具有狀態同步的集群的虛擬組播路由的製作方法

2023-09-13 15:26:05 1

專利名稱：具有狀態同步的集群的虛擬組播路由的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及計算管理，尤其涉及用於管理在具有狀態同步的集 群(cluster)內的組播路由(routing)的方法及系統。
背景技術：
組播是用於在基於包的網絡上有效傳遞內容的方式。從源發出的信號 包可用來將包的內^:供給網絡上的多個接收方。想要從源接收某媒體內 容的一組接收方可遍布於網絡上，甚至跨越不同的網絡。通常有某個最優 路徑用於將內容傳遞給接收方的每一個。如果從源到接收方的每一個的路 徑被加以對照，就可能存在路徑的重疊。重疊的程度將基於各接收方的位 置而改變。從源到M收方的路徑在利用網絡圖來表示時通常被稱為內容 傳遞樹，其中圖的頂點對應於路由器，邊對應於路由器之間的網M輸。 在這樣的包括接收方和發送方的節點組中，發送方可將每個包的多個副本 發送，其中接收方的每一個均有一個副本發送到。用以實現對每個接收方 的包傳遞的相同最終結果的另 一組播路由協議方案是在源處產生每個包的 單個副本以及在樹中的分支處複製每個包。該樹對應於共享路徑，在該共 享路徑上轉發去往特定組地址的組播數據。當有大量發送方以及每個發送 方有大量感興趣的接收方時，在源處僅發出每個包的一個副本以及在傳遞
明顯的。
然而，對於組播路由協議仍有若干固有問題。例如，如上所述，在樹內可能有至少一個接收大量傳輸的節點，由此在傳輸吞吐率方面
產生潛在瓶頸。而且，有這樣的可能組播傳輸負載可能在樹中的其 他節點中不均勻地分布，導致其他潛在路徑的欠利用。
此外，許多企業可利用組播協議以及類似的聯網構架來管理關鍵 應用、訪問內容伺服器、自動化組裝和生產線以及實施複雜的控制系 統。企業的這種依賴已經驅使對網絡上的資源進行更高程度的保護和 可用性保證。令人遺憾的是，接口故障或者組播樹內的路由器故障可 能對企業造成重大成本。因此，在業界中對於用以管理網絡上的組播 路由的改進途徑存在著需要。

發明內容
該發明內容部分旨在向閱讀者介紹本發明的各個方面，而不是本 發明的完全描述。本發明的具體方面在這裡以下的其他部分中被指出， 本發明在獨自為其範圍劃界的所附權利要求中被闡述。
本發明涉及利用網絡集群來管理組播路由。網絡集群構架的使用 的目的是利用組播路由協議解決包括負載均衡支持的若干認識到的問 題，和組播路由器故障轉移。於是，本發明包括主動地參與與集群鄰 近設備的組播控制協議通信的集群主設備。為了保持單個組播鄰近路 由器的表象，非主設備的集群成員不參與集群外部的協議操作。然而， 每個集群成員虛擬地保持相同協議狀態，使得如果集群主設備變得不 可用，另一集群成員可在最小的延遲內承擔集群主設備的角色。此夕卜， 組播數據包的過濾由每個集群成員進行，以在集群成員上進行組播數 據傳輸的負載均衡。
在本發明的一個方面， 一種系統涉及管理網絡上的組播路由。該 系統包括第一和第二網絡設備。第一網絡設備配置為作為集群內的集 群主設備來操作。第二網絡設備配置為作為集群成員來操作。第一網 絡設備還配置為如果集群成員正加入集群，則將初始協議狀態信息 發送到該集群成員；以及將組播控制協議包發送到集群外部的至少一 個網絡設備。第一網絡設備可接收組播數據包。如果第一網絡設備與組播數據包相關，則它朝著目的地轉發組播數據包。第二網絡設備配 置為接收初始協議狀態信息和監視網絡以得到附加協議狀態信息。如 果附加協議狀態信息被接收，則第二網絡設備利用附加協議狀態信息 來更新其狀態。第二網絡設備還可接收組播數據包，如果第二網絡設 備與組播數據包相關，則它朝著目的地轉發組播數據包。
