TWI393401B - 用以管理多播路由之系統、裝置、方法及具有電腦程式收錄其中之記憶體 - Google Patents

Description

用以管理多播路由之系統、裝置、方法及具有電腦程式收錄其中之記憶體 發明領域

本申請案主張於2004年12月30日提出申請之美國專利申請案第11/027,018號之優先權，此項申請案之全部內容係包含於此處以作為參考之用。

本發明大致係有關於計算管理技術，且更詳言之係有關但不限於用以管理具有狀態同步化之群集中之多播路由之技術。

發明背景

多播技術係可有效地於封包式網路遞送內容之方式。起始於源之單一封包可用以提供封包之內容至網路之多個接收器。欲自源接收特定媒體內容之接收器群組可設置於網路各處且甚至可跨不同之網路設置。對此等接收器中之每一者而言，其通常具有用以遞送內容之特定最偏好路徑。若欲理序自源至每一接收器之路徑，其可能於路徑中產生重疊。重疊之程度將依各個接收器之位置而變化。當使用網路圖表表示時，自源至各個接收器之路徑通常稱為內容遞送樹狀圖，其中圖表之頂點相當於路由器且圖表之邊緣相當於路由器間之網路傳輸。於此種包括接收器及發送器之節點群組中，發送器可發送每一封包之多個副本，一副本可發送至每一所欲接收器。另一可對每一接收器達成相同封包遞送最後結果之多播路由協定方法係藉由產生源之每一封包之單一副本並於樹狀圖之每一分叉複製每一封包。此樹狀圖相當於共享路徑，此共享路徑可前向用於特定群組位址之多播資料邊界。當有大量發送器且每一發送器具有大量所欲接收器時，僅於源之每一封包起始一副本並於遞送樹狀圖之每一分叉複製每一封包之與節省用於傳送內容之頻寬有關之優點即變為明顯。

然而，多播路由協定仍有數個先天之問題。舉例言之，如上文所述，樹狀圖中可能至少有一接收大量流量之節點，因而產生流量通量之潛在瓶頸。不僅如此，多播流量負載亦有可能不平均地分佈於樹狀圖之其他節點，因此產生其他潛在路徑之低利用率。

除此之外，許多商業可利用多播協定及類似之網路基礎建設管理重要應用、進接內容伺服器、自動化組裝及生產線、與實施複雜之控制系統。此種商業依賴性已驅動更高保護之需求並對網路源提供可用性之保證。不幸地，多播樹狀圖中之介面故障或路由器故障可能對商業產生明顯之費用。因此工業上有改良用以管理網路多播路由之方法之需求。

發明概要

發明概要段落係用以向讀者介紹本發明之各個態樣且並非本發明之完整說明。本發明之特定態樣係於下文之其他段落中說明且本發明係顯示於後附之限定其範圍之申請專利範圍。

本發明係有關於使用網路群集管理多播路由之技術。網路群集架構之使用係有關於以多播路由協定解決數個經識別之議題，包括負載平衡支援及多播路由器故障復原。如此一來，本發明包括主動地參與和群集鄰近者之多播控制協定通訊之群集主管。為維持單一多播鄰近路由器之錯覺，非主管群集成員並未參與群集外部之協定操作。然而，每一群集成員實際上維持相同之協定狀態，使得若群集主管變為無法使用，另一群集成員可以最小延遲承擔群集主管角色。除此之外，多播資料封包之過濾係藉由每一群集成員而實施以負載平衡跨群集成員之多播資料流量。

於本發明之一態樣中，其係有關用以管理網路多播路由之系統。此系統包括第一及第二網路裝置。第一網路裝置係組構為可操作為群集中之群集主管。第二網路裝置係組構為可操作為群集成員。第一網路裝置係更組構為可發送初始協定狀態資訊至群集成員，若群集成員加入群集；且可發送多播控制協定封包至群集外部之至少一網路裝置。第一網路裝置可接收多播資料封包。若第一網路裝置係與多播資料封包有關，其朝向一目的地前向多播資料封包。第二網路裝置係組構為可接收初始協定狀態資訊並監看網路有無額外協定狀態資訊。若接收額外協定狀態資訊，第二網路裝置利用額外協定狀態資訊更新其狀態。第二網路裝置亦可接收多播資料封包，且若第二網路裝置係與多播資料封包有關，其朝向一目的地前向多播資料封包。

於本發明之另一態樣中，其係有關用以管理網路多播路由之裝置。於其構件中，此裝置包括可實施動作之多播群集管理器。此等動作包括將此裝置組構為可操作為群集中之成員；監看網路有無協定狀態資訊，且若接收協定狀態資訊，利用協定狀態資訊更新此裝置之狀態。除此之外，多播群集管理器係組構為可接收多播控制協定訊息，且若此裝置係群集主管，多播群集管理器可對多播控制協定訊息產生回應。若此裝置並非群集主管，多播群集管理器丟棄多播控制協定訊息，而非對其產生回應。當裝置接收多播資料封包，且若此裝置係與多播資料封包有關時，多播群集管理器朝向一目的地前向多播資料封包。

於本發明之再另一態樣中，其係有關用以管理網路多播路由之方法。此方法可發送初始協定狀態資訊至群集成員，若群集成員加入群集。此方法包括自群集主管發送多播控制協定封包至群集外部之至少一網路裝置。此方法更包括自外部網路裝置接收另一多播控制協定封包，且若多播控制協定封包係由群集成員接收，丟棄多播控制協定封包。此方法亦包括監看網路有無額外協定狀態資訊，且若接收額外協定狀態資訊，利用此額外協定狀態資訊更新群集成員之狀態。除此之外，此方法包括接收多播資料封包，且若群集成員係與多播資料封包有關，朝向一目的地前向多播資料封包。

