建立組播共享樹的方法和數據傳送的方法、通信網絡的製作方法
2023-05-29 10:30:21 3
專利名稱：建立組播共享樹的方法和數據傳送的方法、通信網絡的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種建立組播共享樹的方法和數據傳送的方法、通信網絡。
背景技術：
隨著Internet網絡的不斷發展，一方面網絡中交互的各種數據、語音和視頻信息越來越多，另一方面，新興的電子商務、網上會議、網上拍賣、視頻點播、遠程教學等服務逐漸興起。新的業務尤其是點到多點業務(如網絡電視IPTV)，如果以單播的方式開展，將對網絡帶寬提出很高的要求，組播技術作為一種有效的IP傳輸解決方案在很多方面逐漸顯示出其特有的優勢，可以節省骨幹網絡帶寬，採用IP組播技術的新應用不斷的湧現出來。
IP組播技術的特點是組播信息發送者(即組播源)僅發送一次信息，藉助組播路由協議為組播數據包建立樹型路由，被傳遞的信息在儘可能遠的分叉路口才開始複製和分發。
在如圖1所示的網絡中，信息發送者為組播源，信息接收者為組播組成員，所有的接收者加入同一個組播組。IP網絡中與組播源相連的路由器以及與所有接收者相連的路由器之間需要建立組播轉發通路，通過組播路由協議建立的組播轉發通路為樹狀結構，稱為組播共享樹。這樣，在正常情況下，組播報文沿著組播共享樹轉發時只有一份報文，只有在分叉的地方進行複製成為多份報文，但在每個分叉後的通路中仍然是只轉發一份報文。
組播共享樹的建立需要通過組播路由協議來完成，PIM-SM(ProtocolIndependent Multicast Sparse Mode，稀疏模式獨立組播協議)是目前應用最廣的組播路由協議。PIM-SM實現組播轉發的核心任務是構造並維護一棵單向共享樹。共享樹選擇某一路由器作為公用根節點，稱為匯聚點RP(Rendezvous Point)，所有的接收路由器向RP進行加入(發送組加入消息)，從而在沿途各節點建立了相應的轉發表項，從RP到所有接收路由器之間形成了一條樹狀的轉發通路，這就是組播共享樹。組播數據首先到達RP匯聚點，當數據到達了RP匯聚點後，組播數據包被複製並沿著共享樹傳給接收者。複製僅僅發生在分發樹的分支處，這個過程能自動重複直到數據包最終到達接收者。
為了防止IP網絡中RP匯聚點故障導致組播共享樹無法建立，可以在網絡中配置多個RP，並且為每個RP分配相同的IP位址，組播源和接收路由器將向最近(根據單播路由)的RP進行註冊和加入，RP之間互通組播源信息，這就是任播RP(Anycast RP)技術。通過Anycast RP，如果一個RP失效，組播源和接收者將通過單播路由收斂而重新加入到新的RP，從而可以保證組播流量的正常轉發，但是本發明人在實現本發明的過程中發現，使用該方法時，不能夠快速實現切換，組播業務經常會受到影響。
發明內容
有鑑於此，本發明實施例的主要目的在於提供一種建立組播共享樹的方法、數據傳送的方法和通信網絡，提供一種新的建立組播共享樹的方法，以便在網絡內建立多個組播共享樹，在組播RP節點出現故障時可以實現組播流數據的快速切換，降低對組播業務的影響。
為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的本發明實施例公開了一種建立組播共享樹的方法，數據轉發設備接收下遊數據接收設備的組加入請求並建立轉發表項，所述下遊數據接收設備位於所述數據轉發設備下遊；其中，所述數據轉發設備至少為兩個同時，本發明實施例還提供了一種數據傳送的方法，主用數據轉發設備和備用數據轉發設備接收組播數據；所述主用數據轉發設備根據轉發表項對收到的所述數據通過其所在的組播共享樹進行轉發；
所述備用數據轉發設備對收到的所述數據不進行轉發；其中，所述主用數據轉發設備與所述備用數據轉發設備位於同一通信網絡內的不同組播共享樹內。
本發明實施例還提供了另外一種數據傳送的方法，數據接收設備的主用埠接收第一組播共享樹轉發的組播數據；所述數據接收設備的備用埠接收第二組播共享樹轉發的所述組播數據；所述數據接收設備對所述主用埠接收到的組播數據進行處理，對所述備用埠接收到的所述數據不進行處理；所述第一組播共享樹和第二組播共享樹分別包含至少一個數據轉發設備作為匯聚點；所述第一組播共享樹和第二組播共享樹轉發的所述組播數據來自同一組播源。