在本發明的另一方面， 一種設備涉及管理網絡上的組播路由。除 其它部件之外，該設備包括配置為進行動作的組播集群管理器。這些
動作包括將該設備配置為作為集群內的成員來操作；監視網絡以得 到協議狀態信息，如果協議狀態信息被接收，則利用協議狀態信息來 更新設備狀態。此外，組播集群管理器配置為接收組播控制協議消息， 如果設備是集群主設備，則組播集群管理器響應組播控制協議消息。 如果設備不是集群主設備，則組播集群管理器丟棄組播控制協議消息 而不是響應它；當設備接收到組播數據包時，如果設備與組播數據包 相關，則組播集群管理器朝著目的地轉發組播數據包。
在本發明的又一方面， 一種方法涉及管理網絡上的組播路由。如 果集群成員正加入集群，則該方法將初始協議狀態信息發送到集群成 員。該方法包括將組播控制協議包從集群成員發送到集群外部的至少 一個網絡設備。該方法還包括從外部網絡設備接收另 一組播控制協議 包，如果組播控制協議包被集群成員接收，則丟棄組播控制協議包。 該方法還包括監視網絡以得到附加協議狀態信息，如果附加協議狀態 信息被接收，則利用附加協議狀態信息來更新集群成員的狀態。此外， 該方法包括接收組播數據包，如果集群成員與組播數據包相關，則朝 著目的地轉發組播數據包。
在該方法的一個實施例中，如果另一集群成員無法通過監視組播 控制狀態來獲得集群主設備和集群成員之一所知悉的另 一組播協議狀 態，則該方法還包括將其他組播協議狀態發送到其他集群成員，使得 如果集群主設備和集群成員之一發生故障，則其他集群成員能夠承擔 集群主設備和集群成員中發生故障的一個的工作負載和角色。
通過與附圖相結合地閱讀的如下本發明的具體描述，本發明的其他特徵及優點將變得明顯。


參考如下附圖，來描述本發明的非限制性以及非窮舉性的實施 例。除非另有說明，在附圖中，類似標號在全部的圖中指代類似部分。 為了本發明的更好理解，將參照以下結合附圖進行閱讀的本發明
的詳細描述，在附圖中
圖l示出了功能框圖，其圖示了用於實踐本發明的組播集群環境
的一個實施例；
圖2示出了可在實施本發明的系統中利用的網絡設備的一個實施
例；
圖3圖示了邏輯流圖，其概括地示出了用於在圖l的組播集群中 的成員之間管理狀態同步的處理的一個實施例；以及
圖4圖示了邏輯流圖，其概括地示出了按照本發明來管理經過圖 l的組播集群的組播數據傳輸的處理的一個實施例。
具體實施例方式
下文將參考附圖來更完整地描述本發明，這些附圖形成本發明的 一部分，以及通過圖示來示出可用來實踐本發明的具體示範實施例。 然而，本發明可以許多不同形式被具體化，不應當理解為囿於這裡闡 述的實施例，提供這些實施例是使得本公開徹底和完整，以及將向本 領域的技術人員完全地傳達本發明的範圍。特別地，本發明可具體化 為方法或設備。因此，本發明可利用全硬體實施例、全軟體實施例或 組合軟體和硬體方面的形式。因此如下具體描述不應理解為具有限制 意義。
網絡集群化是用以為計算機伺服器或網絡設備提供高可用性和 增強性能的方式。配置為集群的伺服器或設備組向外部網絡實體保持 單個伺服器或設備的表象。該集群在每個網絡上通過集群IP(網際協 議)地址來標識。集群成員可相互交換集群協議消息，以動態地改變集群成員關係(即添加或去除成員)、檢測成員故障、在成員之間分布工 作或者檢測成員故障。集群的一個成員可靜態或動態地指定為集群主 設備，以及協調集群成員(包括自身)之間的事件。