於此方法之一實施例中，若群集主管與群集成員中之一者所知悉之另一多播協定狀態係無法由另一群集成員藉由監看多播協定狀態而獲得，此方法更包括發送另一多播協定狀態至另一群集成員，使得若群集主管與群集成員中之一者發生故障，其可致動另一群集成員以承擔群集主管與群集成員中發生故障者之工作負載及角色。

本發明之其他特徵及優點可藉由參照附隨圖式閱讀下文之發明詳細說明而更為明顯。

圖式簡單說明

本發明之非限制及非窮舉之實施例係參考附隨圖式而說明。於此等圖式中，除非另有指定，各圖式中相同之元件標號係表示相同之部件。

為更瞭解本發明，下文將敘述連同附隨圖式閱讀之發明詳細說明，其中：第1圖顯示說明用以實施本發明之多播群集環境之實施例的功能方塊圖；第2圖顯示可利用於實施本發明之系統之網路裝置的實施例；第3圖說明大致顯示用以管理第1圖之多播群集之成員間的狀態同步化之處理的實施例的邏輯流程圖；以及第4圖說明根據本發明之大致顯示經由第1圖之多播群集管理多播資料流量的處理的實施例的邏輯流程圖。

較佳實施例之詳細說明

現在本發明將參考附隨圖式而更為完整地說明，此等附隨圖式形成本發明之部份，且藉由說明之方式，其顯示可實施本發明之特定示範實施例。然而，本發明可以許多不同之形式實施且不應解釋為僅限於此處所說明之實施例；不僅如此，此處所提供之此等實施例係用以使揭露更為詳盡及完整，並完整地傳達本發明之範圍予熟習此技者。其中，本發明可實施為方法與裝置。據此，本發明可採用全部為硬體之實施例、全部為軟體之實施例、或結合軟體與硬體態樣之實施例之形式。因此，下文之詳細說明並非用以限制本發明之範圍。

網路群集係可對電腦伺服器或網路裝置提供高可用性並增加效能之方式。組構為群集之伺服器或裝置群組可對外部網路實體維持單一伺服器或裝置之錯覺。群集係由群集網際網路協定(Internet Protocol,IP)位址識別於每一網路。群集成員可彼此交換群集協定訊息以動態地改變群集資格(例如加入或移除成員)、檢測成員故障、分配成員間之工作、或檢測成員故障。群集之成員可靜態地或動態地指定為群集主管，且可協調群集成員(包括其自身)間之事件。

當新伺服器或網路裝置加入群集時，其可承擔其他成員之部份負載，藉此增加群集之容量或效能。若一群集成員之重要功能部份或全部故障，其可離開此群集，且另一群集成員可承擔其工作負載。群集成員可週期性地交換狀態資訊以致動任何群集成員接管任何其他成員之工作負載。以此方式，網路群集可提高網路服務或裝置之可用性及規模可變之效能。如此一來，其即與本發明產生關聯。

簡言之，本發明係有關於用以提供使用網路群集組態之用於多播路由器之高可用性及加強效能的系統、裝置、及方法。於群集組態中，群集主管可主動地參與和群集多播路由器鄰近者之多播控制協定通訊，藉此維持單一多播路由器裝置之錯覺。群集主管可利用群集網際網路協定(IP)位址作為用以起始來自群集之多播控制協定封包之源。非主管節點或群集成員節點通常並未參與群集外部之多播控制協定操作。然而，群集之每一成員實際上維持相同之協定狀態，使得若群集主管變為無法使用，群集之另一成員可以最小延遲承擔群集主管之角色。新近加入群集之成員係藉由自群集主管接收初始協定狀態資訊而同步化。於初始協定狀態同步化後，群集成員主動地監看網路之多播控制協定流量以取得新協定狀態資訊。除此之外，群集成員間可交換無法於網路外獲得之協定狀態資訊。更詳言之，多播資料封包之過濾係藉由每一群集成員而實施以負載平衡跨群集成員之多播資料流量。

操作環境說明

第1圖說明本發明可操作之環境之實施例。並非所有構件皆為實施本發明所要求，且各種構件配置及型式可於不悖離本發明之精神或範圍之情形下使用。

如圖所示，群集系統100包括區域網路/廣域網路(LAN/WAN)106及107、目的地裝置114、源裝置112、多播路由器110、及多播群集101。多播群集101包括群集成員102－104、及群集主管105。多播群集101係與LAN/WAN106及107通訊。目的地裝置114係與LAN/WAN107通訊，且源裝置112係與LAN/WAN106通訊。

群集成員102－104，及群集主管105可經由數個網路而與LAN/WAN106及107通訊。舉例言之，雖然未說明，但數個網路連接可存在於群集成員102－104、群集主管105、及LAN/WAN107之間。數個網路連接可更存在於群集成員102－104、群集主管105、及LAN/WAN106之間。然而，為清楚顯示之故，僅有網路108說明於第1圖。網路108實際上可包括任何區域網路(LAN)，包括但不限於乙太網路(Ethernet)、802.3及類似物。於一實施例中，網路108係為協定網路。協定網路實際上包括任何網路，包括其內部互連及用於協定訊息之交換之類似物。

多播群集101通常係組構為包括可合作提供另一裝置進接服務、源、及類似物之鬆耦合網路裝置。於一實施例中，多播群集101係組構為可藉由適當地負載平衡群集成員102－104而最佳化訊息通量。多播群集101實際上可利用包括往返時間、輪循法、最少連接、封包完成比率、服務品質、群集拓撲、全球可用性、中繼器、雜湊、靜態比率、及動態比率之負載平衡機構。於一實施例中，多播資料封包可使用雜湊式架構對映於群集成員工作配置，及實質地類似於用於單播流量之類似物。

