一種以太環網組播鏈路快速切換的方法
2023-05-24 12:09:41
專利名稱：一種以太環網組播鏈路快速切換的方法
技術領域：
本發明涉及以太環網自動保護技術，特別是一種以太環網組播鏈路快速切 換的方法。
背景技術：
以太環網作為一種城域乙太網技術，正在得到越來越廣泛的應用。以太環 網解決了傳統數據網保護能力弱、延遲大、故障恢復時間長等問題，能夠提供
50ms的快速保護特性，提高服務質量和網絡的可靠性，同時兼容傳統的乙太網 協議，是城域寬帶接入匯聚網絡優化改造的一種重要的技術選擇和解決方案。
對大量的關《建組播應用如網絡電視(IPTV ， Internet protocol television )業 務等，以太環網具有許多天然的優勢與傳統的多級直連的網絡相比較，傳統 網絡在組播的分支節點的每一個下聯埠上，均需要進行組播流的複製，而以 太環網則只需在整個環網上複製一次，從而大大提高了組播流複製有效性，並 提供鏈路保護倒換等功能。
如圖1所示，Sl、 S2、 S3、 S4、 S5五個節點組成以太環網，Sl為主節點。 正常情況下，阻塞S1節點右邊從埠，組播流沿左邊方向傳輸。當S3節點有 用戶加入或者離開時，除了在S3節點建立組播轉發表外，還需要在S1節點建 立組播轉發表。組播轉發表建立完成後，如圖2所示，組播流才能經過S1節點 到達S3節點，用戶在S3節點接收到組播流，這樣的方式使得組播流到達用戶 的時間會有比較大的延遲。當S2節點和S3節點鏈路發生故障時，如圖3所示， Sl節點迅速打開阻塞的從埠，以太環網快速切換組播流傳播路徑，組播流從 Sl節點，經由S5、 S4節點傳輸到S3節點。不過，需要在Sl主節點和S3節點 建立新的組播轉發表，組播轉發表建好之後，如圖4所示，S3節點能夠接收到
組播流。
其中，單播業務依靠快速刷新地址轉發表(FDB， Fluid Dynamic Bearings ) 來保證業務小於50ms的影響；組播業務依靠因特組管理協議(IGMP， Internet Group Management Protocol )、 IGMP監聽等組播協議的註冊才能完成組播流的 複製轉發，組播轉發表的建立需要CPU處理組播協議後才能完成。此時，需要 重新在S1節點上建立組播轉發表，雖然以太環網鏈路完成了快速的切換，但組 播轉發表可能仍然沒有建立完整，導致組播業務在鏈^各發生故障的時候延遲大、 恢復時間長。鏈路恢復同樣需要重新建立組播轉發表，大大增加了組播鏈路切 換的延遲。
以太環網中，組播鏈路快速切換的瓶頸主要在組播轉發表的建立，而不是 以太環網鏈路故障的4企測恢復。雖然可以優化組播協議的流程，加快組播相關 協議的處理速度，但是處理時間遠遠大於50ms的控制級別。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種以太環網組播鏈路快速切換方 法，能支持實時可靠的快速切換。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的
一種以太環網組播鏈路快速切換的方法，該方法包括
為以太環網中每個組播組設置組丟棄模式，並在該^t式下為每個組播節點 建立組播轉發表；將每個節點的環網埠加入該節點的組播轉發表，所有節點 的環網埠形成以太環網的組播路徑；
以太環網中用戶或鏈路狀態發生變化時，組播鏈路在與變化相關的節點進 行鏈路切換。
所述用戶或鏈路狀態發生變化為有用戶加入或離開節點； 所述組播鏈路切換為從用戶加入或離開的節點的組播轉發表中加入或刪 除該用戶埠，組播流在該節點轉發到用戶或丟棄。