並且，本發明實施例還提供了一種通信網絡，包括組播源，用於發送組播數據；主用數據轉發設備，用於從所述組播源接收所述組播數據，並根據轉發表項，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據；備用數據轉發設備，與所述主用數據轉發設備連接，用於從所述組播源接收所述組播數據，在所述主用數據轉發設備發生故障時，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據，在所述主用數據轉發設備正常時，不對所述組播數據進行轉發；數據接收設備，用於接收所述組播數據。
本發明實施例還提供了另外一種通信網絡，包括組播源，用於發送組播數據；第一數據轉發設備，用於接收所述組播源發送的所述組播數據，並根據轉發表項，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據；第二數據轉發設備，用於接收所述組播源發送的所述組播數據，並根據轉發表項，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據；數據接收設備，與所述第一數據轉發設備和所述第二數據轉發設備連接，用於接收所述組播數據。
由於下遊的接收者都向主用和備用數據轉發設備都發送組加入請求，所以，可以建立一個2層或者更多層的網絡平面，針對同一組播組形成多個組播共享樹互相備份，方便了組播數據的傳送，尤其是，主用和備用數據轉發設備的IP位址可以相同也可以不相同。
另外，基於將網絡劃分為多平面，並建立維持多個組播共享樹，在主用樹失效後，還可以通過備用樹來降低業務所受的影響。
圖1示出了現有技術中組播轉發過程示意圖；圖2示出了本發明實施例提供的一種通信網絡的註冊示意圖。
具體實施例方式
在本發明的實施例中，通過將網絡劃分為若干平面，分別建立冗餘備份的組播共享樹，實現在組播RP節點故障時，組播數據可以快速地切換，降低業務所受的影響。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下舉實施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
本發明提供了一種建立組播共享樹的方法，數據轉發設備接收下遊數據接收設備的組加入請求並建立轉發表項，而這些下遊數據接收設備位於數據轉發設備下遊；其中，這些數據轉發設備至少為兩個。
這些作為匯聚點的數據轉發設備的IP位址可以都相同也可以不都是相同，如果在組播源與匯聚點之間存在路由器、交換機等數據轉發設備的情況下，接收與源相連接的上遊源轉發設備的註冊消息，該與源相連接的上遊源轉發設備位於這些數據轉發設備的上遊；如果這些與源相連接的上遊源轉發設備分別位於匯聚點所在的平面內的話，則只需要分別向各自平面內的匯聚點進行註冊即可；當然，如果組播源與匯聚點之間不存在源轉發設備的話，則不需要再進行註冊，匯聚點可以直接接收組播源發送的組播組數據。
並且，這些作為匯聚點的數據轉發設備還會接收下遊接收設備的組加入請求，當然，這些下遊的接收設備可以全部共同向所有的RP都發組加入請求，也可以一部分接收設備向一個或者幾個RP發組加入請求，至少有一個下遊數據接收設備要向這些數據轉發設備都發出組加入請求，這樣，發出組加入請求的下遊數據接收設備便會位於同一組播組內。這樣，加入消息到達RP的沿途節點，將建立相關的指向接收者/BRAS的相關表項，便在網絡內形成了多個平面結構，形成了多個組播共享樹，當然，作為匯聚點的數據轉發設備的IP位址在相同的情況下，會更加便利地形成多個組播共享樹，如果匯聚點的IP位址不相同，則下遊的接收設備就需要分別向這些不同IP位址的匯聚點發送組加入請求。
在如圖2所示的網絡中，網絡中的各個節點運行組播協議，比如PIM-SM協議，而RA1和RA2是配置的組播RP節點，運行Anycast RP，配置相同的IP位址。這些組播RP節點作為根節點，接收組播接收者的加入，比如，在圖2所示的網絡中，寬帶遠程接入伺服器(Broadband Remote AccessServer，BRAS)發送組加入消息，比如PIM-SM加入消息，而RP則會建立到BRAS的相關表項，接收者/BRAS的加入消息到達RP的沿途節點，將建立相關的指向接收者/BRAS的相關表項，從而形成了一條組播數據的轉發路徑，當多個接收者/BRAS加入到RP後，從RP到各個接收者/BRAS就形成了一棵組播共享樹A和共享樹B。