多播群集101可更組構為可提供各種網路管理服務，包括但不限於網域名稱服務(Domain Name Service)、安全服務、及類似物。

群集成員102－104可為任何可於群集架構之網路發送及接收封包之網路裝置。例如群集成員102－104之群集成員之實施例係參考第3圖而於下文更為詳細地說明。

於一實施例中，群集成員102－104係組構為可操作為供接收訊息封包用之協定堆疊處理器。此裝置組可包括通常使用組構為可操作為群集裝置之例如個人電腦、多處理器系統、微處理器式或可程式消費者電子設備、網路PC、及類似物之有線通訊媒體連接之裝置。此裝置組亦可包括通常使用例如行動裝置之無線通訊媒體連接之裝置，包括但不限於組構為群集裝置之蜂巢式電話、智慧電話、呼叫器、對講機、射頻(RF)裝置、紅外線(IR)裝置、膝上型電腦、CB、結合一或多個前述裝置之整合裝置、及類似物。任擇地，群集成員102－104可為任何可使用諸如PDA、口袋型電腦、穿戴式電腦、及其他任何裝備為可於有線及/或無線通訊媒體通訊之裝置之有線或無線通訊媒體連接之可操作為群集裝置的裝置。

更詳言之，群集成員102－104中之每一群集成員可包括組構為可通訊其自身及群集主管105間之封包之應用，及類似物。舉例言之，此應用可於群集成員加入群集時自群集主管105接收同步化協定狀態資料。而後群集成員102－104可利用此應用監看網路108以取得額外協定狀態資訊。此協定狀態資訊可致動群集成員102－104更新其個別路由表，包括其多播及單播路由表，及相關資訊。因此，協定狀態資訊可包括與成員之最鄰近者、發送器、接收器、距離資訊、多播樹狀圖資訊、及類似物有關之資訊。此應用可更致動群集成員提供其所有之協定狀態資訊至另一群集成員，使得另一群集成員可承擔其角色，若群集成員發生故障。

然而，多播群集101及群集成員102－104並未限於上述用以維持狀態同步化之機構。舉例言之，群集成員102－104可利用完全同步化機構，其中群集主管105實際上藉由將其發送至群集成員102－104而固定同步化協定狀態資訊。於此機構中，群集成員102－104實際上係單獨依賴群集主管105以取得協定狀態資訊。同步化亦可利用"單純監看(monitors only)"機構而達成，其中群集主管105並未對群集成員102－104同步化任何協定狀態資訊。不僅如此，群集成員102－104係單獨地依賴其自網路108監看之流量，以取得協定狀態資訊。如此一來，於不悖離本發明之範圍或精神之情形下，群集成員102－104實際上可利用任何同步化機構。

群集成員102－104中之每一群集成員可應用過濾器應用至多播協定控制及其所接收之資料封包以判定如何處理。舉例言之，根據負載平衡機構，其可分配一群集成員朝向其目的地前向接收多播資料封包，同時其他群集成員可簡單地丟棄多播資料封包。

群集成員102－104亦可包括存在於其間之可加入與特定封包流量流動有關之群組的應用。舉例言之，於一實施例中，群集成員102可包括尋找對特定流量流動之進接之應用。於此情形中，群集成員102可組構為可接收與用於此應用之流量流動有關之多播資料封包，且除丟棄多播資料封包外，其將多播資料封包傳送至其常駐應用。獨立於其是否亦朝向多播群集101外部之諸如源裝置112、目的地裝置114、及類似物之目的地前向多播資料封包，群集成員102可實施此等動作。

群集主管105實際上包括任何組構為可操作為群集管理網路裝置以致動群集組態之改變管理之網路裝置。此裝置組可包括但不限於個人電腦、多處理器系統、微處理器式或可程式消費者電子設備、網路PC、包括但不限於蜂巢式電話、智慧電話、呼叫器、對講機、射頻(RF)裝置、紅外線(IR)裝置、CB、結合一或多個前述裝置之整合裝置之行動裝置、PDA、口袋型電腦、穿戴式電腦、及其他任何裝備為可於有線及/或無線通訊媒體通訊之裝置以管理多播群集101之組態改變。於一實施例中，實際上群集成員102－104中之任一者可組構為可於群集主管105變為無法使用時承擔群集主管105之角色。如此一來，群集成員102－104與群集主管之組態通常係實質地相同。

於一實施例中，雖然包括群集主管之每一成員接收所有多播協定控制及資料封包，於多播控制協定操作中主動參與者係群集主管105。於一實施例中，群集主管105將群集IP位址利用為起始多播封包之源。群集成員102－104通常並未參與多播控制協定操作。亦即，群集主管105係組構為可回應於多播群集101，以維持單一多播鄰近網路裝置之錯覺。

LAN/WAN106及107係致動以利用任何用以自一電子裝置通訊資訊至另一電子裝置之電腦可讀取媒體形式。同時，除區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)、諸如經由通用串列匯流排(USB)埠、其他形式之電腦可讀取媒體、或其間之任何結合之直接連接外，LAN/WAN106及107可包括無線介面、及/或有線介面，諸如網際網路。於包括根據不同架構及協定之LAN內部互連組，致動欲自一處發送至另一處之訊息之路由器係作用為LAN間之鏈結。同時，LAN中之通訊鏈結通常包括雙絞線或同軸纜線，同時網路間之通訊鏈結可利用類比電話線路、包括T1、T2、T3、及T4之完整或片段專用數位線路、整合服務數位網路(ISDN)、數位用戶線路(DSL)、包括衛星鏈結之無線鏈結、根據包括IEEE802.11a、802.11g、802.11b、或任何其他通訊鏈結之各種標準之連接。

