WO2012075831A1

WO2012075831A1 - 一种实现组播保护的方法及系统

Info

Publication number: WO2012075831A1
Application number: PCT/CN2011/078606
Authority: WO
Inventors: 邓涛鸿
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2012-06-14
Also published as: CN102025541A; CN102025541B

Abstract

本发明公开一种实现组播保护的方法，包括：为上行运营商边缘设备（PE）和下行PE间的伪线（PW）配置主链路和备用链路；下行PE和上行PE分别建立传送多协议标记交换（T-MPLS）组播转发表；上行PE将获取的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行PE，下行PE根据所述T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的用户边缘设备（CE），将从备用链路收到的组播数据报文丢弃；当主链路出现故障时，将主备链路进行切换，下行PE将从备用链路收到的组播数据报文转发给所述CE；本发明还提供一种实现组播保护的系统。根据本发明的技术方案，当T-MPLS网络中的链路发生故障时，能够保证组播业务的正常传送。

Description

一种实现组播保护的方法及系统技术领域

本发明涉及通信领域的传送多协议标记交换（ T-MPLS , Transmission-Multiprotocol Label Switching ) 网络，尤其涉及一种实现组播保护的方法及系统。背景技术

T-MPLS 是国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T , ITU Telecommunication Standardization Sector)定义的一种基于多协议标记交换 ( MPLS, Multiprotocol Label Switching ) 的、面向连接的分组传送技术， T-MPLS的数据转发面是 MPLS的一个子集，其数据是基于 T-MPLS标签进行转发的。 T-MPLS是 MPLS在传送网中的应用，是对 MPLS的数据转发面的某些复杂功能的简化，并增加了面向连接的操作、管理、维护（OAM, Operation Administration and Maintenance )和保护恢复等功能。

T-MPLS网络的组播技术有效的解决了单点发送多点接收的问题，实现了网络中点到多点的高效的数据传送，能够节约大量的网络带宽，降低网络负载，因此利用网络的组播技术的特性可以方便地为用户提供一些新的增值业务。

随着组播技术在 T-MPLS 网络中应用越来越广泛，组播技术的要求越来越高，例如当网络发生故障时，组播业务的可靠性保护等方面提出了更高要求。现有技术中，比较常用的在 T-MPLS 网络中实现组播保护的方法是：正常情况下只有一条工作链路作为组播用户中的有效链路，通过 OAM 或双向转发检测（BFD, Bidirectional Forwarding Detection )或链路故障管理（CFM, Connectivity Fault Management )等检测技术检测到工作链路出现故障后，再将备用链路变成有效链路，将原来的工作链路从组播用户中删除，将新的工作链路加入到组播组用户中。但是，这样的保护方法存在的一个问题是，主备链路切换的时间加上组播协议交互的过程，会使得这种保护方法的性能不能满足日益增长的高性能需求。发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现组播保护的方法及系统，当 T-MPLS网络中的链路发生故障时，能够保证组播业务的正常传送。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种实现组播保护的方法，包括：

为上行运营商边缘设备 ( PE )和下行 PE间的伪线（PW ) 配置主链路和备用链路；

下行 PE和上行 PE分别建立传送多协议标记交换（ T-MPLS )组播转发表；上行 PE将获取的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE, 下行 PE根据所述 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的用户边缘设备（ CE ) , 将从备用链路收到的组播数据报文丟弃；当主链路出现故障时，将主备链路进行切换，下行 PE将从备用链路收到的组播数据报文转发给所述 CE。

上述方法中，所述下行 PE和上行 PE分别建立 T-MPLS组播转发表为：下行 PE根据 CE发送的因特网组管理协议（IGMP )组播加入报文建立 T-MPLS组播转发表，并将 IGMP组播加入报文通过主备两条链路转发给上行 PE; 上行 PE根据下行 PE转发的 IGMP组播加入报文建立 T-MPLS 组播转发表。

上述方法中，所述下行 PE根据 CE发送的 IGMP组播加入^艮文建立 T-MPLS组播转发表为：

CE发送 IGMP组播加入艮文给下行 PE, 下行 PE根据所述 IGMP组播加入文其中携带的组播地址和与 PW对应的 T-MPLS 实例号，为所述 IGMP组播加入报文建立 T-MPLS组播转发表；

