частности, групповой адрес передаваемого пакета многоадресной передачи, за который отвечает каждый маршрутизатор, определяют в соответствии со способом, описанным на этапе 306.

Следует отметить, что на этапе 303, при приеме пакета отчета IGMP, передаваемого в режиме широковещательной передачи из коммутатора, маршрутизатор записывает групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя и который содержится в пакете отчета IGMP.

Конкретный способ выбора DR на этом этапе, по существу, является таким же, как и на этапах 304, 305 и 306, которые здесь не повторяются.

402: В соответствии с результатом выбора, если новый групповой адрес, предназначенный для передачи под управлением определенного маршрутизатора, добавляют к маршрутизатору после приема пакета многоадресной передачи для группового адреса, переданного вышестоящим маршрутизатором, маршрутизатор передает многоадресный пакет добавленного группового адреса в оборудование пользователя и в каждый соседний маршрутизатор; если групповой адрес, предназначенный для передачи под управлением определенного маршрутизатора, будет сокращен из маршрутизатора после приема пакета многоадресной передачи по групповому адресу, переданного вышестоящим маршрутизатором, маршрутизатор, тем не менее, передает пакет многоадресной передачи сокращенного группового адреса в оборудование пользователя и в каждый соседний маршрутизатор.

403: Когда определенный маршрутизатор передает пакет многоадресной передачи в оборудование пользователя одновременно с приемом такого же пакета многоадресной передачи, переданного соседним маршрутизатором, который обозначает, что механизм утверждения PIM инициирован, маршрутизатор передает в каждый соседний маршрутизатор сообщение подтверждения, для уведомления о том, что механизм утверждения PIM был инициирован.

404: В механизме подтверждения PIM каждый маршрутизатор запрашивает результат последнего выбора и определяет, в соответствии с результатом последнего выбора маршрутизатор, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи. Для того чтобы сделать вариант осуществления более понятным, ниже для иллюстрации представлены примеры.

Предполагается, что для трех единиц оборудования пользователя требуются три программы и групповые адреса представляют собой 239.0.0.1, 239.0.0.5 и 239.0.0.9. Все диапазоны предварительно установленных групповых адресов под управлением трех маршрутизаторов одного и того же сегмента сети представляют собой 239.0.0.0-239.0.0.255, и маска представляет собой M=0xFFFFFFFC. В соответствии со способом выбора DR каждый из этих трех маршрутизаторов выполняет перенаправление трафика при групповой передаче. Первый маршрутизатор выполняет перенаправление трафика при групповой передаче для 239.0.0.1, второй маршрутизатор выполняет перенаправление трафика при групповой передаче для 239.0.0.5, и третий маршрутизатор выполняет перенаправление трафика при групповой передаче для 239.0.0.9. Если предположить, что второй маршрутизатор имеет неисправность в этот момент только два маршрутизатора существуют в одном сегменте сети. Эти два маршрутизатора не могут принять пакет hello, переданный вторым маршрутизатором, и определить, что второй маршрутизатор отключился от взаимосвязи с соседями. Поэтому первый маршрутизатор и третий маршрутизатор снова выполняют выбор DR для существующих групповых адресов. В примере предполагается, что существуют только 239.0.0.1, 239.0.0.5 и 239.0.0.9, первый маршрутизатор и второй маршрутизатор снова выполняют выбор DR для каждого группового адреса среди трех групповых адресов и записывают результат выбора. Предполагается, что результат выбора представляет собой пакет многоадресной передачи, 239.0.0.1 передают под управлением третьего маршрутизатора. В это время после приема пакета многоадресной передачи 239.0.0.1, переданного вышестоящим маршрутизатором, первый маршрутизатор и третий маршрутизатор оба передают в оборудование пользователя и в соседний маршрутизатор, таким образом, что первый маршрутизатор принимает пакет многоадресной передачи 239.0.0.1, переданный третьим маршрутизатором, который представляет собой тот же пакет многоадресной передачи, который был передан первым маршрутизатором. В это время это обозначает, что механизм утверждения PIM был инициирован, первый маршрутизатор передает сообщение подтверждения для уведомления инициатора о механизме подтверждения PIM. После этого первый маршрутизатор и третий маршрутизатор получают последний результат выбора. В соответствии с последним результатом выбора может быть известно, что третий маршрутизатор отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи 239.0.0.1 таким образом, что первый маршрутизатор прекращает перенаправление пакета многоадресной передачи 239.0.0.1.