當新的伺服器或網絡設備加入集群時，它可承擔其他成員的一些 負載，由此增大集群的容量或性能。如果至少一個集群成員遭受關鍵 功能的部分或完全故障，則它可離開集群，另一集群成員能夠承擔其 工作負載。集群成員可周期性地交換狀態信息，以使得任何集群成員 能夠接管任何其他成員的工作負載。以此方式，網絡集群化能夠提供 網絡服務或設備的高可用性和可伸縮的性能。於是，本發明正是針對 這些以及其他考慮而做出的。
簡言之，本發明涉及一種利用網絡集群配置來為組播路由器提供 高可用性和增強性能的系統、設備及方法。在集群配置中，集群主設 備主動地參與與集群的組播路由器鄰近設備的組播控制協議通信，由 此保持單個組播路由器設備的表象。集群主設備利用集群網際協議(IP) 地址作為從集群發出組播控制協議包的源。非主設備節點或集群成員 節點通常不參與集群外部的組播控制協議操作。然而，集群的每個成 員虛擬地保持相同協議狀態，使得如果集群主設備變得不可用，集群 的另一成員可以最小的延遲來承擔集群主設備的角色。新加入集群的 成員通過從集群主設備接收初始協議狀態信息來同步。在初始協議狀 態同步之後，群成員主動地監視網絡上的組播控制協議傳輸，以獲取 新的協議狀態信息。此外，集群成員在其之間交換一旦離開網絡就不 可得到的協議狀態信息。而且，由每個集群成員進行組播數據包的過 濾，以對集群成員進行組播數據傳輸的負載均衡。
說明性操作環境
圖1圖示了本發明可操作於其中的環境的一個實施例。並非需要 所有部件以實踐本發明，可在不脫離本發明的精神和範圍的前提下進 行部件布局和類型的變化。
如圖所示，集群系統100包括區域網/廣域網(LAN/WAN)106和 107、目的設備114、源設備112、組播路由器110以及組播集群101。組播集群100包括集群成員102-104和集群主設備105。組播集群101 與LAN/WAN 106和107通信。目的設備114與LAN/WAN107通信， 源設備112與LAN/WAN 106通信。
集群成員102-104和集群主設備105可經過多個網絡與 LAN/WAN 106和107通信。例如，儘管未示出，多個網絡連接可存 在於集群成員102-104、集群主設備105與LAN/WAN 107之間。多 個網絡連接還可存在於集群成員102-104、集群主設備105與 LAN/WAN 106之間。然而，為了清楚，僅網絡108在圖1中被圖示。 網絡108可實際包括任何區域網(LAN)、包括^旦不限於乙太網、802.3 等等。在一個實施例中，網絡108是協議網絡。協議網絡實際包括任 何網絡，包括其互連等等，其被用於協議消息的交換。
組播集群101通常配置為包括鬆散耦合的網絡設備，它們可協同 向另一設備提供對服務、資源等等的訪問。在一個實施例中，組播集 群101配置為通過自適應地均衡集群成員102-104的負載來優化消息 吞吐率。組播集群101可實際利用任何負載均衡機制，包括往返時間、 循環重複、最少連接、包完成率、服務質量、集群拓樸、全局可用性、 轉發段(hop)、散列、靜態比率和動態比率。在一個實施例中，基本類 似於用於單播傳輸的方案，組播數據包可利用基於散列的方案等等映 射到集群成員的工作分配。
組播集群101還可配置為提供各種網絡管理服務，包括但不限於 域名服務、安全服務等等。
集群成員102-104可以是能夠在集群構架中通過網絡發送和接收 包的任何網絡設備。集群成員，比如集群成員102-104的一個實施例， 將結合圖3來更為具體地描述。
