WO2014117499A1 - 组播恢复方法和装置及包括该组播恢复装置的中继设备 - Google Patents

组播恢复方法和装置及包括该组播恢复装置的中继设备 Download PDF

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WO2014117499A1
WO2014117499A1 PCT/CN2013/081536 CN2013081536W WO2014117499A1 WO 2014117499 A1 WO2014117499 A1 WO 2014117499A1 CN 2013081536 W CN2013081536 W CN 2013081536W WO 2014117499 A1 WO2014117499 A1 WO 2014117499A1
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multicast
relay device
forwarding table
port
module
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PCT/CN2013/081536
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丁汉城
李刚强
涂聪
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华为技术有限公司
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
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    • H04L12/18—Arrangements for providing special services to substations for broadcast or conference, e.g. multicast
    • H04L12/1854—Arrangements for providing special services to substations for broadcast or conference, e.g. multicast with non-centralised forwarding system, e.g. chaincast
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    • H04L12/18—Arrangements for providing special services to substations for broadcast or conference, e.g. multicast
    • H04L12/1863—Arrangements for providing special services to substations for broadcast or conference, e.g. multicast comprising mechanisms for improved reliability, e.g. status reports
    • H04L12/1868—Measures taken after transmission, e.g. acknowledgments

Definitions

  • Multicast recovery 3 ⁇ 4 ⁇ 4 and ft3 ⁇ 4 relay device including the multicast recovery device.
  • This application is filed on January 29, 2013, the Chinese Patent Office, application number 201310033735.
  • X the invention name is "multicast recovery method and device and includes The priority of the Chinese Patent Application for the relay device of the present invention is incorporated herein by reference.
  • the present invention relates to a multicast recovery method and apparatus, and a relay apparatus including the same, and, more particularly, to a multicast recovery method and apparatus applied to a ring network, and a multicast recovery apparatus including the same Relay device.
  • each relay device collects group memberships based on a multicast protocol (IGMP-Snooping, IGMP-Proxy, etc.), establishes a multicast forwarding table, and assigns each according to a multicast forwarding table.
  • IGMP-Snooping IGMP-Proxy
  • a host or user device sends multicast data.
  • the network topology may change due to link failures, manual switching, etc. (for example, the originally blocked port is enabled), and multicast data cannot be correctly sent to the specified host.
  • multicast traffic convergence the following state in which multicast data can be correctly sent to a specified host is called "multicast traffic convergence"
  • each relay device in the ring network It is necessary to re-collect the group membership and re-establish the multicast forwarding table after re-establishing the network topology (also called "loop convergence"). This process is also called multicast recovery (or multicast convergence). After the multicast is restored, the multicast data can be transmitted according to the updated multicast forwarding table.
  • multicast recovery takes a certain amount of time. During this period, multicast traffic cannot converge (that is, multicast data cannot reach the specified host correctly), which will cause multicast traffic to be dropped. In the worst case, the group The broadcast stream time may be longer than 10 seconds, which will affect the real-time performance of the multicast service.
  • the multicast on all the relay devices in the ring network is established before the new network topology is established.
  • the protocol is invalidated and the corresponding multicast forwarding table entry is deleted, and the multicast data is broadcast in the ring network to ensure group members.
  • the relay device After the new network topology is established (that is, after the loop converges), the relay device re-enables the multicast protocol and generates a new multicast forwarding table to complete the multicast recovery, ensuring that the multicast data is correctly sent to the designated host.
  • an object of the present invention is to provide a multicast recovery method and apparatus, which can ensure fast convergence of multicast traffic in a multicast recovery process when a network topology of a ring network changes. Does not affect the loop convergence speed and host performance.
  • the present invention provides a multicast recovery method, which is applied to a ring network having multiple relay devices, each of which transmits multicast data based on a multicast forwarding table.
  • the method is characterized in that: the method comprises:
  • the relay device in the ring network adds all trunk ports of the relay device to the multicast forwarding table of the relay device, where the A trunk port refers to a port in the relay device for connecting with other relay devices in the ring network;
  • the relay device transmits multicast data according to the multicast forwarding table
  • the relay device re-establishes a network topology based on a predetermined protocol
  • the relay device updates the multicast forwarding table based on the re-established network topology to complete multicast recovery.
  • the predetermined protocol is a spanning tree protocol
  • adding a trunk port of the relay device to the multicast forwarding table of the relay device includes:
  • the root port and the designated port selected by the relay device based on the spanning tree protocol are added as a trunk port to the multicast forwarding table of the relay device.
  • the predetermined protocol is a fast ring network protection protocol, where Medium
  • Adding all the trunk ports of the relay device to the multicast forwarding table of the relay device includes:
  • the relay device updates the multicast forwarding table based on the re-established network topology by using a multicast management protocol.
  • the updating the multicast forwarding table based on the re-established network topology includes the following steps:
  • the relay device receives and forwards a query message sent by the root node relay device in the ring network to learn and update a root node-oriented routing port in the multicast forwarding table of the relay device;
  • the relay device counts the received query message
  • the relay device receives and forwards the query response returned by the host according to the query message to learn and update the host-oriented host port in the multicast forwarding table of the relay device;
  • the port that is not updated in the multicast forwarding table of the relay device performs aging processing when the value of the received query message exceeds a predetermined threshold.
  • the relay device clears the count of the received query message to zero before receiving the query message.
