一種組播路由表項管理方法和路由器的製作方法
2024-02-04 07:54:15
專利名稱：一種組播路由表項管理方法和路由器的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種組播路由管理方法和路由器。
背景技術：
目前隨著IPTV(Internet Protocol Television，網絡電視)、視頻會議等業務的開展，IP組播業務在現有網絡上越來越受到廣泛的應用。PIM(Protocol Independent Multicast，協議無關組播)可以利用靜態路由或者任意單播路由協議所生成的單播路由表為IP組播提供路由。根據實現機制的不同，PIM分為 PIM-DM(Protocol Independent Multicast-Dense Mode，辦議無關組播一密集模式)禾口 PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode，協議無關組播一稀疏模式)兩種模式。其中，PIM-SM假設所有主機都不需要接收組播數據，只向明確提出需要組播數據的主機轉發。但是，目前網絡中的惡意攻擊或者組播源上的軟體病毒，會不斷的變化組播報文的目的地址，向網絡設備發送大量的IP組播報文，導致組播源直連的DR(指定路由器)建立大量無用組播路由表項(S*，G*)。但是，多數用作DR的路由器的晶片組播路由表容量有限，一旦組播路由表存儲了大量的無用的組播路由表項，使晶片中組播路由表容量達到上限，則路由器將無法為正常的組播業務建立組播路由表項，導致正常組播業務開展受到影響。
發明內容
本發明提供了一種組播路由表項管理方法和路由器，用以減少路由器中無用組播路由表項的數量，進而減少無用組播路由表項的存在對正常組播業務的影響。本發明提供的組播路由表項管理方法，應用於PIM SM網絡中的路由器，所述路由器上的組播路由表項的路由類型定義為第一類組播路由表項用於標識具有接收者的組播流的組播路由表項、第二類組播路由表項用於標識在預訂時間內沒有接收者的組播流的組播路由表項和第三類組播路由表項用於標識超出預訂時間後沒有接收者的組播流的組播路由表項，該方法包括路由器收到組播流時，判斷組播路由表的容量是否已經達到上限，若沒有達到上限，則為收到的組播流創建組播路由表項並將其路由類型設置為第二類組播路由表項；若已達到上限且所述組播路由表中包含第三類組播路由表項，則刪除具有最長表項生成時間的第三類組播路由表項，並為收到的組播流創建組播路由表項並將其路由類型設置為第二類組播路由表項。本發明提供的路由器，應用於PIM SM網絡，所述路由器上的組播路由表項的路由類型定義為第一類路由表項用於標識具有接收者的組播流的組播路由表項、第二類組播路由表項用於標識在預訂時間內沒有接收者的組播流的組播路由表項和第三類組播路由表項用於標識超出預訂時間後沒有接收者的組播流的組播路由表項，該路由器包括控制模塊，用於在收到組播流時，判斷組播路由表的容量是否已經達到上限，若沒有達到上限，則指示表項創建模塊為收到的組播流創建組播路由表項；若已達到上限且所述組播路由表中包含有第三類組播路由表項，則指示表項刪除模塊刪除具有最長表項生成時間的第三類組播路由表項，並指示表項創建模塊為收到的組播流創建組播路由表項；表項創建模塊，用於根據所述控制模塊的指示，為收到的組播流創建組播路由表項並將其路由類型設置為第二類組播路由表項；表項刪除模塊，用於根據所述控制模塊的指示，刪除具有最長表項生成時間的第
三類組播路由表項。與現有技術相比，本發明的有益技術效果包括本發明優化了路由器中組播路由表項的創建方式，從而一定程度上避免了因路由器中存在大量無用組播路由表項，降低了對攻擊組播流對正常組播業務產生的不利影響。
圖1為本發明實施例所適用的PIM SM組網結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的組播路由表項管理流程示意圖；圖3為本發明實施例提供的路由器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。本發明實施例所適用的PIM SM組網架構基本與現有技術的PIM SM組網架構基本相同。圖1示出了一種典型的PIM SM組網，其中，運行了 PIM協議的路由器(即PIM路由器)所組成的網絡稱為PIM-SM域。根據PIM SM協議，在PIM-SM域中，PIM-SM路由器周期性的發送PIM Hello消息， 用以發現鄰接的PIM路由器，並負責在多路訪問網絡中進行DR選舉。與組播接收者直連的 DR負責向RP (Rendezvous Point，匯集點)的方向發送「加入/剪枝」消息，與組播源直連的DR負責組播源的數據轉發到組播分發樹。