Как можно видеть, благодаря приему способа выбора DR, обеспечиваемого вариантом осуществления настоящего изобретения, передача пакетов многоадресной передачи по определенным групповым адресам не останавливается в случае отказа DR, который отвечает за эти групповые адреса, в результате чего исключается проблема предшествующего уровня техники, когда одиночный маршрутизатор представляет собой DR, и на все программы влияет неисправность DR.

Со ссылкой на фиг. 5 будет описан вариант осуществления настоящего изобретения, который направлен на маршрутизатор, включающий в себя:

модуль 501 получения, выполненный с возможностью получения IP-адреса каждого маршрутизатора и информации о диапазоне групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор; где IP-адрес представляет собой IP-адрес интерфейса, используемого для установления маршрутизатором взаимосвязи с соседями; и

первый модуль 502 определения, выполненный с возможностью, в соответствии с групповым адресом, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, определяет маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого включает в себя этот групповой адрес. Когда маршрутизатор, определенный первым модулем 502 определения, представляет собой множество маршрутизаторов, второй модуль 503 определения выполнен с возможностью использования каждого из IP-адресов определенного маршрутизатора в качестве входного значения алгоритма хеширования, затем в соответствии с полученным значением хэш-функции, которое соответствует каждому входному значению, определяет маршрутизатор, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи по групповому адресу, для обеспечения возможности перенаправления определенным маршрутизатором пакета многоадресной передачи по групповому адресу. Алгоритм хеширования включает в себя, выполняют операции И по маске алгоритма хеширования и групповому адресу, и выполняют операцию И для результатов этой операции и входного значения алгоритма хеширования для обеспечения возможности перенаправления пакетов многоадресной передачи с групповыми адресами, которые имеют одинаковый результат операции И, под управлением одного и того же маршрутизатора. Когда маршрутизатор, определенный первым модулем 502 определения, представляет собой один маршрутизатор, второй модуль 503 определения выполнен с возможностью определения, что маршрутизатор отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи для группового адреса.

Для изучения количества групповых адресов, выделяемых каждому маршрутизатору каждый раз при сбалансированном выделении, ожидаемом каждым маршрутизатором, модуль 501 получения дополнительно выполнен с возможностью получения маски, предоставляемой каждым маршрутизатором и используемой для алгоритма хеширования.

Для определения маски, используемой для операции хеширования, маршрутизатор дополнительно включает в себя модуль 505 выбора, который выполнен с возможностью выбора маски в качестве маски алгоритма хеширования, из маски, предоставляемой каждым маршрутизатором и используемый для алгоритма хеширования. В алгоритме хеширования операция И, выполняемая для маски алгоритма хеширования и группового адреса, представляет собой операцию И, выполняемую для выбранной маски и групповых адресов.

В частности, модуль 501 получения получает информацию диапазона групповых адресов, за который отвечает соседний маршрутизатор, IP-адрес и маску, предоставляемые соседним маршрутизатором, используемые для алгоритма хеширования, из пакета hello, передаваемого соседним маршрутизатором, и получает IP-адрес модуля 501 получения, информацию диапазона групповых адресов, за которую отвечает модуль 501 получения, и предоставленную маску для алгоритма хеширования.

В частности, в следующих двух ситуациях должен быть определен маршрутизатор, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи по групповому адресу.

Первая ситуация: при приеме пакета запроса на обслуживание, переданного оборудованием пользователя, первый модуль 502 определения определяет в соответствии с групповым адресом, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, и содержащимся в пакете запроса на обслуживание, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого включает в себя данный групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя.