LAN/WAN106及107可更利用數個無線進接技術，包括但不限於用於蜂巢式系統之第2代(2G)、第3代(3G)無線電進接技術、無線LAN、無線路由器(WR)網、及類似物。諸如2G、3G、及未來進接網路之進接技術可以各種程度之行動性致動行動裝置之廣域覆蓋範圍。舉例言之，LAN/WAN106及107可經由諸如全球行動通訊系統(GSM)、整合封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、寬頻分碼多重進接(WCDMA)、802.16、及類似物之無線電網路進接致動無線電連接。

更詳言之，遠端電腦及其他相關電子裝置可遠端地經由數據機及暫時電話鏈結而連接至LAN或WAN。本質上，LAN/WAN106及107包括資訊可傳播於一網路裝置及另一網路裝置間之任何通訊方法。

除此之外，LAN/WAN106及107可包括通常具體化電腦可讀取指令、資料結構、程式模組、或其他諸如載波、資料信號、或其他傳輸機構之調變資料信號之資料的通訊媒體，且包括任何資訊遞送媒體。"調變資料信號"及"載波信號"等詞包括具有其特性組中之一或多個之信號或係依此方式改變以編碼信號之資訊、指令、資料、及類似物。藉由範例，通訊媒體包括諸如但不限於雙絞線、同軸纜線、光纖、波導器及其他有線媒體之有線媒體，及諸如但不限於聲波、RF、紅外線及其他無線媒體之無線媒體。

上文所述之用以於通訊鏈結發射資訊之媒體說明一種電腦可讀取媒體形式，亦即通訊媒體。一般而言，電腦可讀取媒體包括任何可藉由計算裝置進接之媒體。電腦可讀取媒體可包括電腦儲存媒體、通訊媒體、或其間之任何結合。

通常，LAN/WAN106可包括多播群集101致動對存在於LAN/WAN107中之另一網路裝置之進接的內容伺服器、應用伺服器、及類似物。類似地，LAN/WAN107亦可包括可利用多播群集101致動對存在於LAN/WAN106中之網路裝置之進接之內容伺服器、應用伺服器、及類似物。如第1圖所示，源裝置112及目的地裝置114係可利用多播群集101致動通訊之二網路裝置之範例。於一實施例中，源裝置112可組構為可提供預定亦朝向目的地裝置114之多播訊息。雖然標示為目的地裝置，但目的地裝置114亦可提供將源裝置112包括為訊息目的地之多播訊息。

為方便說明之故，多播路由器110亦於第1圖顯示為與多播群集101介接之可能路由器。如此一來，多播路由器110可組構為可接收多播訊息並將其朝向鄰近網路裝置前向。多播路由器110亦可藉由組構為可接收及前向多播訊息之橋接器、切換器、閘道、及類似物表示。

第2圖說明可操作為群集成員及/或群集主管之網路裝置200之一實施例之功能方塊圖。網路裝置200可包括較所顯示者更多之構件。然而，所顯示之此等構件係足以揭露用以實施本發明之說明用實施例。

網路裝置200包括彼此經由匯流排222彼此通訊之處理單元212、視訊顯示器配接器214、及大容量記憶體。大容量記憶體一般包括RAM216、ROM232、及一或多個永久性大容量儲存裝置，諸如硬碟驅動機228、磁帶驅動機、光碟驅動機、及/或軟碟驅動機。大容量記憶體可儲存用以控制網路裝置200之操作之作業系統220。其可利用任何一般用途之作業系統。基本輸入/輸出系統(BIOS)218亦提供以控制網路裝置200之低階操作。

如第2圖所示，網路裝置200亦可與網際網路通訊、或與諸如第1圖之LAN/WAN106－107之其他通訊網路經由建構為可使用各種通訊協定，包括但不限於TCP/IP協定、UDP/IP協定、及類似物之網路介面單元210通訊。網路介面單元210於某些時間係認識為收發器或收發裝置。

網路裝置200亦可包括用以傳送電子郵件(e－mail)之SMTP處理機應用、用以接收及掌控HTTP要求之HTTP處理機應用、及用以掌控安全連接之HTTPS處理機應用。HTTPS處理機應用可以安全順序初始與外部應用之通訊。然而，網路裝置200並未限於此等處理機應用，且許多其他協定處理機應用可藉由網路裝置200利用而不悖離本發明之範圍。

網路裝置200亦可包括用以與外部裝置通訊之諸如滑鼠、鍵盤、掃描器、或其他未顯示於第2圖之輸入裝置之輸入/輸出介面224。同樣地，網路裝置200更可包括諸如CD－ROM/DVD－ROM驅動機226及硬碟228之額外大容量儲存設施。其中，硬碟驅動機228係由網路裝置200使用以儲存應用程式、資料庫、及類似物。

上文所述之大容量記憶體說明電腦可讀取媒體之型式，亦即電腦儲存媒體。電腦儲存媒體可包括以用以儲存諸如電腦可讀取指令、資料結構、程式模組、或其他資料之資訊之任何方法及技術實施之依電性、非依電性、可移除、及不可移除媒體。電腦儲存媒體之範例包括RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體、或其他記憶體技術、CD－ROM、數位多功能光碟(DVD)、或其他光學儲存體、磁匣、磁帶、磁碟儲存體、或其他磁性儲存裝置、或任何其他可用以儲存所欲資訊及可藉由計算裝置接取之媒體。

於一實施例中，大容量記憶體可儲存用以實施作業系統220之程式碼及資料。大容量記憶體亦可儲存用以實施網路裝置200之功能之額外程式碼及資料。一或多個應用250及類似物可載入大容量記憶體並於作業系統220運作。如圖所示，多播群集管理器(MCM)242係可運作於作業系統220之應用範例。