所述 T-MPLS组播转发表用于保存 CE需要的组播数据报文的组播地址、 P W对应的 T-MPLS实例号、 CE对应的端口、以及它们的——对应关系，下行 PE为 CE建立用于保存 CE和与该 CE对应的封装方式的封装表项。

上述方法中 , 所述上行 PE根据下行 PE转发的 IGMP组播加入报文建立 T-MPLS组播转发表为：

上行 PE通过主备两条链路接收下行 PE转发的 IGMP组播加入 ^艮文，并根据所述 IGMP组播加入报文中携带的组播地址和与 PW对应的 T-MPLS 实例号 , 为所述 IGMP组播加入 ^艮文建立 T-MPLS组播转发表；

所述 T-MPLS组播转发表用于保存 CE需要的组播数据报文的组播地址、 P W对应的 T-MPLS实例号、主备两条链路对应的端口、以及它们的对应关系，上行 PE为主备两条链路建立用于保存主备两条链路和分别对应的封装方式的封装表项。

上述方法中，所述上行 PE将获取的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE为：

上行 PE从与 IGMP组播加入 ^艮文中的组播地址对应的组播源获取组播数据 4艮文，并进行复制，根据该组播地址和 PW对应的 T-MPLS实例号，在 T-MPLS组播转发表中找到对应的主备两条链路对应的端口；上行 PE根数据报文分别进行二层标签头封装，并将封装后的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE。

上述方法中，所述下行 PE根据所述 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的 CE , 将从备用链路收到的组播数据报文丟弃为：

下行 PE 分别对从主备两条链路收到的封装后的组播数据报文进行二层标签头的剥离，根据二层标签头的封装方式，在预先建立的端口状态表中找到与该封装方式对应的端口状态；对于端口状态是转发状态的主链路，下行 PE根据 T-MPLS组播转发表和封装表项对组播数据报文进行封装，将封装后的组播数据报文发送给对应的 CE; 对于端口状态是阻塞状态的备用链路，下行 PE将从该链路收到的组播数据报文丟弃。

上述方法中，所述当主链路出现故障时，将主备链路进行切换为：当下行 PE在检测时间内没有从主链路收到检测报文时，确定主链路出现故障，将主链路的端口状态由转发状态修改为阻塞状态，将备用链路的端口状态由阻塞状态修改为转发状态。

上述方法中，该方法还包括：

当下行 PE在检测时间内从主链路收到检测报文时 ,确定主链路恢复正常，下行 PE将主链路的端口状态修改为转发状态，将备用链路的端口状态修改为阻塞状态。

本发明还提供一种实现组播保护的系统，包括：配置模块、上行 PE、下行 PE; 其中，

配置模块，用于为上行 PE和下行 PE间的 PW配置主链路和备用链路；上行 PE, 用于建立 T-MPLS组播转发表，将获取的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE;

下行 PE, 用于建立 T-MPLS组播转发表，并根据所述 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的 CE , 将从备用链路收到的组播数据报文丟弃；还用于，当主链路出现故障时，将主备链路进行切换，将从备用链路收到的组播数据报文转发给所述 CE。

上述系统中，所述下行 PE还用于 , 当在检测时间内从主链路收到检测报文时，确定主链路恢复正常，将主链路的端口状态修改为转发状态，将备用链路的端口状态修改为阻塞状态。

本发明提供的实现组播保护的方法及系统，为上行 PE和下行 PE间的 PW配置主链路和备用链路；下行 PE和上行 PE分别建立 T-MPLS组播转发表；上行 PE将获取的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE,下行 PE根据所述 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的 CE, 将从备用链路收到的组播数据报文丟弃；当主链路出现故障时，将主备链路进行切换，下行 PE将从备用链路收到的组播数据报文转发给所述 CE, 因此，当 T-MPLS网络中的链路发生故障时，能够实现主备链路的快速切换，保证组播业务的正常传送，满足 T-MPLS 网络中高效的保护切换需求，具有节省带宽、网络安全性高的特点。附图说明