  • the present invention provides a multicast recovery apparatus, which is applied to a relay device of a ring network, and the relay device transmits multicast data based on a multicast forwarding table, wherein the device includes :
  • a link state monitoring module configured to monitor a link state in the ring network, and trigger an add module and a loop convergence module when the network topology of the ring network changes
  • a forwarding module configured to transmit multicast data according to the multicast forwarding table
  • a loop convergence module configured to re-establish a network topology based on a predetermined protocol, triggered by the link state monitoring module;
  • the multicast recovery module is configured to update the multicast forwarding table according to the network topology re-established by the loop convergence module.
  • the predetermined protocol is a spanning tree protocol, where the adding module joins the root port and the designated port selected by the relay device based on the spanning tree protocol as a trunk port A multicast forwarding table of the relay device.
  • the predetermined protocol is a fast ring network protection protocol
  • the adding module adds the primary port and the secondary port configured by the relay device based on the fast ring network protection protocol to the multicast forwarding table of the relay device.
  • the multicast recovery apparatus further includes:
  • a query counting module configured to count, when the multicast recovery module updates the multicast forwarding table, the query message received by the relay device;
  • the multicast recovery module performs aging processing on the port that has not been updated in the multicast forwarding table of the relay device when the count value of the query counting module exceeds a predetermined threshold.
  • the query counting module includes a clearing module, configured to be in the query technology device during the multicast recovery module to update the multicast forwarding table. The query counter is cleared before the query message received by the device is counted.
  • the present invention provides a relay device comprising the multicast recovery device described above.
  • the relay device in the ring network By changing the network topology of the ring network, the relay device in the ring network adds all its trunk ports to its own group before re-establishing the network topology (that is, before the loop converges). Broadcasting the forwarding table and transmitting the multicast data according to the multicast forwarding table, so as to quickly implement multicast traffic convergence without affecting the loop convergence or the performance of the host.
  • FIG. 1 shows a flow chart of a multicast recovery method in accordance with one embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic block diagram showing the structure of a ring network in accordance with one embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method of updating a multicast forwarding table in accordance with an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a structural diagram of a multicast recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a structural diagram of a multicast recovery apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a block diagram of a relay device in accordance with one embodiment of the present invention.
  • DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Various exemplary embodiments, features, and aspects of the invention will be described in detail below with reference to the drawings.
  • the same reference numerals in the drawings denote the same or similar elements.
  • the various aspects of the embodiments are shown in the drawings, and the drawings are not necessarily drawn to scale unless otherwise indicated.
  • FIG. 1 shows a flow chart of a multicast recovery method according to an embodiment of the present invention.
  • the method is applied to a ring network having a plurality of relay devices, each of which is based on a group.
  • the broadcast forwarding table transmits multicast data, and the method includes:
  • the relay device in the ring network adds all the trunk ports of the relay device to the multicast forwarding table of the relay device, where
  • the trunk port refers to a port used by the relay device to connect with other relay devices in the ring network.
  • the relay device transmits multicast data according to the multicast forwarding table.
  • the relay device re-establishes a network topology based on a predetermined protocol.
  • the relay device updates the multicast forwarding table based on the re-established network topology, and completes multicast recovery.
  • the network topology of the ring network changes, the network topology is re-established.
  • the relay device in the ring network adds all its own trunk ports to its own multicast forwarding table, and transmits multicast data according to the multicast forwarding table, thereby not affecting the loop.
  • the convergence of the multicast traffic is quickly achieved without affecting the performance of the host.
  • the multicast recovery is completed through subsequent operations such as re-establishing the network topology and updating the multicast forwarding table.
  • the “relay device” in this embodiment refers to various relay devices such as switches.
  • Multicast forwarding table refers to the correspondence table between multicast groups and ports that are saved and maintained on each relay device.
  • Trusted port refers to the relays used in each relay device and other relays in the ring network. The port to which the device is connected does not include the “edge port” that is connected to the upper switching device or the lower host.
  • each of the relay devices can operate according to the method described in the foregoing embodiment, so that the multicast network of the entire ring network is completed when the network topology of the ring network changes. restore.
  • FIG. 2 is a schematic structural view of a ring network according to an embodiment of the present invention, wherein reference numerals SA, SB, SC, SD, SE represent five relay devices in a ring network, wherein the relay device SA For the root node device that communicates with the upper-layer network, H1 to H4 represent the host (or user device). Before the network topology changes, the port PD1 of the relay device SD is blocked based on the STP protocol to avoid loops. . Assume that the hosts H3 and H4 are added to the same multicast group G1. Therefore, the corresponding multicast forwarding table is generated on the relay devices SA, SB, SC, and SD, so that the multicast data can be along the path SA-SB-SD-H3 and the path. SA-SC-H4 transmission.
  • each relay device When the link between the SB and the SD fails and the network topology changes, each relay device adds its own trunk ports to its own multicast forwarding table.
  • the ports in each relay device for connecting to other relay devices in the ring network are referred to as "trunk ports".
  • the ports PC1 and PC2 connected to the relay devices SA and SD are trunk ports, and are added to the multicast forwarding table of the relay device SC; and the port PC3 connected to the hosts H5 and H4, PC4 is an edge port and does not join the multicast forwarding table of the relay device SC.