Вторая ситуация: когда взаимосвязь соседей по сети изменяется, маршрутизатор дополнительно включает в себя первый модуль 507 записи, который выполнен с возможностью записи группового адреса, присоединение к которому запрашивает оборудование пользователя, и содержащегося в пакете запроса на обслуживание, когда принимают пакет запроса на обслуживание, передаваемый оборудованием пользователя. В этот момент первый модуль 502 определения, в частности, выполнен с возможностью, когда сосед выходит из сети, или новый сосед присоединяется к сети, получения записанного группового адреса, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя, и определяет в соответствии с групповым адресом, какое оборудование пользователя запрашивает соединение, и диапазон группового адреса, за который отвечает каждый маршрутизатор, диапазон группового адреса которого включает в себя групповой адрес, соединение с которым запрашивает оборудование пользователя.

Маршрутизатор дополнительно включает в себя модуль 508 перенаправления, который выполнен с возможностью в соответствии с результатом определения второго модуля 503 определения отвечать за перенаправление пакета многоадресной передачи. Модуль 508 перенаправления, в частности, выполнен с возможностью в соответствии с результатом определения второго модуля 503 определения, когда определяют, что групповые адреса пакетов многоадресной передачи, которые должны быть переданы под управлением маршрутизатора, сокращены, продолжить перенаправлять пакет многоадресной передачи выбранного группового адреса; когда определяют, что групповые адреса пакетов многоадресной передачи, предназначенные для перенаправления под управлением маршрутизатора, увеличиваются, перенаправлять пакет многоадресной передачи с увеличенным групповым адресом.

Для записи результата выбора каждого группового адреса маршрутизатор дополнительно включает в себя:

второй модуль 509 записи, выполненный с возможностью в соответствии с результатом определения второго модуля 503 определения записывать соответствие между каждым маршрутизатором и групповым адресом пакета многоадресной передачи, передаваемого под управлением каждого маршрутизатора, определенного вторым модулем 503 определения.

Когда возникает механизм подтверждения PIM, для исключения влияния на перенаправление пакета многоадресной передачи маршрутизатор дополнительно включает в себя третий модуль 510 определения, который выполнен с возможностью, когда пакет многоадресной передачи, который принимает маршрутизатор и который был передан соседним маршрутизатором, является таким же, как и пакет многоадресной передачи, переданный маршрутизатором, определять в соответствии с последней корреспонденцией, записанной вторым модулем 509 записи, маршрутизатор, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи.

В варианте осуществления настоящего изобретения каждый маршрутизатор отвечает за сегмент группового адреса, когда групповой адрес принадлежит другим диапазонам, за которые отвечает множество маршрутизаторов, применяют алгоритм хеширования для определения маршрутизатора, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи по групповому адресу. Поскольку принятый алгоритм хеширования включает в себя выполнение операции И для маски и группового адреса, и выполнение операции для результата операции И и IP-адреса маршрутизатора, пакеты многоадресной передачи групповых адресов, которые имеют одинаковый результат операции И, перенаправляют под управлением того же маршрутизатора, в наибольшей степени балансируя, таким образом, нагрузку маршрутизаторов.

В представленном выше описании вариантов осуществления, для специалистов в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть выполнено с использованием программных средств вместе с необходимой аппаратной платформой, и определенно, также может быть полностью выполнено в виде аппаратных средств. Во многих случаях, первый вариант является предпочтительным вариантом осуществления. На основе этого все или часть технических решений настоящего изобретения, которые делают вклад в предшествующий уровень техники, могут быть воплощены в форме программного продукта. Программный продукт может быть выполнен с возможностью исполнения обработки способов, описанных выше. Компьютерный программный продукт может быть сохранен на носителе записи, например ROM/RAM, магнитном диске или оптическом диске и может содержать ряд инструкций для передачи инструкций в компьютерное устройство (например, персональный компьютер, сервер или сетевое устройство) для выполнения способа, описанного в каждом варианте осуществления настоящего изобретения или в некоторых частях вариантов осуществления.