在一個實施例中，集群成員102-104 ^皮配置為作為用於收到的消 息包的協議棧處理器來操作。這樣的設備集可包括通常利用有線通信 介質來連接的設備，比如個人計算機、多處理器系統、基於微處理器 或可編程用戶電子產品、網絡PC等等，它們配置為作為集群設備來 操作。這樣的設備集還可包括通常利用無線通信介質來連接的設備，比如行動裝置，包括但不限於蜂窩電話、智慧型電話、尋呼機、步談機、
射頻(RF)設備、紅外(IR)設備、膝上型電腦、CB、組合前述設備的一 個或多個的集成設備等等，它們配置為集群設備。替代地，集群成員 102-104可以是能夠利用有線或無線通信介質來連接的任何設備，比 如PDA、 POCKET PC、可佩帶的計算機以及配備為通過有線和/無線 通信介質進行通信的任何其他設備，它們操作為集群設備。
而且，集群成員102-104內的每個集群成員可包括應用程式等等， 其配置為在其自身與集群成員105之間傳送包。該應用程式例如可在 集群成員加入集群時從集群主設備105接收同步協議狀態數據。集群 成員102-104然後可利用應用程式監浮見網絡108以獲取附加的協議狀 態信息。這樣的協議狀態信息可使得集群成員102-014能夠更新其各 自路由表，包括其組播和單播路由表，以及有關信息。同樣地，協議 狀態信息可包括關於成員的直接鄰居設備、發送方、接收方的信息、 距離信息、組播樹信息等等。應用程式還可允許集群成員將其自身的 協議狀態信息提供給另一集群成員，使得如果該集群成員發生故障， 其他集群成員可承擔其角色。
然而，組播集群101和集群成員102-104不限於用以保持狀態同 步的上述機制。例如，集群成員102-104可利用完全同步機制，其中 集群主設備105實際通過將協議狀態信息發送到集群成員102-104來 不斷地同步該信息。在此機制中，集群成員102-104實際上單純依賴 於集群主設備105以便獲取協議狀態信息。同步還可利用"純監視"機 制來完成，其中集群主設備105不將任何協議狀態信息同步至集群成 員102-104。而是集群成員102-104單純依賴於它們從網絡108監視到 的傳輸，以獲取協議狀態信息。於是，集群成員102-104可實際利用 任何同步機制，而不脫離本發明的範圍或精神。
集群成員102-104內的每個集群成員可將過濾器應用程式應用於 它接收到的組播協議控制和數據包，以確定如何處理它們。例如，基 於負載均衡機制， 一個集群成員可被分配用來將收到的組播數據包朝 著其目的地轉發，而其他集群成員可簡單地丟棄組播數據包。集群成員102-104還可包括常駐於其中的應用程式，其可加入與 特定的包傳輸流相關的組。例如，在一個實施例中，集群成員102可 包括尋求訪問特定傳輸流的應用程式。在此例中，集群成員102可配 置為接收與用於該應用程式的傳輸流相關聯的組播數據包，並非丟棄 組播數據包，而是將組播數據包傳遞到其常駐的應用程式。集群成員 102可進行這樣的動作，而無關於它是否還將組播數據包朝著組播集 群101外部的目的地，比如源設備112、目的設備114等等轉發。
集群主設備105實際包括任何網絡設備，其被配置為作為集群管 理網絡設備來操作，以允許進行集群配置的變化管理。這樣的設備集 可包括但不限於個人計算機、多處理器系統、基於微處理器或可編程 用戶電子產品、網絡PC、行動裝置(包括但不限於蜂窩電話、智能電 話、尋呼機、步談機)、射頻(RF)設備、紅外(IR)設備、CB、組合前述 設備的一個或多個的集成設備、PDA、 POCKET PC、可佩帶的計算 機、以及配備為通過有線和/或無線通信介質進行通信的任何其他設 備，以管理組播集群101的配置變化。在一個實施例中，實際上集群 成員102-104的任一個可配置為在集群主設備105變得不可用時承擔 集群主設備105的角色。於是，集群成員102-104和集群主設備105 的配置一般基本上是相同的。