图 1是本发明实现组播保护的方法的流程示意图；

图 2是本发明实现组播保护的方法的 IGMP组播加入报文的流向示意图；

图 3是本发明实现组播保护的系统的结构示意图。具体实施方式

本发明的基本思想是：为上行运营商边缘设备 ( PE )和下行 PE间的伪线（ PW )配置主链路和备用链路；下行 PE和上行 PE分别建立传送多协议标记交换（T-MPLS )组播转发表；上行 PE将获取的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE, 下行 PE根据所述 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的用户边缘设备（ CE ),将从备用链路收到的组播数据报文丟弃；当主链路出现故障时，将主备链路进行切换，下行 PE将从备用链路收到的组播数据报文转发给所述 CE。下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。

本发明提供一种实现组播保护的方法，图 1 是本发明实现组播保护的方法的流程示意图，如图 1所示，该方法包括以下步骤：

步骤 101 , 为上行 PE和下行 PE间的 PW配置主链路和备用链路；具体的，在上行运营商边缘设备（ PE, Provide Edge ) (如图 2中的 PE1 ) 和下行 PE (如图 2中的 PE2 )上分别配置伪线（PW, Pseudo Wire )信息，从而建立起上行 PE和下行 PE之间的 PW; 为该 PW配置两条链路，即主链路和备用链路；这里，将主链路的端口状态设置为转发状态，将备用链路的端口状态设置为阻塞状态；同时在主备链路上分别配置检测机制，例如操作、管理和维护 ( OAM, Operation Administration and Maintenance )机制、双向转发检测（BFD , Bidirectional Forwarding Detection )机制或连接性故障管理（CFM, Connectivity Fault Management )机制等。

步骤 102 , 下行 PE根据 CE发送的 IGMP组播加入 4艮文建立 T-MPLS 组播转发表，并将 IGMP组播加入^艮文通过主备两条链路转发给上行 PE; 具体的，用户实例接口（CIP, Customer Instance Port )侧的用户边缘设备 ( CE, Customer Edge ) (如图 2中的 CE2或 CE3 )发送因特网组管理协议（ IGMP, Internet Group Management Protocol )组播力口入才艮文给下行 PE, 该 IGMP组播加入报文中携带 CE需要的组播数据报文的组播地址，该组播地址可以是组播数据文所属的组播组的地址或组播组的地址加上组播源的地址；

下行 PE收到 IGMP组播加入^艮文后，根据其中携带的组播地址和与 PW对应的 T-MPLS实例号，为该 IGMP组播加入 4艮文建立 T-MPLS组播转发表，并将 CE添加到该 T-MPLS组播转发表中，因此该 T-MPLS组播转发表包括 CE需要的组播数据报文的组播地址、 PW对应的 T-MPLS实例号、 CE对应的端口、以及它们的——对应关系；同时，下行 PE为 CE建立对应封装表项，该封装表项用于保存 CE和与该 CE对应的封装方式，如图 2 所示 , 下行 PE可以保存 CE2和与 CE2对应的封装方式，以及 CE3和与该 CE3对应的封装方式；其中， PW对应的 T-MPLS实例号是在建立 PW时为 PW分配的，可以在 PW的端口获取该 PW对应的 T-MPLS实例号；

在下行 PE完成 T-MPLS组播转发表的建立后，将从 CE收到的 IGMP 组播加入 4艮文同时通过主备两条链路转发给上行 PE。

步骤 103 ,上行 PE根据下行 PE转发的 IGMP组播加入报文建立 T-MPLS 组播转发表；

具体的，预先在上行 PE上配置 IGMP组播查询器，利用该 IGMP组播查询器，上行 PE可以通过主备两条链路都能接收到下行 PE转发的 IGMP 组播加入报文；上行 PE收到 IGMP组播加入报文后，根据其中携带的组播地址和与 PW对应的 T-MPLS实例号，为该 IGMP组播加入 4艮文建立 T-MPLS 组播转发表，并将主备两条链路对应的端口作为组播用户添加到该 T-MPLS 组播转发表中，因此该 T-MPLS组播转发表包括 CE需要的组播数据报文的组播地址、 PW对应的 T-MPLS实例号、主备两条链路对应的端口、以及它们的对应关系；同时，上行 PE为主备两条链路建立对应的封装表项，该封装表项用于保存主备两条链路和分别对应的封装方式。

步骤 104, 上行 PE获取组播数据报文，并同时通过主备两条链路发送给下行 PE;