PIM-SM通過建立組播分發樹來進行組播流的轉發。組播分發樹分為兩種以組G 的根節點RP為根的共享樹(Rendezvous Point Tree, RPT)和以組播源為根的最短路徑樹 (Shortest Path Tree, SPT)。PIM-SM路由協議通過顯式的加入/剪枝機制來完成組播分發樹的建立與維護。基於上述PIM SM組網架構，本發明實施例中，當路由器在創建組播路由表項時， 首先判斷組播路由表的容量是否已經達到上限；若沒有達到上限，則創建該組播路由表項； 若已達到上限，則查詢是否存在設定長時間內沒有組播接收者的組播路由表項，並在查詢到這樣的組播路由表項時，將查詢到的組播路由表項刪除之後，再創建新的組播路由表項。具體的，本發明實施例在PIM SM路由協議中，對組播路由表項引入了優先級的概念，即，將組播路由定義為三類，為描述方便稱為A、B、C三類組播路由若組播路由表項(S*，G*)中有下遊出接口，S卩(S*，G*)組播流有下遊接收者，則對應的組播路由表項為A類組播路由，即該組播路由表項的路由類型為A類；
(S*，G*)表項初始建立時沒有任何下遊出接口，則定義為B類組播路由；(S*，G*)在持續的時間範圍T內，始終沒有添加任何出接口，則定義為C類路由。 攻擊組播流不存在接收者，因此攻擊組播流的組播路由表項需要刪除；而持續時間T內沒有接收者的正常組播流的組播路由表項對組播路由表項的佔用也是一種浪費，同樣需要刪除。上述三類組播路由的類型可相互轉化，其切換的觸發條件為A類組播路由表項對應的出接口清空後，變為B類組播路由；B類組播路由表項的持續生存時間T後，變為C類組播路由；C類和B類組播路由表項中添加首個下遊出接口後，切換成A類組播路由。PIM域中的所有路由器均可遵循上述原則進行組播路由表項的管理。引入上述組播路由表項的分類後，組播路由表項的建立過程可如圖2所示，包括當需要在路由器上創建(S*，G*)表項時，判斷當前是否達到該路由器的組播路由表容量上限(步驟201)；若還未達到，則創建(S*，G*)表項，並將該表項設置為B類路由 (步驟20 ；若已達到組播路由表容量上限，則查找組播路由表中是否存在C類組播路由表項(步驟20 ；若存在，則刪除具有最長表項生成時間的C類組播路由表項以釋放資源，然後創建(S*，G*)表項，並將該表項設置為B類(步驟204 20 ；若不存在C類組播路由表項，則(S*，G*)表項創建失敗(步驟206)。具體實施時，當B類組播路由表項創建時，或者A類組播路由表項切換為B類組播路由表項時，可針對該B類組播路由表項啟動定時器，當定時器超時，若該組播路由表項仍為B類，則將其切換為C類組播路由表項。由於組播攻擊流，一般都沒有真正的接受者，或者在RP上部署有一定的組播註冊限制而無法註冊成功，因此創建的相應B類的組播路由表項會在一定長時間後退化成C類組播路由表項，這樣就可以保證正常組播業務的開展，在一定程度上動態靈活的識別組播攻擊並防止其造成的不利影響。下面以與組播源連接的DR上進行組播路由表項的管理為例，對本發明實施例提供的組播路由管理流程進行詳細描述。當組播源開始發送組播流給DR，由DR單播給RP時，其組播路由表項的建立過程包括與組播源直連的DR收到組播源S的組播流後，判斷本設備的組播路由表容量是否已經達到上限，若已經達到，則查詢組播路由表中是否存在C類組播路由表項，若存在C類組播路由表項，則刪除該C類組播路由表項以釋放資源，然後建立(S*，G*)表項，將該表項的路由類型設置為B類，並將該組播流的組播報文封裝成註冊報文，通過單播方式發送給 RP;若不存在C類組播路由表項，則(S*，G*)表項創建失敗。RP收到該註冊報文後，解封裝註冊報文得到其中的組播流的組播報文，若該組播流有接收者，則將解封裝得到的組播流按RPT(反向路徑轉發)的方式轉發給該組播接收
者ORP可根據定義的規則，在適當時候向組播源逐跳發送(S*，G*)加入報文，這樣，從 RP到組播源所經過的路由器就形成了 SPT的分支，這些路由器都在其路由組播表中生成了 (S*，G*)表項，各路由中(S*，G*)表項的出接口為該路由器接收到該加入報文的入接口，此過程中各路由器中的(S*，G*)表項的路由類型為A類。所建立起來的SPT以組播源為根， 以RP為葉子。在此過程中，與組播源直連的DR在接收到該(S*，G*)加入報文後，將該加入報文的入接口作為(S*，G*)表項的出接口，並將該表項的路由類型設置為A類。此後，組播源S發送的組播流沿著已建立好的SPT到達RP，然後由RP將組播流沿著RPT向接收者進行轉發。當RP收到沿著SPT轉發來的組播流後，通過單播方式向與組播源直連的DR發送註冊停止報文(Register-Mop Message)，組播源註冊過程結束。