圖2隻考慮了比較簡單的一種情況，即，組播源與RP相連，即中間沒有路由器，但可以有交換機，在這種情況下，組播數據可以發送到所有的RP，而在本實施例中，RP都具有相同的IP位址，即RA1和RB1的IP位址相同，與組播源相連的路由器或者其他數據轉發設備R都向各個RP發出註冊消息。當然，對於各個組播共享樹來講，接收者/BRAS還會周期性地向RP發出組加入消息，比如PIM-SM加入消息，對組播共享樹進行維持，組播共享樹上的各節點的內部組播轉發表項不會被刪除或者老化。
而且，利用此種方法建立的組播共享樹，還可以對數據的單播轉發進行維護，比如網絡的路由協議收斂之後，單播數據在網絡種進行IP轉發時，其優選路徑會在同一個平面內，根據配置的花費Cost來選擇相應的路徑，如果BRAS到組播源的單播數據是通過RA2接入到網絡的，則會將它的Cost配置為最優，那麼，就會通過平面A的路由器進行轉發，而如果Cost相同，則可能作負荷分擔，兩條都走。而網絡的兩個平面具有冗餘備份關係，如果平面A不能轉發數據，則會切換到平面B，比如在圖2中RA1出現故障的時候，就會通過路由協議收斂，單播數據切換到RB2接入到平面B進行轉發。
本發明還提供了一種數據傳送的方法，主用數據轉發設備對收到的組播數據通過組播共享樹進行轉發，其他數據轉發設備雖然也會從組播源處收到組播數據，但是卻對收到的組播數據不進行轉發，可以將其丟棄或者保存，或者進行其他操作，其中，主用數據轉發設備與所述其他數據轉發設備為位於同一通信網絡內的不同組播共享樹內的匯聚點，並且，這些數據轉發設備還可以具有相同的IP位址，也可以不具有相同的IP位址。
同樣，以圖2為例，在圖2所示的網絡中，分別有兩個具有相同IP位址的RP節點RA1和RB1，兩個RP之間通過內部協議或者VRRP協議來確定主備關係，在兩個RP相連的接口運行VRRP協議，可以通過選舉來確定其中一個設備為主用VRRP設備，即主用數據轉發設備，其餘的設備為備用設備。或者，可以通過私有的內部協議來代替，兩個RP之間運行內部協議交互信息，確定其中的一個為主用數據轉發設備。
主用數據轉發設備對數據進行轉發，而備用設備則不進行轉發，可以將數據流量進行丟棄，當網絡發送故障的情況下，如果不是RP的故障，則依靠網絡的路由收斂，組播共享樹將在該平面自動收斂而更新，收斂之後組播數據被正常轉發，而如果是RP的故障，則另外的平面的RP將檢測到該故障，另外一個RP切換為主用數據轉發設備，將收到的組播數據通過已建好的組播共享樹進行轉發，從而通過冗餘的組播共享樹實現了在RP節點故障的情況下組播數據的快速切換。
主用數據轉發設備和備用數據轉發設備之間可以通過運行BFD(Bidirectional Forwarding Detection，雙向轉發檢測)，通過BFD的結果觸發主備之間的切換，如果存在多個數據轉發設備作為RP，則彼此之間通過互相運行BFD，實現故障的檢測。
針對源發出的不同組播組數據，數據轉發設備需要檢查本身是否為該組播組的主用轉發設備，以確定是否對組播數據進行轉發，只有處於主用狀態時才對組播數據進行轉發，其中的主用或備用狀態可以根據前述的BFD檢測結果進行變化(如處於備用狀態時通過BFD檢測到對方故障，則從備用轉發設備中選擇一設備變為主用狀態)。
當然，還可以有其他的數據傳送的方法，比如，並不對數據轉發設備確定主備關係，所有的數據轉發設備都從組播源處接收組播數據，並且，同時都對接收到的組播數據進行轉發，而數據接收設備則對埠進行主備劃分，比如，A埠收到的組播數據是通過某一數據轉發設備RA1發來的，B埠收到的組播數據是通過某一數據轉發設備RB1發來的，等等，如果將A埠作為主用埠，那麼，接收設備只對A埠收到的組播數據進行處理，而對於B埠收到的組播數據則不進行處理，而如果A埠受不到組播數據了，這時候可能是由於RA1出現了故障，這時候，就會從B埠等埠中確定一個埠作為主用埠，對該埠收到的組播數據進行處理。
在這種情況下，多個RP之間可以不需要再確定主備關係，這幾個RP對接收到的組播流量都按照正常流程轉發到接收路由器，接收設備(比如接收路由器)上確定主備埠，當然，可以基於特定組播組數據加以運用，在正常情況下，接收路由器對主用埠接收到的組播流量進行處理，當主用埠不能接收到組播流量時，即將備用埠切換成主用埠，並對該埠接收到的數據進行處理。
針對源發出的不同組播組數據，數據轉發設備可以不需要檢查本身是否為該組播組的主用轉發設備，對組播數據一律進行轉發，只是在接收設備(比如接收路由器)上確定主備埠，當然，可以基於特定組播組數據加以運用，在正常情況下，接收路由器對主用埠接收到的組播流量進行處理，當主用埠不能接收到組播流量時，即將備用埠切換成主用埠，並對該埠接收到的數據進行處理。