具体的，上行 PE根据 IGMP组播加入报文中的组播地址，从与该组播地址对应的组播源获取组播数据报文，并对组播数据报文进行复制；上行 PE根据该组播地址和 PW对应的 T-MPLS实例号，在 T-MPLS组播转发表中找到对应的主备两条链路对应的端口，上行 PE根据封装表项中保存的主备两条链路对应的封装方式，将复制后的两个组播数据报文分别进行二层标签头封装，并将封装后的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE; 这里，主备两条链路上的对组播数据报文封装后的格式是一样的，内层的组播数据报文也是一样的，只是由于主备链路的配置不同，使得二层标签头稍有不同；例如，进行二层标签头封装后的组播数据报文的格式 ^口表 1所示：

表 1

其中， DMAC是目的 MAC地址，即下一跳设备的设备 MAC , SMAC 是源 MAC地址，即所述 PE的设备 MAC, 0 8100是 VLAN类型头标识，表示该标识后的数据是 VLAN ID, O x 8847是标签标识，表示该标识后的数据是组播数据报文中的标签， Tunnel Label是链路标签， PW Label是伪线标签，组播数据报文中携带组播地址。

步骤 105 , 下行 PE根据 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的 CE , 将从备用链路收到的组播数据报文丟弃；

具体的，在下行 PE上预先建立端口状态表，用于保存主备两条链路、封装方式及端口状态的——对应关系；当下行 PE从主备两条链路收到封装后的组播数据报文后，分别对该组播数据报文进行二层标签头的剥离，根据二层标签头的封装方式，在端口状态表中找到与该封装方式对应的端口状态；如果端口状态是转发状态（如主链路），则下行 PE根据组播数据报文中携带的组播地址，在 T-MPLS组播转发表中找到与该组播地址对应的 CE对应的端口，然后在封装表项中找到与该 CE对应的封装方式，根据该封装方式对组播数据报文进行封装，将封装后的组播数据报文通过找到的 CE对应的端口发送给 CE; 如果端口状态是阻塞状态（如备用链路），则下行 PE将从该链路收到的组播数据报文丟弃，从而确保在下行 PE上只能收到一份有效的组播数据报文。

步骤 106, 当主链路出现故障时，将主备链路进行切换，下行 PE将从备用链路收到的组播数据报文转发给 CE;

具体的，由于在主备链路上分别配置了 OAM/BFD/CFM等检测机制，基于该检测机制上行 PE会周期的通过主备两条链路发送 OAM/BFD/CFM 等检测报文给下行 PE, 如果下行 PE在检测时间内没有从主链路收到检测报文，则确定主链路出现故障；其中，用户可以根据需求预先设置周期和检测时间；

由于上行 PE是同时分别通过主备两条链路发送同样的组播数据报文，因此当下行 PE确定主链路出现故障时，直接将主链路的端口状态由转发状态修改为阻塞状态，同时将备用链路的端口状态由阻塞状态修改为转发状态，实现将主链路切换到备用链路；将主备链路进行切换后，由于主链路存在故障，下行 PE无法从主链路收到组播数据报文，因此下行 PE将从备用链路收到的组播数据报文转发给 CE, 从而实现通过修改端口状态能够实现主备链路的快速切换，实际应用中能够满足 50ms的切换性能的要求。

如果下行 PE在检测时间内从主链路收到多个检测报文 ,则确定主链路恢复正常，下行 PE将主链路的端口状态修改为转发状态，将备用链路的端口状态修改为阻塞状态，实现由备用链路回切到主链路。

为实现上述方法，本发明还提供一种实现组播保护的系统，图 3是本发明实现组播保护的系统的结构示意图，如图 3 所示，该系统包括：配置模块 31、上行 PE 32、下行 PE 33; 其中，

配置模块 31 , 用于为上行 PE32和下行 PE33间的 PW配置主链路和备用链路；

上行 PE32, 用于建立 T-MPLS组播转发表，将获取的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE32;

下行 PE33 , 用于建立 T-MPLS组播转发表，并根据所述 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的 CE , 将从备用链路收到的组播数据报文丟弃；还用于，当主链路出现故障时，将主备链路进行切换，将从备用链路收到的组播数据报文转发给所述 CE。