MCM242可組構為可致動計算裝置加入群集以作為群集成員且可自群集主管105接收協定狀態資訊、組態資訊、及類似物。MCM242亦可藉由過濾資料封包、管理協定封包、及同步化與多播群集101之其他成員(與群集主管105)之協定狀態資訊致動群集成員操作為群集之成員。更詳言之，MCM242可更致動群集成員對群集承擔主管角色，若群集主管105發生故障，及/或承擔用以管理資料流量之責任，若另一群集成員發生故障，及類似物。MCM242可利用第3及4圖之處理300及400個別地實施其間之動作。

操作說明

本發明之特定態樣之操作將參考第3－4圖說明。第3圖說明一般地顯示諸如第1圖所示之用以管理多播路由群集之成員間之狀態同步化之處理的實施例的邏輯流程圖。舉例言之，處理300可實施於第1圖之多播群集101之成員及/或主管，及/或配置為供多播路由用之群集中之類似網路裝置。

於開始方塊後，處理300開始於決定方塊302，其作成網路裝置是否為群集成員之判定。若網路裝置係群集成員，處理前進至方塊306，否則處理繼續至決定方塊304。

於決定方塊304，其作成網路裝置是否係新加入群集作為新的群集成員之判定。若網路裝置係新加入之群集成員，處理前進至方塊314，否則，處理繼續方塊306。

於方塊314，新加入群集成員發送要求加入訊息至群集主管。而後處理繼續至方塊316，其中新加入群集成員自群集主管接收協定狀態資訊以初始地同步化新群集成員，使得新成員之協定狀態與其他群集成員之協定狀態間之延滯最小化。處理繼續至方塊318，其中新加入之群集成員利用接收協定狀態資訊更新其協定狀態，包括路由表、過濾器、及類似物。處理繼續至方塊306。

於方塊306，網路裝置繼續監看網路以取得並維持協定狀態。處理繼續至方塊308，其中網路裝置可利用接收協定狀態資訊同步化及/或更新其所有之協定狀態資訊。於一實施例中，取得多播控制協定封包可包括來自群集外部之鄰近網路裝置之訊息。於另一實施例中，取得多播控制協定封包可包括要求來自群集之響應之要求。

處理繼續至決定方塊310，其作成是否接收多播控制協定訊息之判定。舉例言之，此訊息可提供來自不位於此群集之網路裝置之協定資訊。若接收多播控制協定訊息，處理前進至決定方塊320，否則，處理前進至決定方塊312。

於決定方塊320，其作成網路裝置係群集主管或群集成員之判定。若網路裝置係群集主管，處理前進至方塊322，否則，處理繼續至決定方塊312。於方塊322，群集主管可回應於多播控制協定訊息。而後處理繼續至決定方塊312。

於決定方塊312，網路裝置作成其協定狀態是否已改變之決定，使得其可與其他群集成員分享此等改變。若其協定狀態已改變，處理前進至方塊324，否則，處理返回至呼叫處理以實施其他動作。於方塊324，網路裝置發送其協定狀態改變至群集之其他成員，使得另一群集成員可於故障發生時承擔其角色。而後處理返回至呼叫處理以實施其他動作。

第4圖說明一般地顯示根據本發明之經由第1圖之多播群集的網路裝置管理多播資料流量之處理的一實施例的邏輯流程圖。舉例言之，第4圖之處理400可操作於諸如第1圖之群集成員102－104、及/或群集主管105之群集成員。

於開始方塊後，處理400開始於方塊402，其中多播資料封包係藉由網路裝置接收。而後處理前進至方塊404，其中網路裝置可部份地利用多播資料封包更新其資料過濾器。

而後處理繼續至方塊408，其作成多播資料封包是否由常駐應用接收之判定。舉例言之，此可於常駐應用已加入與接收多播資料封包有關之群組時產生。若常駐應用係用以接收多播資料封包，處理繼續至方塊414，其中多播資料封包被路由至常駐應用。無論如何，處理前進至決定方塊410。

於決定方塊410，其作成是否前向接收多播資料封包之判定。於一實施例中，其可不指定接收網路裝置前向資料。此可根據各種決定而實施，包括負載平衡決定。無論如何，若網路裝置欲前向多播資料封包，處理400繼續至方塊416，其中網路裝置將多播資料封包朝向其目的地路由。而後處理返回以實施其他動作。

任擇地，於決定方塊410，若網路裝置並未前向接收多播資料封包，處理前進至方塊412，其中網路裝置丟棄接收多播資料封包。而後處理返回至呼叫處理以實施其他動作。

應可瞭解者為上文所述之流程圖之每一方塊或上文所述之流程圖之方塊之結合可以電腦程式指令實施。此等程式指令可提供予處理器以產生機器，使得執行於處理器之指令可產生用以實施流程圖方塊所指定之動作。電腦程式指令可藉由處理器執行以令一系列之操作步驟藉由處理器實施以產生電腦實施處理，使得執行於處理器之指令可提供用以實施流程圖方塊所指定之動作。

據此，流程圖說明方塊可支持用以實施指定動作之裝置之結合，用以實施指定動作之步驟及用以實施指定動作之程式指令裝置之結合。亦應瞭解者為，流程圖說明之每一方塊及流程圖說明之方塊結合可藉由特定用途之硬體式系統實施，其可實施指定動作或步驟或特殊用途硬體及電腦指令之結合。

上文之說明、範例、及資料提供本發明之組成物之製造及使用之完整說明。由於本發明之許多實施例可在不悖離本發明之精神與範圍內實施，因此本發明係存在於後附之申請專利範圍。