本發明實施例還提供了一種通信網絡，包括發送組播數據的組播源；主用數據轉發設備，可以接收組播源發送的組播數據，並通過它本身所在的組播共享樹，根據轉發表項對收到的組播數據進行轉發；而備用數據轉發設備，則與主用數據轉發設備連接，並且也可以從組播源處接收組播數據，這些組播數據與主用數據轉發設備接收到的組播數據是相同內容的，用於在主用數據轉發設備發生故障時，通過備用數據轉發設備所在的組播共享樹轉發接收到的組播數據；其中，備用數據轉發設備與主用數據轉發設備可以具備相同的IP位址，當然，也可以不盡相同；與主用數據轉發設備和所述備用數據轉發設備連接的數據接收設備，用於接收所述組播數據，當然，接收的組播數據是從處於主用狀態的數據轉發設備轉發過來的。一般來說，這樣的通信網絡可以是IP網絡。
其中，還可以包括源轉發設備，比如路由器、交換機等等，這些源轉發設備通過向多個具有相同IP位址的數據轉發設備進行註冊，以使組播流量能夠同時發送到這些RP，如果只存在一個這樣的源轉發設備的時候，則向所有的數據轉發設備都進行註冊，而如果源轉發設備存在多個，並且分別位於不同的平面的時候，則可以分別向所在的平面內的數據轉發設備進行註冊，而數據接收設備，比如接收路由器則周期性地向這些RP發送加入消息，以維持這些組播共享樹。具體到數據轉發設備，可以通過運行VRRP或者私有的內部協議確定主備關係。
當然，還可以對數據轉發設備不進行主備確定，這樣的通信網絡就包括組播源，用於發送組播數據；
第一數據轉發設備，用於接收所述組播源發送的所述組播數據，並根據轉發表項，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據；第二數據轉發設備，用於接收所述組播源發送的所述組播數據，並根據轉發表項，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據；數據接收設備，與所述第一數據轉發設備和所述第二數據轉發設備連接，用於接收所述組播數據。
這樣，就對數據轉發設備不進行主備確定，這些RP都可以收到組播源發送的組播數據，並且都對組播數據進行轉發，而在數據接收設備，比如接收路由器上，則對埠進行劃分，確定主用埠和備用埠，比如，收到第一數據轉發設備轉發而來的組播數據的埠作為主用埠，收到第二數據轉發設備轉發而來的組播數據的埠作為備用埠，只處理主用埠接收到的數據，當主用埠不能接收數據時，則對備用埠接收的組播數據進行處理。
本發明實施例的計算機可讀介質可以是包含、存儲、傳達、傳播或者傳輸電腦程式的介質，所述電腦程式為使用指令以運行本發明實施例所提供的系統裝置、系統或者設備的程序，或者是與該指令有關的程序。該計算機可讀介質可以是電子、磁、電磁、光學、紅外或者半導體的系統、裝置、設備、傳播介質或者計算機存儲器。
由於下遊的接收者都向主用和備用數據轉發設備都發送組加入請求，所以，可以建立一個2層或者更多層的網絡平面，針對同一組播組形成多個組播共享樹互相備份，方便了組播數據的傳送，尤其是，主用和備用數據轉發設備的IP位址可以相同也可以不相同。
另外，基於將網絡劃分為多平面，並建立維持多個組播共享樹，在主用樹失效後，還可以通過備用樹來降低業務所受的影響。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種建立組播共享樹的方法，其特徵在於，數據轉發設備接收下遊數據接收設備的組加入請求並建立轉發表項，所述下遊數據接收設備位於所述數據轉發設備下遊；其中，所述數據轉發設備至少為兩個。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括，所述數據轉發設備周期性地接收所述下遊數據接收設備的組加入消息。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，還包括，所述數據轉發設備通過虛擬路由冗餘協議VRRP確定主用數據轉發設備。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述數據轉發設備的IP位址相同。
5.一種數據傳送的方法，其特徵在於，主用數據轉發設備和備用數據轉發設備接收組播數據；所述主用數據轉發設備根據轉發表項對收到的所述數據通過其所在的組播共享樹進行轉發；所述備用數據轉發設備對收到的所述數據不進行轉發；其中，所述主用數據轉發設備與所述備用數據轉發設備位於同一通信網絡內的不同組播共享樹內。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括，在所述主用數據轉發設備和所述備用數據轉發設備間運行雙向轉發檢測BFD，在所述主用數據轉發設備出現故障時，從所述備用數據轉發設備中選擇一數據轉發設備作為新的主用數據轉發設備。