該方法進一步包括在以太環網中指定一個節點為主節點，將該節點的一
個環網埠作為從埠 ，主節點的組播轉發表包含從埠 。
所述用戶或鏈路狀態發生變化為以太環網檢測到鏈路故障； 所述組播鏈路切換為組播流從主節點的從埠轉發到目標節點。 該方法進一步包括以太環網鏈^"故障恢復時，阻塞主節點的從埠，組 播流在從埠方向丟棄。
以太環網中沒有用戶時，組播流僅在各節點的環網埠傳輸。 本發明引入了組丟棄模式，在該模式下，以太環網各個節點的組播轉發表 一直存在，始終包含環網埠，在進行鏈路切換時，組播轉發表在環網路徑上 不需要重新建立，也不需要通知主節點，從而減少了因重新建立組播轉發表而 導致組播鏈路切換的延遲，組播組數目或註冊用戶的變化不再影響鏈路切換的 時間，滿足了組播業務如IPTV業務的高實時性、高可靠性的要求。
圖1為現有4莫式下以太環網有用戶加入時示意圖2為現有以太環網用戶接收組播流示意圖3為現有以太環網鏈路故障時示意圖4為現有以太環網鏈路故障切換後用戶接收組播流示意圖5為本發明所述方法的流程圖6為本發明以太環網的組播流示意圖7為本發明以太環網用戶加入/離開示意圖8為本發明以太環網鏈路故障時示意圖9為本發明以太環網鏈路故障切換後用戶接收組播流示意圖。
具體實施例方式
本發明為每個組播組設置組丟棄(DROP)模式，並在每個組播節點中建 立空的組播轉發表。在DROP模式下，如果沒有用戶加入，各節點組播轉發表 的內容為空，當這個組的組播流到達各節點時，由於組播轉發表為空，沒有轉
發對象，則丟棄組播流內容。同時，在DROP模式下，將各個節點加到組的組
播轉發表的組播路徑中，並在每個節點存儲其自身的組播轉發表，以及把組播 路徑設置為未知組播包全部轉發模式。以上設置均為靜態建立，不需要協議的 參與。
這樣，各個節點的組播轉發表一直存在，組播流也始終在以太環網上存在， 節點本地組播用戶加入或離開時，組播鏈路與組播流同步切換，如此，就可以 保證組播業務即組播流的切換和以太環網鏈路切換的時間保持一致。
本發明所述方法的具體步驟如圖5所示
步驟501:為每個組播組設置DROP模式，在每個節點建立空的組播轉發 表，並將每個節點的環網埠加入該節點的組播轉發表，這樣，所有節點的環 網埠形成以太環網的組#^各徑。
如圖6所示，在以太環網中，指定S1為主節點，Sl節點的右環網埠為 從埠，以太環網正常時，阻塞S1節點的從埠 ，各節點存儲自身的組播轉發 表。當組播流到達時，如果沒有用戶加入，組播流只會向以太環網上傳輸，形 成組播流的環保護，不會流入到其它任何埠 。
以太環網的組播路徑包含所有節點的環網埠 ，這樣，每個節點在更新自 身的組播轉發表後就能夠及時轉發或接收組播流，而不必等待主節點建立組播 轉發表。
以太環網中用戶或鏈路狀態發生變化時，組播鏈路在與變化相關的節點進 行鏈路切換。具體的，在用戶加入/離開節點、或鏈路故障的情況下，分別執行 步驟502或步驟503:
步驟502:以太環網上某節點的組播用戶加入/離開，組播鏈路在該節點切換。
如圖7所示，當以太環網中S3節點上有用戶加入時，用戶在S3節點本地 完成註冊後，將用戶埠加入S3節點的組播轉發表，這樣，組播路徑不僅包含 S3節點的環網埠 ，還包括該用戶埠 。當組播流到達S3節點時，組播流立 即轉發到加入S3節點的用戶埠上；在沒有用戶加入的節點，組播流只會在節
點的環網埠上傳輸，不會轉發到其它用戶接入埠 。