Представленные выше описания являются просто примерными вариантами осуществления настоящего изобретения, но объем защиты настоящего изобретения не ограничивается этим. Любые модификации или замены, выполненные специалистом в данной области техники, без выхода за пределы технического объема настоящего изобретения, должны попадать в объем защиты настоящего изобретения. Поэтому объем защиты настоящего изобретения зависит от объема, определенного формулой изобретения.

Claims (9)

1. Способ совместного использования трафика при групповой передаче, содержащий этапы, на которых:
получают посредством маршрутизатора одного сегмента сети IP-адрес каждого маршрутизатора того же сегмента сети и информацию о диапазоне групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, получают маску, предоставляемую каждым маршрутизатором и используемую для алгоритма хеширования, и выбирают маску в качестве маски алгоритма хеширования из полученного множества масок; причем IP-адрес представляет собой IP-адрес интерфейса, используемый маршрутизатором для установления взаимосвязи с соседями;
в соответствии с групповым адресом, который запрашивает оборудование пользователя при присоединении, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, определяют маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого включает в себя этот групповой адрес; и
когда этот определенный маршрутизатор представляет собой один маршрутизатор, определяют, что маршрутизатор отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи с групповым адресом;
причем способ дополнительно содержит этап, на котором, когда упомянутый определенный маршрутизатор представляет множество маршрутизаторов, используют каждый из IP-адресов этого определенного маршрутизатора в качестве входного значения алгоритма хеширования и определяют согласно полученному значению хеш-функции, соответствующему каждому входному значению, маршрутизатор, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи с групповым адресом для обеспечения упомянутому определенному маршрутизатору возможности перенаправлять пакет многоадресной передачи с групповым адресом в оборудование пользователя, при этом алгоритм хеширования содержит: выполнение операции И в отношении маски алгоритма хеширования и группового адреса и выполнение операции в отношении результата операции И и входного значения алгоритма хеширования для обеспечения возможности перенаправления пакетов многоадресной передачи с групповыми адресами, которые имеют одинаковый результат операции И, посредством одного и того же маршрутизатора.

2. Способ по п. 1, в котором при упомянутом определении маршрутизатора, диапазон групповых адресов которого содержит упомянутый групповой адрес:
когда принят пакет запроса на обслуживание, переданный оборудованием пользователя, определяют маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого содержит групповой адрес, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении, в соответствии с групповым адресом, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении и содержится в пакете запроса на обслуживание, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор.

3. Способ по п. 1, при этом
перед упомянутым определением маршрутизатора, диапазон групповых адресов которого содержит упомянутый групповой адрес, способ дополнительно содержит этапы, на которых:
когда принят пакет запроса на обслуживание, переданный оборудованием пользователя, записывают групповой адрес, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении и содержится в пакете запроса на обслуживание; и
при упомянутом определении маршрутизатора, диапазон групповых адресов которого содержит упомянутый групповой адрес:
когда определено, что сосед выходит из сети или новый сосед присоединяется к сети, получают посредством маршрутизатора записанный групповой адрес, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении, и определяют в соответствии с групповым адресом, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого содержит групповой адрес, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении.

4. Способ по п. 3, при этом после упомянутого определения маршрутизатора, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи с групповым адресом, способ дополнительно содержит этапы, на которых:
если групповые адреса пакетов многоадресной передачи, которые должны быть перенаправлены под управлением упомянутого определенного маршрутизатора, сокращены, продолжают посредством маршрутизатора перенаправлять пакеты многоадресной передачи с сокращенными групповыми адресами; если групповые адреса пакетов многоадресной передачи, которые должны быть перенаправлены под управлением упомянутого определенного маршрутизатора, расширены, перенаправляют посредством маршрутизатора пакеты многоадресной передачи с расширенными групповыми адресами.