若RP收到該註冊報文後，該組播流沒有接收者，則RP向與組播源直連的RD發送註冊停止報文；與組播源直連的RD接收到註冊停止報文後，停止發送組播流，對應的(S*， G*)表項中不會添加指向下遊路由器的出接口，其路由類型仍保持為B類。當RP上首次收到下遊需要接收(S*，G*)的組播流的加入請求時，根據RP維護的註冊歷史信息，RP可主動向組播源方向逐跳發送加入請求，並最終觸發與組播源直連的DR 在(S*，G*)表項中添加指向下遊路由器的出接口，並根據情況更新其(S*，G*)表項的路由類型。例如，如果(S*，G*)表項之前沒有出接口，為B類，則在添加出接口後，其路由類型更新為A類。當RP接收到下遊發送的針對(S*，G*)表項的剪枝報文，且判斷該(S*，G*)表項已沒有接收者時，向組播源逐跳發送(S*，G*)剪枝報文，SPT上的各路由器收到剪枝報文後， 將(S*，G*)表項對應的相應出接口(即接收該剪枝報文的入接口)刪除，並根據情況更新 (S*，G*)表項的路由類型。例如，如果與組播源直連的DR根據該剪枝報文從該(S*，G*)表項中刪除出接口後，該表項不存在出接口了，則該DR將該表項的路由類型從A類更新為B 類。B類表項存在的持續時間(即生存期)超過設定時長後，其路由類型退化為C類。基於相同的技術構思，本發明實施例還提供了一種路由器。參見圖3，為本發明實施例提供的路由器的結構示意圖，該路由器上的組播路由表項的路由類型定義為第一類組播路由表項用於標識具有接收者的組播流的組播路由表項、第二類組播路由表項用於標識在預訂時間內沒有接收者的組播流的組播路由表項和第三類組播路由表項用於標識超出預訂時間後沒有接收者的組播流的組播路由表項，該路由器可包括常規的組播流接收模塊305和組播流轉發模塊306，其中，組播流轉發模塊306 用於根據組播路由錶轉發接收到的組播流，此外，還可包括控制模塊301、表項創建模塊 302、表項刪除模塊303，其中控制模塊301，用於在收到組播流時，判斷組播路由表的容量是否已經達到上限， 若沒有達到上限，則指示表項創建模塊302為收到的組播流創建組播路由表項；若已達到上限且所述組播路由表中包含有第三類組播路由表項，則指示表項刪除模塊303刪除具有最長表項生成時間的第三類組播路由表項，並指示表項創建模塊302為收到的組播流創建組播路由表項； 表項創建模塊302，用於根據控制模塊301的指示，為收到的組播流創建組播路由表項並將其路由類型設置為第二類組播路由表項；表項刪除模塊303，用於根據控制模塊301的指示，刪除具有最長表項生成時間的
第三類組播路由表項。進一步的，上述路由器還可包括表項更新模塊304，用於在接收到剪枝報文後，將該剪枝報文對應的組播流的組播路由表項的出接口刪除，並其路由類型設置為第二類組播路由表項；或/和，用於在接收到加入報文後，為加入報文對應的組播流的組播路由表項添加出接口，並將其路由類型設置為第一類組播路由表項。進一步的，控制模塊301還可在判斷所述組播路由表的容量已達到上限，並且所述組播路由表中不包含第三類組播路由表項時，指示表項創建模塊302終止為收到的組播流創建組播路由表項。綜上所述，本發明實施例，能夠以簡便、無需複雜運算、設備開銷小的方式，在組播路由表中識別出攻擊組播流的組播路由表項，並將其佔用路由表項資源釋放。另外，本發明實施例還將組播路由表中長時間無接收者的正常組播流退化成需要刪除的組播路由表項並最終釋放其佔用的資源，更好的保證有接收者正常組播業務的開展。本發明實施例中，時間T設置與網絡環境、組播業務流量、攻擊組播流的流量、路由設備的晶片性能都相關。本領域技術人員可以根據需求靈活設置時間T。時間T的較佳值可以是30秒-300 秒之間的任一數值。但是，時間T是小於30秒或大於300秒都不妨礙本實施例的實現，只是會減小方案所產生的有益效果。譬如，如果時間T小於30秒，有可能路由設備DR頻繁重複執行「創建組播路由，將創建的組播路由切換成C類路由並最終刪除C類路由，，的一系列處理。原因是，DR上建立組播路由表項後向RP註冊，然後根據來自RP的請求在相應的組播路由表項中添加出接口。如果時間T不夠長，DR就可能在收到來自RP的請求之前，已經將B類路由被標識成C類路由並刪除。這樣DR有可能重複執行組播路由表項的創建和刪除，同樣不利於路由設備的業務處理。再比如，如果時間T大於300秒，無法有效的為正常的組播流創建組播路由表項。原因是，如時間T太長，則會使攻擊組播流的路由表項被正常組播流裡的組播表項所取代的時間較長。如果網絡中的正常組播業務流的流量大，而路由設備的晶片性能不高，這樣DR —旦收到大量攻擊組播流時，有可能較長的時間內無法為正常組播業務創建組播路由表項。