寬帶乙太網組播的方法
2023-10-10 08:50:49
專利名稱：寬帶乙太網組播的方法
技術領域：
本發明涉及的是一種網絡組播方法，特別是一種寬帶乙太網組播的方法。屬於計算機網絡通信類領域。
傳輸介質為五號雙絞線、傳輸速率為100Mbps的乙太網和傳輸介質為光纖、傳輸速率為千兆位構成的全交換式寬帶乙太網，隨著寬帶乙太網與相關交換技術的發展，寬帶乙太網的規模已可覆蓋城域範圍，在乙太網中，每個終端都有唯一的一個終端地址，只有網上傳送的數據包的目的地址與終端地址相符合時，該終端才能接收數據。因此，在傳統的組播方法中，發送方的數據是逐個地改變目的地址發送給各組播接收成員，對數據量不大的低速組播數據來說，這種方法尚能適應。隨著大容量視頻高速數據業務的迅速增長，採用傳統的組播方法就不再適合，其主要的缺陷是組播數據的多次發送，增加了網絡的負荷，浪費了網絡寶貴的帶寬資源，易引起阻塞，既降低了網絡的運營性能，又增加了網絡管理的複雜性和運營成本；組播各接收方收到的同一個數據包之間，存在著延時，而且延時大小是不固定，因此業務質量受到影響，特別是對時延敏感的業務，影響更大。經過對現有技術的文獻檢索，至今尚未發現以寬帶乙太網中組播的方法為主題的文獻資料。
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種寬帶乙太網組播的方法，該方法針對寬帶乙太網，是一種簡便有效的組播方法。
本發明的技術方案如下改進傳統組播方法的關鍵在於多個接收方使用相同的一個組播地址，在組播建立時，此組播地址取代接收方原有的終端地址，實現組播數據包一次發送，多個接收方同時接收的。由於網絡中存在大量的用戶，其他多種業務和多個組播同時運行，還須防止出現數據竄擾現象。本發明的組播流程可以歸納為以下三個步驟1、組播開始時，組播發送方向本子網交換機的組播通信模塊發送組播請求，並要求分配組播地址；2、如能分配組播地址，組播通信模塊從模塊的本地組播地址庫中選擇一個空閒的組播地址並分配給該組播使用，以後的組播過程中都以這個組播地址唯一標識該組播業務；3、組播通信模塊呼叫和查詢該組播所需各接收方是否可以接收組播，如可以，則將本組播的組播地址通知各個接收方，以便各接收方使用該組播地址取代原來的終端地址，對該組組播數據包加上組播標識，建立該組的組播通信。
本發明由各子網交換機中設置的相應的一個組播通信模塊負責實施，在組播建立過程中，各個子網交換機須根據本地接收方所在位置，將路由信息填入已為該組播分配的組播地址的內容中，規定置『1』表示連接，置『0』表示不連接，組播建立後，當子網交換機接收到該組組播數據包的組播標識後，組播數據包被送至組播通信模塊，組播數據包的組播地址經地址解析器映射處理，查詢組播地址庫中相對應的組播地址的內容，並由置『1』比特控制連接分配器，從而建立組播虛通道，使接收方同時接收到該組播數據包。
本發明具有實質性特點和顯著進步，由於組播地址的分配採用多級分配原則，組播地址的管理採用集中與分布相結合的原則，有效地簡化了組播地址的分配與管理，避免了繁瑣的算法控制。由於採用組播地址的二級分配方法和硬體建立組播虛通道，所以組播數據包無須拆包、排隊等處理，速度快，操作簡便，出錯少，時延小。適合於可視電話會議、遠程教育、遠程醫療等視頻組播應用。
以下結合附圖對本發明進一步描述
圖1組播網絡通信基本方式示意2本發明組播流程示意3組播通信模塊中地址庫示意4子網交換機組播通信工作示意圖組播是網絡通信的基本方式之一，也即一點對多點的通信，一個發送方的信息為多個接收方接收，如圖1所示，子網1中的發送方T與子網1中的接收方R1，子網2中的接收方R2，子網3中的接收方R3，R4，子網4中的接收方R5進行組播通信，每個子網中都有相應的子網交換機參與通信。如圖2所示，本發明的組播流程可以歸納為以下三個步驟1、組播開始時，組播發送方向本子網交換機的組播通信模塊發送組播請求，並要求分配組播地址；2、如能分配組播地址，組播通信模塊從模塊的本地組播地址庫中選擇一個空閒的組播地址並分配給該組播使用，以後的組播過程中都以這個組播地址唯一標識該組播業務；3、組播通信模塊呼叫和查詢該組播所需各接收方是否可以接收組播，如可以，則將本組播的組播地址通知各個接收方，以便各接收方使用該組播地址取代原來的終端地址，對該組組播數據包加上組播標識，建立該組的組播通信。