5. Маршрутизатор, содержащий модуль получения, первый модуль определения и второй модуль определения, в котором
модуль получения сконфигурирован получать для маршрутизатора одного сегмента сети IP-адрес каждого маршрутизатора того же сегмента сети и информацию о диапазоне групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, и IP-адрес представляет собой IP-адрес интерфейса, используемого маршрутизатором для установления взаимосвязи с соседями; причем модуль получения дополнительно сконфигурирован получать маску, предоставляемую каждым маршрутизатором и используемую для алгоритма хеширования;
модуль выбора сконфигурирован выбирать маску в качестве маски алгоритма хеширования из маски, предоставляемой каждым маршрутизатором и используемой для алгоритма хеширования;
первый модуль определения сконфигурирован в соответствии с групповым адресом, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, определять маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого включает в себя этот групповой адрес; и
когда маршрутизатор, определенный первым модулем определения, представляет собой один маршрутизатор, второй модуль определения сконфигурирован определять, что маршрутизатор отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи с групповым адресом;
когда маршрутизатор, определенный первым модулем определения, представляет множество маршрутизаторов, второй модуль определения сконфигурирован использовать каждый из IP-адресов этого определенного маршрутизатора в качестве входного значения алгоритма хеширования и определять, согласно полученному значению функции хеширования, соответствующему каждому входному значению, маршрутизатор, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи с групповым адресом, для обеспечения упомянутому определенному
маршрутизатору возможности перенаправления пакета многоадресной передачи с групповым адресом в оборудование пользователя, причем алгоритм хеширования содержит: выполнение операции И в отношении маски алгоритма хеширования и группового адреса и выполнение операции в отношении результата операции И и входного значения алгоритма хеширования для обеспечения возможности перенаправления пакетов многоадресной передачи с групповыми адресами, которые имеют одинаковый результат операции И, посредством одного и того же маршрутизатора.

6. Маршрутизатор по п. 5, в котором первый модуль определения специальным образом сконфигурирован, когда принят пакет запроса на обслуживание, переданный оборудованием пользователя, определять в соответствии с групповым адресом, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении и содержится в пакете запроса на обслуживание, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого содержит групповой адрес, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении.

7. Маршрутизатор по п. 5, дополнительно содержащий первый модуль записи, сконфигурированный, когда принят пакет запроса на обслуживание, переданный оборудованием пользователя, записывать групповой адрес, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении и содержится в пакете запроса на обслуживание;
при этом первый модуль определения сконфигурирован, когда сосед выходит из сети или новый сосед присоединяется к сети, получать записанный групповой адрес, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении, и определять в соответствии с групповым адресом, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении, и диапазоном групповых адресов, за который отвечает каждый маршрутизатор, маршрутизатор, диапазон групповых адресов которого содержит групповой адрес, который запрашивается оборудованием пользователя при присоединении.

8. Маршрутизатор по п. 7, дополнительно содержащий модуль перенаправления, сконфигурированный в соответствии с результатом определения от второго модуля определения, когда групповые адреса пакетов многоадресной передачи, предназначенных для перенаправления под управлением маршрутизатора, сокращены, продолжать перенаправление пакетов многоадресной передачи с сокращенными групповыми адресами; когда групповые адреса пакетов многоадресной передачи, которые предназначены для перенаправления под управлением маршрутизатора, расширены, перенаправлять пакеты многоадресной передачи с расширенными групповыми адресами.

9. Маршрутизатор по п. 8, дополнительно содержащий второй модуль записи, сконфигурированный записывать соответствие между каждым маршрутизатором и групповым адресом пакета многоадресной передачи, который предназначен для перенаправления под управлением каждого маршрутизатора, определенного вторым модулем определения; и
третий модуль определения, сконфигурированный, когда пакет многоадресной передачи, который передается соседним маршрутизатором и принимается упомянутым маршрутизатором, является таким же, как и пакет многоадресной передачи, переданный упомянутым маршрутизатором, определять согласно соответствию, записанному последним посредством второго модуля записи, маршрутизатор, который отвечает за перенаправление пакета многоадресной передачи.

Images