  • ports PA1, PCI and PC2, PD1 associated with multicast group G1 will be added to the SA, SC, and SD multicast forwarding tables, respectively.
  • the port PD1 when the link between the SB and the SD fails, the port PD1 is enabled, and each of the relay devices reselects the new root port and the designated port based on the STP protocol, and is configured reasonably.
  • the root port and the designated port of each relay device are their trunk ports.
  • each relay device can join the selected new root port and designated port as trunk ports. Broadcast in the forwarding table.
  • the multicast data of the multicast group G1 can reach the host H3 along the path SA-SC-SD-H3 and reach the host H4 along the path SA-SC-H4, thereby the loop convergence
  • the multicast recovery has not been completed, and the multicast data has been correctly sent to the specified user, thus achieving fast multicast traffic convergence.
  • this type of transmission is still based on the targeted transmission of the multicast forwarding table, rather than the entire network broadcast, it does not occupy too much network bandwidth, and will not affect subsequent loop convergence and multicast recovery. speed.
  • the network topology reconstruction is continued according to the general method of the STP protocol to implement loop convergence. Moreover, after the network topology is re-established, the general method of the multicast management protocol such as IGMP-snooping can be used to re-collect the group membership, and the multicast forwarding table is updated based on the new group membership and the re-established network topology. Multicast recovery.
  • the general method of the multicast management protocol such as IGMP-snooping can be used to re-collect the group membership, and the multicast forwarding table is updated based on the new group membership and the re-established network topology. Multicast recovery.
  • Ring network of other protocols such as RRPP (Rapid Ring Protection Protocol) or Smartlink (Smart Link Protocol).
  • RRPP Rapid Ring Protection Protocol
  • Smartlink Smart Link Protocol
  • the "Trunk Port" can be selected as the configured primary port and secondary port.
  • each relay device configures a primary port and a secondary port based on the RRPP protocol, and each of the relay devices configures the configured primary port and the secondary port as trunk ports.
  • the respective multicast forwarding tables are added, and each relay device re-establishes the network topology based on the fast ring network protection protocol.
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method of updating a multicast forwarding table, including:
  • the relay device receives and forwards a query message sent by a root node relay device in the ring network, to learn and update a root node-oriented routing port in the multicast forwarding table of the relay device,
  • the relay device receives and forwards a query response returned by the host according to the query message, to learn and update a host-oriented host port in the multicast forwarding table of the relay device.
  • step S304 Determine whether the counting value of the received query message exceeds a predetermined threshold by the relay device. If yes, go to step S305. If not, repeat steps S30 302, 303, and 304.
  • S305 Perform aging processing on the port that is not updated in the multicast forwarding table of the relay device.
  • the method of updating the multicast forwarding table in this embodiment can be applied to step S104 in the embodiment shown in FIG. 1.
  • the relay device counts the received query message. If the relay device receives more than a predetermined number of query messages and the port in the multicast forwarding table has not been updated, it is considered as The port does not belong to the multicast switch. Published, so it is aging (for example, deleting the port from the multicast forwarding table), and this method can speed up the update of the multicast forwarding table, thereby accelerating multicast recovery.
  • the root node relay device in the ring network refers to a relay device located at the root node in the ring network.
  • each of the relay devices can operate according to the method described in the above embodiments, thereby accelerating multicast recovery.
  • step S302 may be performed at the same time that the relay device receives the query message in step S301.
  • the relay device will clear the count of the received query message to zero before receiving the query message.
  • the "predetermined threshold" in each of the relay devices can be selected as needed, for example, a value greater than one can be selected.
  • the "predetermined thresholds" in each relay device may be the same or different.
  • FIG. 4 shows a block diagram of a multicast recovery apparatus 400, in which the apparatus is applied in a relay device of a ring network, wherein the relay device is based on a group, in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the broadcast forwarding table transmits multicast data, and the device includes:
  • a link state monitoring module 401 configured to monitor a link state in the ring network, and trigger an adding module 402 and a loop convergence module 404 if the topology of the ring network changes;
  • the adding module 402 is configured to join all the trunk ports of the relay device to the multicast forwarding table of the relay device under the trigger of the link state monitoring module 401;
  • the forwarding module 403 is configured to transmit multicast data according to the multicast forwarding table.
  • a loop convergence module 404 configured to re-establish a network topology based on a predetermined protocol, triggered by the link state monitoring module 401;
  • the multicast recovery module 405 is configured to update the multicast forwarding table according to the network topology re-established by the loop convergence module 404 to complete multicast recovery.
  • the loop convergence module 404 re-establishes a predetermined protocol on which the network topology is based, and in this case, the adding module 402 bases the relay device on the spanning tree.
  • the root port and the designated port selected by the protocol are added as the trunk port to the multicast forwarding table of the relay device.
  • the loop convergence module 404 re-establishes a pre-based network topology.
  • the fixed protocol is a fast ring network protection protocol.
  • the adding module adds the primary port and the secondary port configured by the relay device based on the fast ring network protection protocol to the relay device as a trunk port. Multicast forwarding table.
  • the multicast recovery apparatus 500 further includes a query counting module 406, configured to query the relay device during the multicast recovery module to update the multicast forwarding table. The text is counted.
  • the multicast recovery module 405 performs aging processing on the port that has not been updated in the multicast forwarding table of the relay device when the count value of the query counting module exceeds a predetermined threshold.