7.如權利要求5或6所述的方法，其特徵在於，所述備用數據轉發設備與所述主用數據轉發設備具有相同IP位址。
8.一種數據傳送的方法，其特徵在於，數據接收設備的主用埠接收第一組播共享樹轉發的組播數據；所述數據接收設備的備用埠接收第二組播共享樹轉發的所述組播數據；所述數據接收設備對所述主用埠接收到的組播數據進行處理，對所述備用埠接收到的所述數據不進行處理；所述第一組播共享樹和第二組播共享樹分別包含至少一個數據轉發設備作為匯聚點；所述第一組播共享樹和第二組播共享樹轉發的所述組播數據來自同一組播源。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，在所述主用埠接收不到組播數據時，從所述其他埠中選擇一埠作為主用埠。
10.如權利要求8或9所述的方法，其特徵在於，所述數據轉發設備具有相同IP位址。
11.一種通信網絡，其特徵在於，包括組播源，用於發送組播數據；主用數據轉發設備，用於從所述組播源接收所述組播數據，並根據轉發表項，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據；備用數據轉發設備，與所述主用數據轉發設備連接，用於從所述組播源接收所述組播數據，在所述主用數據轉發設備發生故障時，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據，在所述主用數據轉發設備正常時，不對所述組播數據進行轉發；數據接收設備，用於接收所述組播數據。
12.如權利要求11所述的通信網絡，其特徵在於，所述備用數據轉發設備包括故障檢測單元，用於周期性地發送第一故障檢測報文，並周期性地接收第二故障檢測報文，在規定時間內接收不到所述第二故障檢測報文時，發出控制報文；數據轉發單元，用於在收到所述故障檢測單元發送的所述控制報文後，向所述數據接收設備轉發所述組播數據。
13.如權利要求11或12所述的通信網絡，其特徵在於，所述數據接收設備還包括維持單元，用於周期性地向所述主用數據轉發設備和所述備用數據轉發設備發送組加入消息。
14.如權利要求11或12所述的通信網絡，其特徵在於，所述主用數據轉發設備和所述備用數據轉發設備具有相同的IP位址。
15.一種通信網絡，其特徵在於，包括組播源，用於發送組播數據；第一數據轉發設備，用於接收所述組播源發送的所述組播數據，並根據轉發表項，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據；第二數據轉發設備，用於接收所述組播源發送的所述組播數據，並根據轉發表項，通過其所在的組播共享樹轉發所述組播數據；數據接收設備，與所述第一數據轉發設備和所述第二數據轉發設備連接，用於接收所述組播數據。
16.如權利要求15所述的通信網絡，其特徵在於，所述數據接收設備包括主用埠，用於接收所述第一數據轉發設備轉發的所述組播數據；備用埠，用於接收所述第二數據轉發設備轉發的所述組播數據；檢測單元，用於檢測所述主用埠的狀態，在所述主用埠接收不到所述組播數據時，發出控制消息；處理單元，用於對所述主用埠接收的所述組播數據進行處理，在收到所述檢測單元發出的控制消息時，對所述備用埠接收的所述組播數據進行處理。
17.如權利要求15或16所述的通信網絡，其特徵在於，所述數據接收設備還包括維持單元，用於周期性地向所述數據轉發設備發送組加入消息。
18.如權利要求15或16所述的通信網絡，其特徵在於，所述數據接收設備具有相同的IP位址。
全文摘要
本發明提供了一種數據傳送的方法，涉及通信技術領域，主用數據轉發設備和備用數據轉發設備接收組播數據；所述主用數據轉發設備根據轉發表項對收到的所述數據通過其所在的組播共享樹進行轉發；所述備用數據轉發設備對收到的所述數據不進行轉發；其中，所述主用數據轉發設備與所述備用數據轉發設備位於同一通信網絡內的不同組播共享樹內。利用本發明實施例所提供的建立組播共享樹的方法、數據傳送的方法和通信網絡，在其中的某共享樹失效後，可以實現快速切換組播流量，降低業務所受的影響。
文檔編號H04L12/18GK101035057SQ200710073919
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月30日 優先權日2007年3月30日
發明者滕新東, 史文江 申請人:華為技術有限公司