在一個實施例中，儘管包括集群主設備的每個成員接收所有組播 協議控制和數據包，但是由集群主設備105主動地參與組播控制協議 操作。在一個實施例中，集群主設備105利用集群IP位址作為所發起 的組播包的源。集群成員102-104 —般不參與組播控制協議的操作。 也就是，集群主設備105被配置用來為組播集群101而響應，以便保 持單個的組播鄰近網絡設備的表象。
LAN/WAN 106和107被使得能夠利用任何形式的計算機可讀介 質，用於從一個電子設備到另一電子設備傳送信息。同時，LAN/WAN 106和107可包括無線接口和/或有線接口，比如除區域網(LAN)、廣 域網(WAN)之外的網際網路，直接連接，比如經過通用串行總線(USB) 埠，其他形式的計算機可讀介質，或者其組合。在互連的LAN集上，包括基於不同構架和協議的那些LAN,路由器充當LAN之間的 連結，使得消息能夠從一個LAN發送到另一LAN。同時，LAN內的 通信鏈路一般包括雙絞線對或同軸電纜，而網絡之間的通信鏈路可利 用模擬電話線、包括T1、 T2、 T3和T4的全部或部分專用數字線、 綜合業務數字網(ISDN)、數字用戶線(DSL)、包括衛星鏈路的無線鏈 路、基於各種標準(包括IEEE 802.11a、 802.11g、 802.11b)的連接。或 者任何其他通信鏈路。
LAN/WAN 106和107還可利用多個無線接入4支術，包括但不限 於用於蜂窩系統的第二代(2G)、第三代(3G)無線接入、無線-LAN、無 線路由器(WR)網格等等。接入技術比如2G、 3G以及未來的接入網絡 可以各種程度的移動性實現行動裝置的廣域覆蓋。例如，LAN/WAN 106、 107可通過無線網絡接入來實現無線連接，比如通過全球移動通 信系統(GSM)、通用分組無線傳輸(GPRS)、寬帶碼分多址(WCDMA)， 802.16等等。
而且，遠程計算機和其他有關電子設備可經由數據機和暫時 的電話鏈路來遠程地連接至LAN或WAN。實質上，LAN/WAN 106 和107包括任何通信方法，信息可通過該方法行進於一個網絡設備與 另一網絡設備之間。
此外，LAN/WAN 106和107可包括通信介質，其一般體現有計 算機可讀指令、數據結構、程序模塊或者在調製的數據信號比如載波、 數據信號或其他傳送機制中的其他數據，以及包括任何信息傳遞介質。 術語"調製的數據信號"和"載波信號"包括這樣的信號，該信號令其一 個或多個特徵以對此信號中的信息、指令、數據等進行編碼的方式來 設置或改變。作為實例，通信介質包括有線介質，比如但不限於雙絞 線對、同軸電纜、光纖、波導和其他有線介質，以及包括無線介質， 比如但不限於聲、RF、紅外和其他無線介質。
如上所述用來在通信鏈路中傳輸信息的介質說明了一種類型的 計算機可讀介質，即通信介質。 一般而言，計算機可讀介質包括任何 可由計算設備訪問的介質。計算機可讀介質可包括計算機存儲介質、通信介質或其組合。
一般地，LAN/WAN 106可包括內容伺服器、應用伺服器等等， 組播集群101 ^f吏得能夠為常駐於LAN/WAN 107內的另一網絡設備訪 問這些伺服器。類似地，LAN/WAN 107可包括內容伺服器、應用服 務器等等，它們可利用組播集群101來實現對常駐於LAN/WAN 106 內的網絡設備的訪問。如圖l所示，源設備112和目的設備114是可 利用組播集群101來實現通信的兩個網絡設備的實例。在一個實施例 中，源設備112可配置為提供也去往目的設備的組播消息。儘管標記 為目的設備，但是目的設備114還可提供組播消息，其包括作為該消 息的目的地的源設備112。