  • the query counting module includes a clearing module, configured to, when the multicast recovery module updates the multicast forwarding table, the query message received by the querying device on the relay device. The query counter is cleared before the text is counted.
  • Embodiments of the present invention also include a relay device having the above-described multicast recovery device or performing the above-described multicast recovery method.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a relay device according to an embodiment of the present invention.
  • the relay device 600 includes a processor 601, a memory 602, a network interface 603, and a bus 604.
  • Processor 601, memory 602, and network interface 603 are all coupled to bus 604.
  • the network interface 603 includes at least two ports P1, P2 for connecting to devices external to the relay device (for example, other relay devices, upper network devices, hosts, etc.).
  • the processor 601 is configured to add all the trunk ports of the relay device to the multicast forwarding table of the relay device according to the group when the network topology of the ring network where the relay device is located is changed.
  • the broadcast forwarding table transmits multicast data through the port, re-establishes the network topology based on the predetermined protocol, and updates the multicast forwarding table based on the re-established network topology to complete the multicast recovery.
  • the trunk port refers to a port in the relay device used for connecting with other relay devices in the ring network.
  • the above processing performed by the processor 601 is usually completed by a program control, and the program is stored in the memory 602. When the above action is required, the program is transferred to the processor 601 and controlled by the processor 601. Of course, the above process can also be completed by hardware.
  • the multicast forwarding table may also be stored in the memory 602.
  • the present invention is applicable to all application scenarios based on the ring network protocol linked with multicast.
  • the function is implemented in the form of computer software and sold or used as a stand-alone product, it may be considered to some extent that all or part of the technical solution of the present invention (for example, a part contributing to the prior art) is It is embodied in the form of computer software products.
  • the computer software product is typically stored in a computer readable storage medium and includes instructions for causing a computer device (which may be a personal computer, server, or relay device, etc.) to perform all or part of the steps of various embodiments of the present invention. .