100．．．群集系統

101．．．多播群集

102．．．成員

103．．．成員

104．．．成員

105．．．群集主管

106．．．LAN/WAN、區域網路/廣域網路

107．．．LAN/WAN、區域網路/廣域網路

108．．．網路

110．．．多播路由器

112．．．源裝置

114．．．目的地裝置

200．．．網路裝置

210．．．網路介面單元

212．．．中央處理單元

214．．．視訊顯示器配接器

216．．．RAM

218．．．基本輸入/輸出系統、BIOS

220．．．作業系統

222．．．匯流排

224．．．輸入/輸出介面

226．．．cd－rom/dvd－rom驅動機

228．．．硬碟驅動機

242．．．多播群集管理器(MCM)

250．．．應用

302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322、324．．．方塊

402、404、408、410、412、414、416．．．方塊

第1圖顯示說明用以實施本發明之多播群集環境之實施例的功能方塊圖；第2圖顯示可利用於實施本發明之系統之網路裝置的實施例；第3圖說明大致顯示用以管理第1圖之多播群集之成員間的狀態同步化之處理的實施例的邏輯流程圖；以及第4圖說明根據本發明之大致顯示經由第1圖之多播群集管理多播資料流量的處理的實施例的邏輯流程圖。

100．．．群集系統

101．．．多播群集

102．．．成員

103．．．成員

104．．．成員

105．．．群集主管

106．．．LAN/WAN、區域網路/廣域網路

107．．．LAN/WAN、區域網路/廣域網路

108．．．網路

110．．．多播路由器

112．．．源裝置

114．．．目的地裝置

Claims (47)