通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發明可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現，當然也可以通過硬體，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。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本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種組播路由表項管理方法，應用於PIM SM網絡中的路由器，其特徵在於，路由器上的組播路由表項的路由類型定義為第一類組播路由表項用於標識具有接收者的組播流的組播路由表項、第二類組播路由表項用於標識在預訂時間內沒有接收者的組播流的組播路由表項和第三類組播路由表項用於標識超出預訂時間後沒有接收者的組播流的組播路由表項，該方法包括路由器收到組播流時，判斷組播路由表的容量是否已經達到上限，若沒有達到上限，則為收到的組播流創建組播路由表項並將其路由類型設置為第二類組播路由表項；若已達到上限且所述組播路由表中包含第三類組播路由表項，則刪除具有最長表項生成時間的第三類組播路由表項，並為收到的組播流創建組播路由表項並將其路由類型設置為第二組播類路由表項。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還包括所述路由器接收到剪枝報文後，將該剪枝報文對應的組播流的組播路由表項的出接口刪除，並其路由類型設置為第二類組播路由表項。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還包括所述路由器接收到加入報文後，為加入報文對應的組播流的組播路由表項添加出接口，並將其路由類型設置為第一類組播路由表項。
4.如權利要求1-3之一所述的方法，其特徵在於，該方法還包括所述路由器判斷所述組播路由表的容量已達到上限，並且所述組播路由表中不包含第三類組播路由表項，則終止為所述收到的組播流創建組播路由表項。
5.一種路由器，應用於PIM SM網絡，其特徵在於，路由器上的組播路由表項的路由類型定義為第一類路由表項用於標識具有接收者的組播流的組播路由表項、第二類組播路由表項用於標識在預訂時間內沒有接收者的組播流的組播路由表項和第三類組播路由表項用於標識超出預訂時間後沒有接收者的組播流的組播路由表項，該路由器包括控制模塊，用於在收到組播流時，判斷組播路由表的容量是否已經達到上限，若沒有達到上限，則指示表項創建模塊為收到的組播流創建組播路由表項；若已達到上限且所述組播路由表中包含有第三類組播路由表項，則指示表項刪除模塊刪除具有最長表項生成時間的第三類組播路由表項，並指示表項創建模塊為收到的組播流創建組播路由表項；表項創建模塊，用於根據所述控制模塊的指示，為收到的組播流創建組播路由表項並將其路由類型設置為第二類組播路由表項；表項刪除模塊，用於根據所述控制模塊的指示，刪除具有最長表項生成時間的第三類組播路由表項。
6.如權利要求5所述的路由器，其特徵在於，還包括表項更新模塊，用於在接收到剪枝報文後，將該剪枝報文對應的組播流的組播路由表項的出接口刪除，並其路由類型設置為第二類組播路由表項。
7.如權利要求5所述的路由器，其特徵在於，還包括表項更新模塊，用於在接收到加入報文後，為加入報文對應的組播流的組播路由表項添加出接口，並將其路由類型設置為第一類組播路由表項。
8.如權利要求5-7之一所述的路由器，其特徵在於，所述控制模塊還用於，在判斷所述組播路由表的容量已達到上限，並且所述組播路由表中不包含第三類組播路由表項時，指示所述表項創建模塊終止為收到的組播流創建組播路由表項。
全文摘要
本發明公開了一種組播路由表項管理方法和路由器，應用於PIM SM網絡，組播路由表項定義為標識具有接收者的組播流的第一類組播路由表項、標識在預訂時間內沒有接收者的組播流的第二類組播路由表項和標識超出預訂時間後沒有接收者的組播流的第三類組播路由表項，該方法包括路由器收到組播流時判斷組播路由表是否達到上限，若沒有，則創建組播路由表項並將其路由類型設置為第二類組播路由表項；若已達到上限且組播路由表中包含第三類組播路由表項，則刪除第三類組播路由表項，並創建組播路由表項並將其設置為第二類組播路由表項。本發明避免了因路由器中存在大量無用組播路由表項，降低了對攻擊組播流對正常組播業務產生的不利影響。
文檔編號H04L12/56GK102394813SQ20111033326
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者汪洪遠, 遊君平, 鄭國良 申請人:杭州華三通信技術有限公司