  • the foregoing storage medium includes various media that can store program codes, such as a USB flash drive, a removable hard disk, a Read-Only Memory (ROM), a Random Access Memory (RAM), a magnetic disk, or an optical disk.

Abstract

本发明涉及一种组播恢复方法和装置及包括该组播恢复装置的中继设备，其中该方法应用于具有多个中继设备的环网，每个中继设备基于组播转发表传输组播数据，该方法包括：在所述环网的网络拓扑结构发生变化的情况下，所述环网中的中继设备将所述中继设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表，其中所述干路端口是指所述中继设备中用于与环网中其他中继设备连接的端口；所述中继设备按照所述组播转发表传输组播数据；所述中继设备基于预定的协议重新建立网络拓扑结构；以及所述中继设备基于所述重新建立的网络拓扑结构更新所述组播转发表，完成组播恢复。

Description

组播恢复¾¾和装 ft¾包括该组播恢复装置的中继设备 本申请要求于 2013年 1月 29日提交中国专利局、 申请号为 201310033735. X、发明 名称为 "组播恢复方法和装置及包括该组播恢复装置的中继设备"的中国专利申请的优 先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域 本发明涉及一种组播恢复方法和装置及包括该组播恢复装置的中继设备， 特别地， 涉及一种应用于环网的组播恢复方法和装置及包括该组播恢复装置的中继设备。 背景技术 在应用组播机制的环网中，各中继设备基于组播协议（IGMP-Snooping, IGMP-Proxy 等)收集组成员关系， 建立组播转发表， 并根据组播转发表向各指定主机 （或称为用户 设备） 发送组播数据。
在环网中，可能会由于链路故障、手动切换等原因，导致网络拓扑结构发生变化（例 如原来阻塞的端口被启用等）， 并使得组播数据无法正确地发送到指定的主机。 为了在 网络拓扑结构发生变化的情况下尽快实现组播流量收敛（以下将组播数据能够正确地发 送到指定的主机的状态称为 "组播流量收敛" ），环网中的各中继设备（例如交换机等） 需要在重新建立网络拓扑结构 (也称为 "环路收敛"）后重新收集组成员关系，更新组播 转发表， 这个过程也称为组播恢复 （或者组播收敛）。 组播恢复之后， 可按照更新后的 组播转发表对组播数据进行传输。
然而， 组播恢复需要一定的时间， 在这段时间中， 由于组播流量无法收敛（即组播 数据无法正确到达指定主机）， 将会导致组播断流， 在最坏的情况下， 组播断流时间可 能长达 10秒以上， 这将影响到组播业务的实时性。
为了避免上述组播断流现象，现有技术中通常采用以下技术手段：在网络拓扑结构 发生变化的情况下，在新的网络拓扑结构建立之前，使环网中所有中继设备上的组播协 议失效并删除相应的组播转发表表项， 并使组播数据在环网中形成广播， 以保证组成员 能够及时接收到组播数据。 在新的网络拓扑结构建立之后 （即环路收敛之后）， 中继设 备重新启用组播协议， 生成新的组播转发表， 以完成组播恢复， 保证组播数据正确地发 送到指定主机。
然而现有技术存在以下问题：一方面，从开始在环网中广播到环路收敛之前的这段 时间里， 组播数据在环网内形成广播 （也称为组播流量洪泛）， 占用环网带宽， 影响环 路收敛的速度； 另一方面， 组播数据以广播的方式发送给非组成员的主机， 会影响主机 的性能 （例如， 在视频主机上造成花屏等）。 发明内容 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种组播恢复方法和装置，其能够在环网的网络 拓扑结构发生变化的情况下，在组播恢复过程中保证组播流量快速收敛， 并且不影响环 路收敛速度及主机性能。
为了实现上述目的， 在第一方面， 本发明提出了一种组播恢复方法， 该方法应用于 具有多个中继设备的环网， 每个中继设备基于组播转发表传输组播数据， 其特征在于， 该方法包括：
在所述环网的网络拓扑结构发生变化的情况下，所述环网中的中继设备将所述中继 设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表，其中所述干路端口是指所述中继 设备中用于与环网中其他中继设备连接的端口；
所述中继设备按照所述组播转发表传输组播数据；
所述中继设备基于预定的协议重新建立网络拓扑结构； 以及
所述中继设备基于所述重新建立的网络拓扑结构更新所述组播转发表，完成组播恢 复。
在第一方面的一种可能的实施方式中， 所述预定的协议为生成树协议， 其中 将所述中继设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表包括：
将所述中继设备基于生成树协议选择的根端口和指定端口作为干路端口加入所述 中继设备的组播转发表。
在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述预定的协议为快速环网保护协议，其 中
将所述中继设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表包括：
将所述中继设备基于快速环网保护协议配置的主端口和从端口作为干路端口加入 所述中继设备的组播转发表。
在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述中继设备利用组播管理协议基于重新 建立的网络拓扑结构更新组播转发表。
在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述基于重新建立的网络拓扑结构更新组 播转发表包括以下步骤：
所述中继设备接收并转发由环网中的根节点中继设备发送的查询报文，以学习并更 新所述中继设备的组播转发表中的面向根节点的路由端口；
所述中继设备对接收到的查询报文进行计数；
所述中继设备接收并转发主机根据查询报文返回的查询响应，以学习并更新所述中 继设备的组播转发表中的面向主机的主机端口；
其中， 当所述中继设备对接收到的查询报文的计数值超过预定的阈值时，对所述中 继设备的组播转发表中未被更新过的端口进行老化处理。
在第一方面的另一种可能的实施方式中， 所述中继设备在接收所述查询报文之前， 将对接收到的查询报文的计数清零。
在第二方面， 本发明提出了一种组播恢复装置， 该装置应用在环网的中继设备中， 所述中继设备基于组播转发表传输组播数据， 其特征在于， 该装置包括：