1. 一種用以管理多播路由之系統，其包含：一組構以操作為一群集中之一群集主管之第一網路裝置，該第一網路裝置組配以：當一群集成員要加入該群集時，直接發送初始協定狀態資訊至該群集成員；直接發送一多播控制協定封包至該群集外部之至少一網路裝置；接收一多播資料封包；且當該第一網路裝置係與該多播資料封包有關時，朝向一目的地直接進送該多播資料封包；以及一組構以操作為該群集中之該群集成員之第二網路裝置，第二網路裝置組配以：於該第二網路裝置加入該群集之期間，自該第一網路裝置接收該初始協定狀態資訊；監看該網路有無額外協定狀態資訊；當接收到額外協定狀態資訊，利用該額外協定狀態資訊來更新該第二網路裝置之一狀態；接收一多播資料封包；當該第二裝置係與該多播資料封包有關，朝向一目的地直接進送該多播資料封包；從該群集外部之至少一網路裝置接收一多播控制協定封包；以及丟棄該多播控制協定封包，而不是回應該多播控制 協定封包。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該第一網路裝置與該第二網路裝置中之一者係進一步組構以：當由該第一網路裝置與該第二網路裝置中之該一者所知悉之之一第二多播協定狀態係無法由該群集中之第三網路裝置藉由監看該多播協定狀態而獲得，則直接發送該第二多播協定狀態至該群集中之該第三網路裝置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中當該第一網路裝置與該第二網路裝置中之至少一者發生故障，該群集中之另一網路裝置至少部份地使用經發送之該第二多播協定狀態承擔該故障網路裝置的一工作負載與角色。
4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該第二網路裝置進一步組配以當該第二網路裝置與該多播資料封包有關時，判定該第二網路裝置是否為負載平衡以管理該多播資料封包。
5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該第一網路裝置與該第二網路裝置中之每一者係利用由下列群組中之至少一者所選出之負載平衡機構：一往返時間負載平衡機構、輪循法負載平衡機構、最少連接負載平衡機構、封包完成比率負載平衡機構、服務品質負載平衡機構、群集拓撲負載平衡機構、全球可用性負載平衡機構、中繼器負載平衡機構、雜湊負載平衡機構、靜態比率負載平衡機構、及動態比率負載平衡機構。
6. 一種用以管理多播路由之裝置，其包含至少一處理器及包括電腦可讀取指令之至少一記憶體，該至少一記憶體及該電腦可讀取指令組配以與該至少一處理器使得該裝置至少實施：可選擇地直接組配該裝置以操作為於一群集中之一成員或是一主管，其中該選擇係基於該群集之需求；監看該網路有無協定狀態資訊；當該裝置接收協定狀態資訊時，利用該協定狀態資訊以更新該裝置之一狀態；接收一多播控制協定訊息；當該裝置係一群集主管時，直接對該多播控制協定訊息產生回應；當該裝置並非該群集主管時，丟棄該多播控制協定訊息，而非對該多播控制協定訊息產生回應；接收一多播資料封包，以及當該裝置係與該多播資料封包有關時，朝向一目的地直接進送該多播資料封包。
7. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中當該裝置包括與該多播資料封包有關之一常駐應用時，使該裝置進一步朝向該常駐應用直接進送該多播資料封包。
8. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中當利用該額外協定狀態資訊時，使該裝置進一步傳送自身協定狀態資訊至該群集中之一網路裝置。
9. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中使該裝置進一 步判定該裝置是否係負載平衡以管理該多播資料封包。
10. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中於加入該群集之期間，使該裝置進一步自該群集主管接收初始協定狀態資訊。
11. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中當該裝置係與該多播資料封包無關時，使該裝置進一步丟棄該多播資料封包。
12. 一種用以管理多播路由之方法，包含下列步驟：當一群集成員加入該群集，直接發送初始協定狀態資訊至該群集成員；自一群集主管直接發送一第一多播控制協定封包至該群集外部之至少一網路裝置；自該外部網路裝置接收一第二多播控制協定封包；當該第二多播控制協定封包係由該群集成員接收時，丟棄該第二多播控制協定封包；監看該網路有無額外協定狀態資訊；當接收額外協定狀態資訊時，利用該額外協定狀態資訊以更新該群集成員之一狀態；接收一多播資料封包；當該群集成員係與該多播資料封包有關時，直接進送該多播資料封包至一目的地；從該群集外部之至少一網路裝置接收一多播控制協定封包；以及丟棄該多播控制協定封包，而不是回應該多播控制 協定封包。
13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該群集成員係組配以當該群集成員係與該多播資料封包有關時，判定該群集成員是否係負載平衡以管理該多播資料封包。
14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該群集成員係組配以利用由下列群組中之至少一者所選出之負載平衡機構：往返時間負載平衡機構、輪循法負載平衡機構、最少連接負載平衡機構、封包完成比率負載平衡機構、服務品質負載平衡機構、群集拓撲負載平衡機構、全球可用性負載平衡機構、中繼器負載平衡機構、雜湊負載平衡機構、靜態比率負載平衡機構、及動態比率負載平衡機構。
15. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包含：當由該群集主管與該群集成員中之一者所知悉之一第二多播協定狀態係無法由另一群集成員藉由監看該多播協定狀態而獲得時，直接發送該第二多播協定狀態至另一群集成員。
16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中：當該群集主管與該群集成員中之一者發生故障時，可組配另一群集成員承擔該群集主管與該群集成員中之該發生故障者之一工作負載及角色。
17. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中更包含：若該群集成員包括一與該多播資料封包有關之常駐應用，朝向該常駐應用直接進送該多播資料封包。
18. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中利用該額外協定狀態資訊以更新該群集成員之該狀態更包含更新一路由表及一過濾器應用中之至少一者。
19. 一種用以管理多播路由之裝置，其包含：用以可選擇地直接組配該裝置以操作為一群集中一成員或是一主管之構件，其中該選擇係基於該群集之需求；用以監看一網路有無協定狀態資訊之構件；當接收協定狀態資訊時，用以運用該協定狀態資訊以更新該裝置之一狀態之運用構件；用以接收一多播控制協定訊息之第一構件；當該裝置亦係一群集主管時，用以回應該多播控制協定訊息之構件；當該裝置並非該群集主管時，用以丟棄該多播控制協定訊息而非對該多播控制協定訊息產生回應之構件；用以接收一多播資料封包之第二構件，及當該裝置係與該多播資料封包有關時，用以朝向一目的地進送該多播資料封包之構件。
20. 一種用以管理多播路由之方法，其包含下列步驟：可選擇地直接組配一網路裝置以操作為於一群集中之一成員或是一主管，其中該選擇係基於該群集之需求；監看一網路有無協定狀態資訊；當協定狀態資訊被接收時，利用該協定狀態資訊以 更新該網路裝置之一狀態；接收一多播控制協定訊息；當該網路裝置係一群集主管時，則直接對該多播控制協定訊息產生回應；當該網路裝置並非該群集主管時，丟棄該多播控制協定訊息，而非對該多播控制協定訊息產生回應；接收一多播資料封包，以及當該網路裝置係與該多播資料封包有關時，朝向一目的地直接進送該多播資料封包。