為了說明目的，組播路由器IIO在圖1中也被示出為與組播集群 101接口的可能路由器。於是，組播路由器110可配置為接收組播消 息以及將它們朝著鄰居網絡設備轉發。組播路由器110還可由橋接器、 交換機、網關等來代表，其配置為接收和轉發組播消息。
圖2圖示了網絡設備200的一個實施例的功能框圖，其可操作為 集群成員和/或集群主設備。網絡設備200可包括比所示多得多的部件。 然而所示部件足以公開用於實踐本發明的說明性實施例。
網絡設備200包括處理單元212、視頻顯示適配器214和大容量 存儲器，它們都經由總線222相互通信。大容量存儲器一般包括RAM 216、 ROM 232和一個或更多永久大容量存儲設備，比如硬碟驅動器 228、磁帶驅動器、光碟機和/或軟盤驅動器。大容量存儲器存儲用於控 制網絡200的操作的作業系統220。任何通用作業系統均可被利用。 基本輸入/輸出系統("BIOS")218也被提供以用於控制網絡設備200的 低級操作。
如圖2所示，網絡設備200也能夠經由網絡接口單元210與互聯 網或一些其他通信網絡比如圖1中的LAN/WAN 106-107通信，該網 絡接口單元被構造用於各種通信協議，包括但不限於TCP/IP協議、 UDP/IP協議等等。網絡接口單元210有時稱為收發器或收發設備。
網絡設備200還可包括用於傳輸電子郵件的SMTP處理應用程式、用於接收和處理HTTP請求的HTTP處理應用程式以及用於處理 安全連接的HTTPS處理應用程式。HTTPS處理應用程式可以安全方 式發起與外部應用程式的通信。然而網絡設備200不限於這些處理應 用程序，許多其他協議處理應用程式可由網絡設備200利用，而不脫 離本發明的範圍。
網絡設備200還可包括用於與外部設備，比如滑鼠、鍵盤、掃描 儀或圖2中未示出的其他輸入設備通信的輸入/輸出接口 224。類似地， 網絡設備200還可包括附加的大容量存儲設備，比如 CD-ROM/DVD-ROM驅動器226和硬碟驅動器228。除存儲其它之外， 硬碟驅動器228由網絡設備200用來存儲應用程式、資料庫等等。
如上所述的大容量存儲器圖示了 一類計算機可讀介質，即計算機 存儲介質。計算機存儲介質可包括易失性、非易失性、可移動和不可 移動的介質，其在任何方法或技術中實施用於存儲信息，比如計算機 可讀指令、數據結構、程序模塊或其他數據。計算機存儲介質的實例 包括RAM、 ROM、 EEPROM、快閃記憶體或其他存儲4支術、CD-ROM、數 字通用光碟(DVD)或其他光存儲設備、磁帶盒、磁帶、磁碟存儲設備 或其他磁存儲設備、或者可用來存儲所需信息以及可由計算設備訪問 的任何其他介質。
在一個實施例中，大容量存儲器存儲用於實施作業系統220的程 序代碼和數據。大容量存儲器還可存儲用於進行網絡設備200的功能 的附加程序代碼和數據。 一個或更多應用程式250等可加載到大容量 存儲器中和運行於作業系統220上。如圖所示，組播集群管理器 (MCM)242是可運行於作業系統220上的應用程式的實例。
MCM 242可配置為使得計算設備能夠加入集群以作為集群成 員，以及從集群主設備105接收協議狀態信息、配置信息等等。MCM 242還可使得集群成員能夠通過過濾數據包、管理協議包以及與組播 集群101的其他成員(和集群主設備105)同步協議狀態信息來操作為集 群中的成員。而且，MCM 242還可使得集群成員能夠在集群主設備 105發生故障時承擔集群主設備的角色，和/或在另一集群成員發生故障時承擔管理數據傳輸的責任，等等。MC 242可分別利用圖3和4 的處理300和400來執行許多的這些動作。 說明性操作