链路状态监视模块，用于监视环网中的链路状态， 并在所述环网的网络拓扑结构发 生变化的情况下触发添加模块和环路收敛模块；
添加模块，用于在所述链路状态监视模块的触发下，将所述中继设备的所有干路端 口加入所述中继设备的组播转发表，其中所述干路端口是指所述中继设备中用于与环网 中其他中继设备连接的端口；
转发模块， 用于根据所述组播转发表传输组播数据；
环路收敛模块，用于在所述链路状态监视模块的触发下，基于预定的协议重新建立 网络拓扑结构； 组播恢复模块，用于根据所述环路收敛模块重新建立的网络拓扑结构更新组播转发 表。
在第二方面的一种可能的实施方式中， 所述预定的协议为生成树协议， 其中 所述添加模块将所述中继设备基于生成树协议选择的根端口和指定端口作为干路 端口加入所述中继设备的组播转发表。
在第二方面的另一种可能的实施方式中，所述预定的协议为快速环网保护协议，其 中
所述添加模块将所述中继设备基于快速环网保护协议配置的主端口和从端口作为 干路端口加入所述中继设备的组播转发表。
在第二方面的另一种可能的实施方式中， 所述组播恢复装置还包括：
查询计数模块，用于在所述组播恢复模块更新组播转发表期间，对所述中继设备接 收到的查询报文进行计数；
其中，所述组播恢复模块在所述查询计数模块的计数值超过预定的阈值时，对所述 中继设备的组播转发表中未被更新过的端口进行老化处理。
在第二方面的另一种可能的实施方式中，所述查询计数模块包括清零模块，用于在 所述组播恢复模块更新组播转发表期间，在所述查询技术器对所述中继设备接收到的查 询报文进行计数之前， 对所述查询计数器进行清零。
在第三方面， 本发明提出了一种中继设备， 所述中继设备包括上文所述的组播恢复 装置。
本发明通过在环网的网络拓扑结构发生变化的情况下，在重新建立网络拓扑结构之 前（即环路收敛之前） ， 使环网中的中继设备将自身的所有干路端口加入自身的组播转 发表， 并按照所述组播转发表传输组播数据， 从而在不影响环路收敛也不影响主机性能 的前提下快速实现组播流量收敛。 附图说明 包含在说明书中并且构成说明书的一部分的说明书附图与说明书一起示出了本发 明的示例性实施例、 特征和方面， 并且仅用于解释本发明的原理， 而不构成对本发明的 限制。
图 1示出了根据本发明的一个实施例的一种组播恢复方法的流程图；
图 2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的环网的结构图；
图 3示出了根据本发明的实施例的更新组播转发表的方法的流程图；
图 4示出了根据本发明的一个实施例的一种组播恢复装置的结构图；
图 5示出了根据本发明的另一个实施例的一种组播恢复装置的结构图；
图 6示出了根据本发明的一个实施例的一种中继设备的结构图。 具体实 itt式 以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的 附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除 非特别指出， 不必按比例绘制附图。
在这里专用的词 "示例性"意为 "用作例子、实施例或说明性" 。这里作为 "示例 性"所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外， 为了更好的说明本发明， 在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。 本领域技术人员应当理解， 没有这些具体细节， 本发明同样可以实施。在另外一些实例 中，对于大家熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述， 以便于凸显本发明的主旨。
图 1示出了根据本发明的一个实施例的一种组播恢复方法的流程图，在该实施例中， 该方法应用于具有多个中继设备的环网， 每个中继设备基于组播转发表传输组播数据， 该方法包括：
5101 ,在所述环网的网络拓扑结构发生变化的情况下，所述环网中的中继设备将所 述中继设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表，其中所述干路端口是指所 述中继设备用于与环网中其他中继设备连接的端口。
5102, 所述中继设备按照所述组播转发表传输组播数据。
S103, 所述中继设备基于预定的协议重新建立网络拓扑结构。
S104,所述中继设备基于重新建立的网络拓扑结构更新组播转发表，完成组播恢复。 本实施例中，在环网的网络拓扑结构发生变化的情况下，在重新建立网络拓扑结构 之前 （即环路收敛之前）， 环网中的中继设备将自身的所有干路端口加入自身的组播转 发表， 并按照所述组播转发表传输组播数据，从而在不影响环路收敛也不影响主机性能 的前提下快速实现组播流量收敛，并通过后续的重新建立网络拓扑结构及更新组播转发 表等操作完成组播恢复。
本实施例中的 "中继设备"是指交换机等各种中继设备。 "组播转发表"是指各中 继设备上保存并维护的组播组与端口之间的对应关系表， "干路端口"是指各中继设备 中用于与环网中其他中继设备连接的端口， 不包括与上层交换设备或下层主机连接的 "边缘端口" 。
在包含多个中继设备的环网中，各中继设备均可以按照上述实施例所述的方法进行 操作， 从而在环网的网络拓扑结构发生变化的情况下， 完成整个环网的组播恢复。
以下将更详细地说明本实施例各步骤的各具体实施方式及各种变型。
图 2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的环网的结构图， 其中附图标记 SA、 SB、 SC、 SD、 SE表示环网中的五台中继设备， 其中中继设备 SA为与上层网络通信的根节 点设备， H1〜H4表示主机 （或称为用户设备）， 在网络拓扑结构未发生变化之前， 基于 STP协议使中继设备 SD的端口 PD1阻塞， 以避免形成环路。假设主机 H3、 H4加入同一个组 播组 Gl， 因此中继设备 SA、 SB、 SC、 SD上生成了相应的组播转发表， 使组播数据能够沿 路径 SA-SB-SD-H3和路径 SA-SC-H4传输。
当 SB与 SD之间的链路发生故障、导致网络拓扑结构发生变化时，每台中继设备将各 自的所有干路端口加入各自的组播转发表。根据上文所述，各中继设备中用于与环网中 其他中继设备相连接的端口被称为 "干路端口" 。 以中继设备 SC为例， 与中继设备 SA、 SD相连接的端口 PC1、 PC2为干路端口， 被加入中继设备 SC的组播转发表； 而与主机 H5、 H4连接的端口 PC3、 PC4为边缘端口， 不加入中继设备 SC的组播转发表。 由此， 图 2中， 与组播组 G1有关的端口 PA1、 PCI和 PC2、 PD1将分别被加入 SA、 SC和 SD组播转发表中。