所述下行 PE33还用于，当在检测时间内从主链路收到检测报文时，确定主链路恢复正常，将主链路的端口状态修改为转发状态，将备用链路的端口状态修改为阻塞状态。

所述下行 PE33和上行 PE32分别建立 T-MPLS组播转发表为：下行 PE33 根据 CE发送的 IGMP组播加入 ^艮文建立 T-MPLS组播转发表，并将 IGMP 组播加入^艮文通过主备两条链路转发给上行 PE32; 上行 PE32 根据下行 PE33转发的 IGMP组播加入 ^艮文建立 T-MPLS组播转发表。

所述上行 PE32 将获取的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE33为：上行 PE32从与 IGMP组播加入报文中的组播地址对应的组播源获取组播数据文，并进行复制，根据该组播地址和 PW对应的 T-MPLS 实例号，在 T-MPLS组播转发表中找到对应的主备两条链路对应的端口；两个组播数据报文分别进行二层标签头封装，并将封装后的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE33。

所述下行 PE33根据所述 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的 CE, 将从备用链路收到的组播数据报文丟弃为：下行 PE33分别对从主备两条链路收到的封装后的组播数据报文进行二层标签头的剥离，根据二层标签头的封装方式，在预先建立的端口状态表中找到与该封装方式对应的端口状态；对于端口状态是转发状态的主链路，下行 PE33 根据 T-MPLS组播转发表和封装表项对组播数据报文进行封装，将封装后的组播数据报文发送给对应的 CE; 对于端口状态是阻塞状态的备用链路，下行 PE33将从该链路收到的组播数据报文丟弃。

所述当主链路出现故障时，将主备链路进行切换为：当下行 PE33在检测时间内没有从主链路收到检测报文时，确定主链路出现故障，将主链路的端口状态由转发状态修改为阻塞状态，将备用链路的端口状态由阻塞状态修改为转发状态，实现将主链路切换到备用链路。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种实现组播保护的方法，其特征在于，该方法包括：

2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述下行 PE和上行 PE 分别建立 T-MPLS组播转发表为：

下行 PE根据 CE发送的因特网组管理协议（IGMP )组播加入报文建立 T-MPLS组播转发表，并将 IGMP组播加入报文通过主备两条链路转发给上行 PE; 上行 PE根据下行 PE转发的 IGMP组播加入报文建立 T-MPLS 组播转发表。

3、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述下行 PE根据 CE 发送的 IGMP组播加入^艮文建立 T-MPLS组播转发表为：

4、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述上行 PE根据下行 PE转发的 IGMP组播加入才艮文建立 T-MPLS组播转发表为：

所述 T-MPLS组播转发表用于保存 CE需要的组播数据报文的组播地址、 PW对应的 T-MPLS实例号、主备两条链路对应的端口、以及它们的对应关系，上行 PE为主备两条链路建立用于保存主备两条链路和分别对应的封装方式的封装表项。

5、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述上行 PE将获取的上行 PE从与 IGMP组播加入 ^艮文中的组播地址对应的组播源获取组播数据 4艮文，并进行复制，根据该组播地址和 PW对应的 T-MPLS实例号，在 T-MPLS组播转发表中找到对应的主备两条链路对应的端口；上行 PE根数据报文分别进行二层标签头封装，并将封装后的组播数据报文同时通过主备两条链路发送给下行 PE。

6、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述下行 PE根据所述 T-MPLS组播转发表将从主链路收到的组播数据报文转发给对应的 CE, 将从备用链路收到的组播数据报文丟弃为：

7、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述当主链路出现故障时，将主备链路进行切换为：

当下行 PE在检测时间内没有从主链路收到检测报文时，确定主链路出现故障，将主链路的端口状态由转发状态修改为阻塞状态，将备用链路的端口状态由阻塞状态修改为转发状态。

8、根据权利要求 1至 7中任一所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

9、一种实现组播保护的系统，其特征在于，该系统包括：配置模块、上行 PE、下行 PE; 其中，

10、根据权利要求 9所述的系统，其特征在于，

所述下行 PE还用于，当在检测时间内从主链路收到检测报文时，确定主链路恢复正常，将主链路的端口状态修改为转发状态，将备用链路的端口状态修改为阻塞状态。