本發明由各子網交換機中設置的相應的一個組播通信模塊負責實施。設圖3中子網1有一組播分配在編號0090處，在組播建立過程中，各個子網交換機須根據本地接收方所在位置，將路由信息填入組號為0090組播地址中，規定置『1』表示連接，置『0』表示不連接，如圖1、圖3所示，子網3中須將第3位，第4位置『1』，組播建立後，當子網交換機3接收到該組組播數據包的組播標識後，組播數據包被送至組播通信模塊，組播數據包的組播地址0090經地址解析器映射處理，查詢組播地址庫中編號為0090組的內容，並由置『1』比特控制連接分配器，將組播數據包與3、4埠接通，從而建立組播虛通道，使R3、R4接收方同時接收到該組播數據包。其餘子網的情況完全類似。如圖3所示，組播通信模塊中的組播地址庫結構從簡化示意的角度畫出了子網交換機1#、2#、3#、4#的組播地址庫。組播地址庫的存儲空間劃分成一系列的比特組，每組的位數與子網交換機具有的最大用戶埠數相等。組中各比特的位置與連接到接收方子網交換機的用戶埠編號一一對應。作為例子，圖3中只畫出每組8位比特的情況。此存儲空間在縱向上劃分成n個區(本例中n＝4)，n是網絡所包含的子網數，區的編號與各子網編號一一對應。每個區中包含的8比特組的數目不一定相同，此數目是由網管設備根據網絡運行中各子網參與組播的統計平均數而分配的，既提供足夠的組播數量又不造成浪費。圖3中陰影部分為網管分配的各子網的組播地址區。在每一子網的組播通信模塊中，組播地址庫各區的劃分完全相同，1區供子網1中用戶的組播請求使用；同樣，4區供子網4中用戶的組播請求使用，區中的各組均被佔用後，相應子網中新的組播請求便遭拒絕。在上述過程中，可以看到，每個組播地址庫中每一8位比特組的編號都僅僅對應於該組組播，所以可用作該組組播的唯一的和統一的組播地址。每一組播地址所標誌的8位比特組的內容則反映了各子網中該組組播成員的埠位置。圖3中設備埠編號與圖1中的組播成員編號相同，也就是說直接包含了相關的路由信息，可用來方便地建立發送方於接收方之間的組播通信虛通道。
以上過程中，網管設備對組播地址庫中各個區及其8位比特組組數與組號的分配，稱為組播地址的一級分配。為某一組播請求，子網交換機選定的一個比特組組號(例如圖3中的0090)，稱為組播地址的二級分配。如圖4所示，作為例子，圖中僅示意和子網3的工作過程。
權利要求
1.一種寬帶乙太網組播的方法，其特徵在於多個接收方使用相同的一個組播地址，在組播建立時，此組播地址取代接收方原有的終端地址，實現組播數據包一次發送，多個接收方同時接收的方法。
2.根據權利要求1所述的這種寬帶乙太網組播的方法，其特徵還在於組播流程可以歸納為以下三個步驟1、組播開始時，組播發送方向本子網交換機的組播通信模塊發送組播請求，並要求分配組播地址；2、如能分配組播地址，組播通信模塊從模塊的本地組播地址庫中選擇一個空閒的組播地址並分配給該組播使用，以後的組播過程中都以這個組播地址唯一標識該組播業務；3、組播通信模塊呼叫和查詢該組播所需各接收方是否可以接收組播，如可以，則將本組播的組播地址通知各個接收方，以便各接收方使用該組播地址取代原來的終端地址，對該組組播數據包加上組播標識，建立該組的組播通信。
3.根據權利要求1所述的這種寬帶乙太網組播的方法，其特徵還在於寬帶乙太網組播的方法由各子網交換機中設置的相應的一個組播通信模塊負責實施，在組播建立過程中，各個子網交換機須根據本地接收方所在位置，將路由信息填入已為該組播分配的組播地址的內容中，規定置『1』表示連接，置『0』表示不連接，組播建立後，當子網交換機接收到該組組播數據包的組播標識後，組播數據包被送至組播通信模塊，組播數據包的組播地址經地址解析器映射處理，查詢組播地址庫中相對應的組播地址的內容並由置『1』比特控制連接分配器，將組播數據包與埠接通，從而建立組播虛通道，使接收方同時接收到該組播數據包。
全文摘要
寬帶乙太網組播的方法在於多個接收方使用相同的一個組播地址,在組播建立時,此組播地址取代接收方原有的終端地址,實現組播數據包一次發送,多個接收方同時接收的方法。本發明是一種簡便有效的組播方法,適合於可視電話會議、遠程教育、遠程醫療等視頻組播應用。
文檔編號H04L12/18GK1276663SQ00119490
公開日2000年12月13日 申請日期2000年7月20日 優先權日2000年7月20日
發明者孫偉明, 高威, 黃鶯波, 高漢中 申請人:上海龍林通訊技術開發有限公司