在上述过程的一种可能的实施方式中， 当 SB与 SD之间的链路发生故障时， 端口 PD1 启用， 各中继设备会基于 STP协议重新选择新的根端口和指定端口， 在配置合理的环网 中， 各中继设备的根端口和指定端口即为其干路端口， 在这种情况下， 各中继设备可将 所选择的新的根端口和指定端口作为干路端口加入组播转发表中。 基于该组播转发表，组播组 Gl的组播数据将能够沿着路径 SA-SC-SD-H3到达主机 H3， 并沿着路径 SA-SC-H4到达主机 H4， 由此尽管环路收敛和组播恢复尚未完成，组播数据已 经正确地发送到了指定用户， 从而实现了快速组播流量收敛。 同时， 由于这种发送方式 仍然是基于组播转发表的有针对性的发送，而非全网广播， 因此不会占用过多的网络带 宽， 也不会影响后续的环路收敛和组播恢复的速度。
接下来，继续依据 STP协议的一般方法完成网络拓扑结构的重建， 以实现环路收敛。 并且， 在重新建立网络拓扑结构之后， 可应用 IGMP-snooping等组播管理协议的一般方 法重新收集组成员关系，并基于新的组成员关系以及重新建立的网络拓扑结构更新组播 转发表， 完成组播恢复。
尽管如图 2所示的实施例以 STP协议为示例， 事实上， 本发明的方法也适用于基于
RRPP (快速环网保护协协议）或 Smartlink (智能链接协议）等其他协议的环网。在 RRPP 协议或 Smart link协议下， "干路端口"可选择为配置的主端口和从端口。 例如， 在应 用 RRPP协议的环网的网络拓扑结构发生变化的情况下，各中继设备基于 RRPP协议配置主 端口和从端口，各中继设备将所配置的主端口和从端口作为干路端口加入各自的组播转 发表， 并且各中继设备基于快速环网保护协议重新建立网络拓扑结构。
图 3示出了根据本发明的实施例的更新组播转发表的方法的流程图， 其包括：
5301 ,所述中继设备接收并转发由环网中的根节点中继设备发送的查询报文， 以学 习并更新所述中继设备的组播转发表中的面向根节点的路由端口，
5302, 所述中继设备对接收到的查询报文进行计数。
S303,所述中继设备接收并转发主机根据查询报文返回的查询响应， 以学习并更新 所述中继设备的组播转发表中的面向主机的主机端口；
S304,判断所述中继设备对接收到的查询报文的计数值是否超过预定的阈值，如超 过， 则进入步骤 S305; 如未超过， 则重复步骤 S30 302、 303、 304。
S305， 对所述中继设备的组播转发表中未被更新过的端口进行老化处理。
本实施例的更新组播转发表的方法可应用于图 1所示的实施例中的步骤 S104。其中， 由于中继设备对接收到的查询报文进行了计数，如果中继设备接收到了超过预定数量的 查询报文而其组播转发表中的某个端口仍没有被更新过，则视为该端口不属于该组播转 发表， 因此对其进行老化处理 （例如从组播转发表中删除该端口）， 利用这种手段， 能 够加速组播转发表的更新， 从而加速组播恢复。
其中环网中的根节点中继设备是指位于环网中的根节点处的中继设备。
在包含多个中继设备的环网中，各中继设备均可以按照上述实施例所述的方法进行 操作， 从而加速组播恢复。
在一种可能的实施方式中，步骤 S302可在步骤 S301中中继设备接收查询报文的同时 进行。
在一种可能的实施方式中， 中继设备在接收所述查询报文之前将，将对接收到的查 询报文的计数清零。
在包含多个中继设备的环网中， 各中继设备中的 "预定的阈值"可根据需要来选 择， 例如可选择为大于 1的值。 各中继设备中的 "预定的阈值"可以相同或不同。
图 4示出了根据本发明的一个实施例的一种组播恢复装置 400的结构图，在该实施例 中，该装置应用在环网的中继设备中，其中所述中继设备基于组播转发表传输组播数据， 该装置包括：
链路状态监视模块 401， 用于监视环网中的链路状态， 并在所述环网的拓扑结构发 生变化的情况下触发添加模块 402和环路收敛模块 404;
添加模块 402，用于在链路状态监视模块 401的触发下，将该中继设备的所有干路端 口加入所述中继设备的组播转发表；
转发模块 403， 用于根据所述组播转发表传输组播数据；
环路收敛模块 404，用于在链路状态监视模块 401的触发下，基于预定的协议重新建 立网络拓扑结构；
组播恢复模块 405，用于根据所述环路收敛模块 404重新建立的网络拓扑结构更新组 播转发表， 完成组播恢复。
在一种可能的实施方式中， 环路收敛模块 404重新建立网络拓扑结构所基于的预定 的协议为生成树协议， 在这种情况下， 所述添加模块 402将所述中继设备基于生成树协 议选择的根端口和指定端口作为干路端口加入所述中继设备的组播转发表。
在另一种可能的实施方式中， 环路收敛模块 404重新建立网络拓扑结构所基于的预 定的协议为快速环网保护协议，在这种情况下，所述添加模块将所述中继设备基于快速 环网保护协议配置的主端口和从端口作为干路端口加入所述中继设备的组播转发表。
在图 5所示的另一种可能的实施方式中，组播恢复装置 500还包括查询计数模块 406， 用于在组播恢复模块更新组播转发表期间对该中继设备接收到的查询报文进行计数。其 中， 所述组播恢复模块 405在所述查询计数模块的计数值超过预定的阈值时， 对该中继 设备的组播转发表中未被更新过的端口进行老化处理。
在一种可能的实施方式中，所述查询计数模块包括清零模块，用于在组播恢复模块 更新组播转发表期间，在所述查询技术器对所述中继设备接收到的查询报文进行计数之 前， 对所述查询计数器进行清零。
本发明的实施例还包括具有上述组播恢复装置或执行上述组播恢复方法的中继设 备。
参阅图 6， 图 6是根据本发明的一个实施例的中继设备的结构示意图。 如图所示， 中 继设备 600包括处理器 601、存储器 602、 网络接口 603和总线 604。处理器 601、存储器 602 和网络接口 603均与总线 604连接。 所述网络接口 603至少包括两个端口 Pl、 P2， 用于与 该中继设备外部的设备 （例如其他中继设备、 上层网络设备、 主机等） 连接。
处理器 601用于在所述中继设备所在的环网的网络拓扑结构发生变化的情况下， 将 所述中继设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表，按照组播转发表通过端 口传输组播数据， 并基于预定的协议重新建立网络拓扑结构， 以及基于重新建立的网络 拓扑结构更新组播转发表， 完成组播恢复。