現在將參考圖3-4來描述本發明的某些方面的操作。圖3圖示了 邏輯流圖，其概括地示出了用於在諸如如圖l所示的組播路由集群中 的成員之間管理狀態同步的處理的一個實施例。處理300例如可實施 於圖1的組播集群101的成員和/或集群主設備，和/或安排進行組播 路由的集群內的類似網絡設備中。
處理300在開始方框之後始於判決框302處，其中確定網絡設備 是否為集群成員。如果網絡設備是集群成員，則處理分支到方框306; 否則，處理繼續到判決框304。
在判決框304處，確定網絡設備是否正加入集群以作為新的集群 成員。如果網絡設備是新近正加入的集群成員，則處理流向方框314; 否則，處理繼續到方框306。
在方框314處，新的正加入的集群成員將加入請求消息發送到集 群主設備。然後處理流向方框316，其中新的正加入的集群成員從集 群主設備接收協議狀態信息，以初始地同步新的集群成員，使得新成 員的協議狀態與其餘集群成員的協議狀態之間的滯後最小。處理繼續 到方框318，其中新加入的集群成員利用收到的協議狀態信息來更新 其協議狀態，包括路由表、過濾器等等。處理繼續到方框306。
在方框306處，網絡設備繼續監視網絡以獲取和保持協議狀態。 處理接著流向方框308，其中網絡設備可利用收到的協議狀態信息來 同步和/或更新其自身的協議狀態信息。在一個實施例中，獲取的組播 控制協議包可包括來自集群外部的鄰居網絡設備的消息。在另 一實施 例中，獲取的組播控制協議包可包括對於來自集群的響應的請求。
處理流向判決框310，其中確定是否收到組播控制協議消息。這 樣的消息例如可提供來自並不在集群內的網絡設備的協議信息。如果 收到組播控制協議消息，則處理分支到判決框320;否則，處理流向 判決框312。在判決框320處，確定網絡設備是集群主設備還是集群成員。如 果網絡設備是集群主設備，則處理流向方框322;否則，處理繼續到 判決框312。在方框322處，集群主設備可響應於組播控制協議消息。 然後處理繼續到判決框312。
在判決框312處，網絡設備確定其協議狀態是否已改變，使得它 可與其他集群成員共享這樣的變化。如果其協議狀態已變，則處理繼 續到方框324;否則，處理返回到調用處理以進行其他動作。在方框 324處，網絡設備將其協議狀態變化發送到集群中的其他成員，使得 另一集群成員可在發生故障時承擔其角色。然後處理返回到調用處理 以進行其他動作。
圖4圖示了邏輯流圖，其概括地示出了用於按照本發明來管理經 過圖1的組播集群中的網絡設備的組播數據傳輸的處理的一個實施 例。圖4的處理400例如可操作於集群成員內，比如圖l的集群成員 102-104和/或集群成員105。
處理400在開始方框之後始於方框402處，其中組播數據包由網 絡設備接收。處理接著流向方框404,其中網絡設備可部分地利用組 播數據包來更新其狀態過濾器。
處理接著繼續到判決框408，其中確定組播數據包是否將由常駐 應用程式接收。這例如可在常駐應用程式已加入與收到的組播數據包 相關聯的組時發生。如果常駐應用程式將接收組播數據包，則處理繼 續到方框414,其中組播數據包被發送到常駐應用程式。在任一情況 下，處理接著流向判決框410。