S3節點有用戶離開時，在S3節點的組播轉發表刪除該用戶埠，以太環 網的組播流因為始終存在，當組播流到達S3節點時，將組播流丟棄在用戶埠。 步驟503:以太環網檢測到某節點鏈路故障，組播鏈路在該節點切換。 如果以太環網的鏈路發生故障，如圖8所示，S2節點與S3節點之間斷開， 以太環網檢測到鏈路故障，進行快速切換，Sl節點放開從埠的保護虛擬局域 網(VLAN， Virtual Local Area Network)轉發功能，因為S1主節點的從埠始 終在組播轉發表內，組播流立即從阻塞方向進行轉發，改由SI節點經S4節點、 S5節點，到達用戶所在的目標節點S3節點。
如圖9所示，S3節點通過切換後的鏈路接收到組播流。 以太環網檢測到故障消除時，重新阻塞S1主節點的從埠，組播流在這個 出口丟棄，防止環路，同時組播流在其它出口不間斷轉發，和以太環網切換時 間保持同步。S2節點、S3節點之間鏈路恢復，以太環網檢測到鏈路正常，組 播流從SI主節點經過S2節點到達S3節點轉發到用戶埠 ，不需要用戶組信 息重新建立在SI主節點上面。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種以太環網組播鏈路快速切換的方法，其特徵在於，該方法包括為以太環網中每個組播組設置組丟棄模式，並在該模式下為每個組播節點建立組播轉發表；將每個節點的環網埠加入該節點的組播轉發表，所有節點的環網埠形成以太環網的組播路徑；以太環網中用戶或鏈路狀態發生變化時，組播鏈路在與變化相關的節點進行鏈路切換。
2、 根據權利要求1所述的以太環網組播鏈路快速切換的方法，其特徵在於， 所述用戶或鏈路狀態發生變化為有用戶加入或離開節點；所述組播鏈路切換為從用戶加入或離開的節點的組播轉發表中加入或刪 除該用戶埠，組播流在該節點轉發到用戶或丟棄。
3 、根據權利要求1所述的以太環網組播鏈路快速切換的方法，其特徵在於， 該方法進一步包括在以太環網中指定一個節點為主節點，將該節點的一個環 網埠作為從埠 ，主節點的組播轉發表包含從埠 。
4、 根據權利要求3所述的以太環網組播鏈路快速切換的方法，其特徵在於， 所述用戶或鏈路狀態發生變化為以太環網檢測到鏈路故障；所述組播鏈路切換為組播流從主節點的從埠轉發到目標節點。
5、 根據權利要求4所述的以太環網組播鏈路快速切換的方法，其特徵在於， 該方法進一步包括以太環網鏈路故障恢復時，阻塞主節點的從埠，組播流 在從埠方向丟棄。
6、 根據權利要求1所述的以太環網組播鏈路快速切換的方法，其特徵在於， 以太環網中沒有用戶時，組播流僅在各節點的環網埠傳輸。
全文摘要
本發明公開了一種以太環網組播鏈路快速切換的方法，該方法包括為以太環網中每個組播組設置組丟棄模式，並在該模式下為每個組播節點建立組播轉發表；將每個節點的環網埠加入該節點的組播轉發表，所有節點的環網埠形成以太環網的組播路徑；以太環網中用戶或鏈路狀態發生變化時，組播鏈路在與變化相關的節點進行鏈路切換。本發明引入了組丟棄模式，在該模式下，以太環網各個節點的組播轉發表一直存在，在進行鏈路切換時，不需要重新建立組播轉發表，也不需要通知主節點，從而減少了因重新建立組播轉發表而導致組播鏈路切換的延遲，組播組數目或註冊用戶的變化不再影響鏈路切換的時間，滿足了組播業務的高實時性、高可靠性的要求。
文檔編號H04L12/18GK101102249SQ20071014303
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月21日 優先權日2007年8月21日
發明者曲延鋒, 畢連宏, 輝 高 申請人:中興通訊股份有限公司