其中所述干路端口是指所述中继设备中用于与环网中其他中继设备连接的端口。 其中， 处理器 601执行的上述处理过程通常是由一段程序控制完成， 程序存放于存 储器 602中， 当需要进行上述动作时， 将程序调入处理器 601， 由处理器 601控制完成。 当然， 上述处理过程还可以是由硬件完成。
其中， 上述组播转发表也可存储在所述存储器 602中。
尽管以上以具体的环网协议和组播管理协议为例对本发明各实施例进行了说明， 事 实上， 本发明适用于所有基于与组播联动的环网协议的应用场景。
本领域普通技术人员可以意识到，本文所描述的实施例中的各示例性单元及算法步 骤， 能够以电子硬件、 或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。 这些功能究竟以硬件 还是软件形式来实现， 取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以 针对特定的应用选择不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发 明的范围。
如果以计算机软件的形式来实现所述功能并作为独立的产品销售或使用时， 则在一 定程度上可认为本发明的技术方案的全部或部分（例如对现有技术做出贡献的部分）是 以计算机软件产品的形式体现的。该计算机软件产品通常存储在计算机可读取的存储介 质中， 包括若干指令用以使得计算机设备 （可以是个人计算机、 服务器、 或者中继设备 等） 执行本发明各实施例方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括 U盘、 移动硬 盘、只读存储器（ROM, Read-Only Memory)、随机存取存储器（RAM, Random Access Memory)、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围 为准。

Claims

权利要求
1、 一种组播恢复方法， 该方法应用于具有多个中继设备的环网， 每个中继设备基 于组播转发表传输组播数据， 其特征在于， 该方法包括：
在所述环网的网络拓扑结构发生变化的情况下，所述环网中的中继设备将所述中继 设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表，其中所述干路端口是指所述中继 设备中用于与环网中其他中继设备连接的端口；
所述中继设备按照所述组播转发表传输组播数据；
所述中继设备基于预定的协议重新建立网络拓扑结构； 以及
所述中继设备基于所述重新建立的网络拓扑结构更新所述组播转发表，完成组播恢 复。
2、根据权利要求 1所述的组播恢复方法， 其特征在于， 所述预定的协议为生成树协 议， 其中
将所述中继设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表包括： 将所述中继设备基于生成树协议选择的根端口和指定端口作为干路端口加入所述 中继设备的组播转发表。
3、根据权利要 1所述的组播恢复方法， 其特征在于， 所述预定的协议为快速环网保 护协议， 其中
将所述中继设备的所有干路端口加入所述中继设备的组播转发表包括： 将所述中继设备基于快速环网保护协议配置的主端口和从端口作为干路端口加入 所述中继设备的组播转发表。
4、 根据权利要求 1至 3中任意一项所述的组播恢复方法， 其特征在于， 所述中继设 备利用组播管理协议基于重新建立的网络拓扑结构更新组播转发表。
5、 根据权利要求 1至 3中任意一项所述的组播恢复方法， 其特征在于， 所述基于重 新建立的网络拓扑结构更新组播转发表包括以下步骤：
所述中继设备接收并转发由环网中的根节点中继设备发送的查询报文，以学习并更 新所述中继设备的组播转发表中的面向根节点的路由端口；
所述中继设备对接收到的查询报文进行计数； 所述中继设备接收并转发主机根据查询报文返回的查询响应，以学习并更新所述中 继设备的组播转发表中的面向主机的主机端口；
其中， 当所述中继设备对接收到的查询报文的计数值超过预定的阈值时，对所述中 继设备的组播转发表中未被更新过的端口进行老化处理。
6、根据权利要求 5所述的组播恢复方法， 其特征在于， 所述中继设备在接收所述查 询报文之前， 将对接收到的查询报文的计数清零。
7、 一种组播恢复装置， 该装置应用在环网的中继设备中， 所述中继设备基于组播 转发表传输组播数据， 其特征在于， 该装置包括：
链路状态监视模块，用于监视环网中的链路状态， 并在所述环网的网络拓扑结构发 生变化的情况下触发添加模块和环路收敛模块；
添加模块，用于在所述链路状态监视模块的触发下，将所述中继设备的所有干路端 口加入所述中继设备的组播转发表，其中所述干路端口是指所述中继设备中用于与环网 中其他中继设备连接的端口；
转发模块， 用于根据所述组播转发表传输组播数据；
环路收敛模块，用于在所述链路状态监视模块的触发下，基于预定的协议重新建立 网络拓扑结构；
组播恢复模块，用于根据所述环路收敛模块重新建立的网络拓扑结构更新组播转发 表。
8、根据权利要求 1所述的组播恢复装置， 其特征在于， 所述预定的协议为生成树协 议， 其中
所述添加模块将所述中继设备基于生成树协议选择的根端口和指定端口作为干路 端口加入所述中继设备的组播转发表。
9、根据权利要 1所述的组播恢复装置， 其特征在于， 所述预定的协议为快速环网保 护协议， 其中
所述添加模块将所述中继设备基于快速环网保护协议配置的主端口和从端口作为 干路端口加入所述中继设备的组播转发表。
10、根据权利要求 7所述的组播恢复装置， 其特征在于， 所述组播恢复装置还包括: 查询计数模块，用于在所述组播恢复模块更新组播转发表期间，对所述中继设备接 收到的查询报文进行计数；
其中，所述组播恢复模块在所述查询计数模块的计数值超过预定的阈值时，对所述 中继设备的组播转发表中未被更新过的端口进行老化处理。
11、 根据权利要求 10所述的组播恢复装置， 其特征在于，
所述查询计数模块包括清零模块， 用于在所述组播恢复模块更新组播转发表期间， 在所述查询技术器对所述中继设备接收到的查询报文进行计数之前，对所述查询计数器 进行清零。
12、 一种中继设备， 其特征在于， 所述中继设备包括根据权利要求 7至 11中任意一 项所述的组播恢复装置。
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