在判決框410處，確定收到的組播數據包是否將被轉發。在一個 實施例中，接收網絡設備可能未被分配用來轉發數據。這可以是基於 各種判決，包括負載均衡判決。在任一情況下，如果網絡設備將轉發 組播數據包，則處理400繼續到方框416，其中網絡設備朝著其目的 地來發送組播數據包。然後處理返回以進行其他動作。
替代地，如果在判決框410處網絡設備將不轉發接收到的組播數 據包，則處理繼續到方框412，其中網絡設備丟棄收到的組播數據包。然後處理返回到調用處理以進行其他動作。
將理解到上述流程示的每個方框以及上述流程示中方 框的組合可通過電腦程式指令來實施。這些程序指令可提供給處理 器以產生機器，使得在處理器上執行的指令建立了用於實施在流程圖 的一個或多個方框中指定的動作的裝置。電腦程式指令可由處理器 執行以使得一連串操作步驟由處理器執行，以產生計算機實施的處理， 使得在處理器上執行的指令提供了用於實施在流程圖的一個或多個方 框中執行的動作的步驟。
因此，流程示的方框支持用於進行指定動作的裝置的組合、 用於進行指定動作的步驟的組合、以及用於進行指定動作的程序指令 裝置。還將理解，流程示的每個方框以及流程示中方框的組 合能夠由進行指定動作或步驟的基於專用硬體的系統，或者專用硬體 與計算機指令的組合來實施。
上面的說明書、實例及數據提供了本發明的構成的製造及使用的 完整描述。由於本發明的許多實施例可在不脫離本發明的精神和範圍 時來做出，所以本發明存在於這裡所附的權利要求中。
權利要求
1. 一種設備，包括處理器，其配置以便有選擇地將所述設備配置成作為集群內的成員或主設備來操作，其中所述選擇基於所述集群的需要；針對協議狀態信息而監視網絡；當所述設備接收到協議狀態信息時，採用所述協議狀態信息來更新所述設備的狀態；接收組播控制協議消息；當所述設備是集群主設備時，響應組播控制協議消息；當所述設備不是集群主設備時，丟棄組播控制協議消息而不響應所述組播控制協議消息；接收組播數據包；以及當所述設備與所述組播數據包相關時，朝著目的地轉發所述組播數據包。
2. 根據權利要求1的設備，其中所述處理器被進一步配置以便當 所述設備包括與所述組播數據包相關聯的常駐應用時，朝著所述常駐應 用轉發所述組播數據包。
3. 根據權利要求1的設備，其中，當採用附加協議狀態信息時，所 述處理器被進一步配置以便將自身的協議狀態信息發送到所述集群內 的網絡設備。
4. 根據權利要求1的設備，其中所述處理器被進一步配置以便確 定所述設備是否是負載均衡的以便管理所述組播數據包。
5. 根據權利要求1的設備，其中所述處理器被進一步配置以便在 加入所述集群期間，從集群主設備接收初始協議狀態信息。
6. 根據權利要求1的設備，其中所述處理器被進一步配置以便當 所述設備與所述組播數據包不相關時，丟棄所述組播數據包。
全文摘要
一種系統、設備及方法涉及利用網絡集群來管理組播路由。集群主設備主動地參與與集群鄰近設備的組播控制協議通信，而非主設備成員節點不參與集群之外的協議操作。然而，每個集群成員虛擬地保持相同協議狀態，使得如果主設備變得不可用，則另一集群成員可在最小的延遲內承擔主設備角色。集群的新成員通過從主設備接收初始協議狀態信息來同步。在初始協議狀態同步之後，集群成員主動地監視網絡以獲取新協議狀態信息。此外，集群成員在它們之間交換在離開網絡時無法獲得的狀態信息。組播數據包的過濾由每個集群成員進行，以平衡集群成員的組播數據傳輸負載。
文檔編號H04L12/56GK101471885SQ20091000208
公開日2009年7月1日 申請日期2005年12月29日 優先權日2004年12月30日
發明者拉維·I.·辛, 拉胡爾·巴哈杜爾, 比德·弗萊德裡克·亨特 申請人:諾基亞公司