21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，進一步包含：當該網路裝置包括與該多播資料封包有關之一常駐應用時，朝向該常駐應用直接進送該多播資料封包。
22. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中當利用該額外協定狀態資訊時，該方法進一步包含傳送自身協定狀態資訊至該群集中之另一網路裝置。
23. 如申請專利範圍第20項所述之方法，進一步包含判定該網路裝置是否係負載平衡以管理該多播資料封包。
24. 如申請專利範圍第20項所述之方法，進一步包含於加入該群集之期間，自該群集主管接收初始協定狀態資訊。
25. 如申請專利範圍第20項所述之方法，進一步包含當該網路裝置係與該多播資料封包無關時，丟棄該多播資料封包。
26. 一種用以管理多播路由之具有一電腦程式收錄於其中之一記憶體，該程式經組態以控制一處理器以執行一程 序，該程序包含：可選擇地直接組配一網路裝置以操作為於一群集中之一成員或是一主管，其中該選擇係基於該群集之需求；監看一網路有無協定狀態資訊；當協定狀態資訊被接收時，利用該協定狀態資訊以更新該網路裝置之一狀態；接收一多播控制協定訊息；當該網路裝置係一群集主管時，則直接對該多播控制協定訊息產生回應；當該網路裝置並非該群集主管時，丟棄該多播控制協定訊息，而非對該多播控制協定訊息產生回應；接收一多播資料封包，以及當該網路裝置係與該多播資料封包有關時，朝向一目的地直接進送該多播資料封包。
27. 如申請專利範圍第26項所述之記憶體，該程序進一步包含：當該網路裝置包括與該多播資料封包有關之一常駐應用時，朝向該常駐應用直接進送該多播資料封包。
28. 如申請專利範圍第26項所述之記憶體，其中當利用該額外協定狀態資訊時，該程序進一步包含控制該處理器以傳送自身協定狀態資訊至該群集中之另一網路裝置。
29. 如申請專利範圍第26項所述之記憶體，該程序進一步包含判定該網路裝置是否係負載平衡以管理該多播資料封包。
30. 如申請專利範圍第26項所述之記憶體，該程序進一步包含於加入該群集之期間，自該群集主管接收初始協定狀態資訊。
31. 如申請專利範圍第26項所述之記憶體，該程序進一步包含當該網路裝置係與該多播資料封包無關時，丟棄該多播資料封包。
32. 一種用以管理多播路由之裝置，其包含至少一處理器及包括電腦可讀取指令之至少一記憶體，該至少一記憶體及該電腦可讀取指令組配以與該至少一處理器使得該裝置至少實施：於該裝置之加入該群集期間，自一群集主管接收初始協定狀態資訊；監看網路有無額外協定狀態資訊；當額外協定狀態資訊被接收時，利用該額外協定狀態資訊以更新該裝置之一狀態；接收一多播資料封包；當該網路裝置係與該多播資料封包有關時，朝向一目的地直接進送該多播資料封包；從該群集外部之至少一網路裝置接收一多播控制協定封包；以及丟棄該多播控制協定封包，而不是回應該多播控制協定封包。
33. 如申請專利範圍第32項所述之裝置，其中當由該群集主管與該裝置中之一者所知悉之一第二多播協定狀態係 無法由該群集中之第三網路裝置藉由監看該多播協定狀態而獲得時，進一步使該裝置來初始發送該第二多播協定狀態至該群集中之另一網路裝置。
34. 如申請專利範圍第33項所述之裝置，其中當該裝置發生故障時，該群集中非該裝置之一網路裝置至少部份地使用經發送之該第二多播協定狀態承擔該裝置的一工作負載與角色。
35. 如申請專利範圍第32項所述之裝置，其中當該裝置與該多播資料封包有關時，進一步使該裝置來判定該裝置是否為負載平衡以管理該多播資料封包。
36. 如申請專利範圍第32項所述之裝置，其中使該裝置利用由下列群組中之至少一者所選出之負載平衡機構：一往返時間負載平衡機構、輪循法負載平衡機構、最少連接負載平衡機構、封包完成比率負載平衡機構、服務品質負載平衡機構、群集拓撲負載平衡機構、全球可用性負載平衡機構、中繼器負載平衡機構、雜湊負載平衡機構、靜態比率負載平衡機構、及動態比率負載平衡機構。
37. 一種用以管理多播路由之方法，其包含下列步驟：於一群集成員加入群集期間，自一群集主管接收初始協定狀態資訊；監看網路有無額外協定狀態資訊；當額外協定狀態資訊被接收時，利用該額外協定狀態資訊以更新該群集成員之一狀態； 接收一多播資料封包；當該群集成員係與該多播資料封包有關時，朝向一目的地直接進送該多播資料封包；從該群集外部之至少一網路裝置接收一多播控制協定封包；以及丟棄該多播控制協定封包，而不是回應該多播控制協定封包。
38. 如申請專利範圍第37項所述之方法，其進一步包含：當由該群集主管與該群集成員中之一者所知悉之一第二多播協定狀態係無法由該群集中之另一網路裝置藉由監看該多播協定狀態而獲得時，直接發送該第二多播協定狀態至該群集中之另一網路裝置。
39. 如申請專利範圍第38項所述之方法，其中當該群集成員發生故障時，該群集中非該群集成員之一網路裝置至少部份地使用經發送之該第二多播協定狀態承擔該群集成員的一工作負載與角色。
40. 如申請專利範圍第37項所述之方法，其進一步包含：當該群集成員與該多播資料封包有關時，判定該群集成員是否為負載平衡以管理該多播資料封包。
41. 如申請專利範圍第37項所述之方法，其進一步包含利用由下列群組中之至少一者所選出之負載平衡機構：一往返時間負載平衡機構、輪循法負載平衡機構、最少連接負載平衡機構、封包完成比率負載平衡機構、服務品質負載平衡機構、群集拓撲負載平衡機構、全 球可用性負載平衡機構、中繼器負載平衡機構、雜湊負載平衡機構、靜態比率負載平衡機構、及動態比率負載平衡機構。
42. 一種用以管理多播路由之裝置，其包含：用以於一群集成員加入群集期間，自一群集主管接收初始協定狀態資訊之第一構件；用以監看網路有無額外協定狀態資訊之構件；用以當額外協定狀態資訊被接收時，利用該額外協定狀態資訊以更新該群集成員之一狀態之構件；用以接收一多播資料封包之第二構件；用以當該群集成員係與該多播資料封包有關時，朝向一目的地進送該多播資料封包之構件；用以從該群集外部之至少一網路裝置接收一多播控制協定封包之第三構件；以及用以丟棄該多播控制協定封包，而不是回應該多播控制協定封包之構件。
43. 一種用以管理多播路由之具有一電腦程式收錄於其中之一記憶體，該程式經組態以控制一處理器以執行一程序，該程序包含：於一群集成員加入群集期間，自一群集主管接收初始協定狀態資訊；監看網路有無額外協定狀態資訊；當額外協定狀態資訊被接收時，利用該額外協定狀態資訊以更新該群集成員之一狀態； 接收一多播資料封包；當該群集成員係與該多播資料封包有關時，朝向一目的地直接進送該多播資料封包；從該群集外部之至少一網路裝置接收一多播控制協定封包；以及丟棄該多播控制協定封包，而不是回應該多播控制協定封包。
44. 如申請專利範圍第43項所述之記憶體，其進一步包含當由該群集主管與該群集成員中之一者所知悉之一第二多播協定狀態係無法由該群集中之另一網路裝置藉由監看該多播協定狀態而獲得時，直接發送該第二多播協定狀態至該群集中之另一網路裝置。
45. 如申請專利範圍第44項所述之記憶體，其中當該群集成員發生故障時，該群集中非該群集成員之一網路裝置至少部份地使用經發送之該第二多播協定狀態承擔該群集成員的一工作負載與角色。
46. 如申請專利範圍第43項所述之記憶體，該程序進一步包含當該群集成員與該多播資料封包有關時，判定該群集成員是否為負載平衡以管理該多播資料封包。
47. 如申請專利範圍第43項所述之記憶體，該程序進一步包含利用由下列群組中之至少一者所選出之負載平衡機構：一往返時間負載平衡機構、輪循法負載平衡機構、最少連接負載平衡機構、封包完成比率負載平衡機構、服務品質負載平衡機構、群集拓撲負載平衡機構、全球 可用性負載平衡機構、中繼器負載平衡機構、雜湊負載平衡機構、靜態比率負載平衡機構、及動態比率負載平衡機構。