在現有的epon網絡上實現ipv6組播過濾的方法
2023-10-10 08:59:59 1
專利名稱：在現有的epon網絡上實現ipv6組播過濾的方法
技術領域：
本發明涉及一種在千兆無源光網絡(以下稱為EP0N)上實現IPV6組播過濾的方法，更 具體地說是一種在EP0N網絡上實現MLD Snooping的方法。
背景技術：
在網絡傳輸過程中，IP組播(將相同的信息包同時傳送給多個目的地)比單播(向每 個目的地單獨發送一份)的效率高得多。如果網絡中沒有某種類型組播控制，網絡將會把 組播作為廣播處理，這意味著目的地網絡上的所有主機都必須處理髮送給該網絡的所有組 播。在組播應用類型較多的環境中，這可能需要能夠搶奪網絡上所有主機CPU周期的性能， 極大的影響網絡的傳輸性能。
IGMP snooping和MLD snooping技術就是為了解決二層設備在埠上過濾該埠不需 要的組播數據包，防止組播包泛濫，節省埠有效帶寬問題而產生的技術。
IPv4組播偵聽的技術被稱為IGMP Snooping,是一個用於組播組的管理和控制的技術。 它使用IGMP報文。IGMP協議運行在網絡層，而IGMP Snooping運行在鏈路層。如
圖1所示， IGMP Snooping允許交換機監聽主機和路由器之間的IGMP會話。當交換機監聽到主機發往 某個組的IGMPr印ort，交換機將主機的埠數加入到這個組的轉發列表中，同樣，當交換 機收聽到IGMP leave消息，它就將主機的埠從轉發表中刪除。如果一段時間內沒有成員 的報告，交換機將埠從組中刪除。當IGMP Snooping啟動之後，組播路由器周期地向所 有VLAN發送IGMP査詢報文，VLAN下的主機響應査詢報文，發送加入或報告報文，因此這 個主機所在埠被加入到組播轉發表中，關鍵字是VLAN和組播MAC地址，當有組播數據時， 直接根據組播轉發表進行相應的轉發，並不是向所有埠轉發，因此有效地節省了交換機 的帶寬。
MID snooping的基本工作原理與IGMP snooping相同，差別只在於MLD Snooping是偵 聽IPv6的組播包。而所謂MLD snooping,是指0而設備通過偵聽STB (機頂盒)與路由器 之間的IPv6組播協議消息(MLD協議)交互，可以確定連接在自己某埠的STB當前加入 的組播組，從而只轉發該STB需要的組播組數據，過濾掉其餘不需要的組播組數據的功能。
為了在無源光網絡(EPON)中實現EP0N的M1D snooping功能，EPON除了要為每一個 點到點的邏輯鏈路指定一個LLID (Logical Link ID)夕卜，EPON中還要定義一個通用的廣 播LLID。 OLT對於下行數據包，如果是單播包，就在地址表中查找對應的LLID，將對應的 LLID值插入到數據包中。如果這個包是一個廣播包，那麼就使用一個通用的廣播LLID值。 而ONU在接收到下行包後，要將不屬於自己的數據包過濾掉。當有一個新的下行包到達時， 如果該包是單播包，且LLID與ONU的LLID相匹配，就接收這個包，否則就丟棄這個包； 如果該包是廣播包，且LLID為通用的廣播LLID，就接收這個包。
如圖二所示，ONU的下行埠為FE 口，由於IPv6還屬於新興技術，大多數EPON Switch 晶片上還無法實現MLD snooping功能。因此也無法對不屬於本ONU下屬終端的組播進行過 濾，而EPON 口的數據速率達到1G，下行的數據口只有FE，就很容易在此導致埠擁塞。
發明內容
本發明的目的在於提供一種在EPON網絡上實現MLD Snooping的方法，該方法是在IPTV 業務中基於Passave晶片功能而開發的，在EPON網絡中使用的MLD snooping功能。通過 在ONU側實現MLD Snooping功能，可以允許IPv6的組播數據在ONU側被過濾，使得ONU 設備可直接輸出IOOM的FE接口，從而節省了網絡帶寬。該方法在沒有組播snooping功能 的二層交換設備中，對從某埠收到的組播數據包(該數據包的目的MAC地址為一個組播 MAC地址)的處理與對廣播包的處理相同，即將組播數據包向除源埠外的所有埠拷貝轉 發。而組播snooping功能，使得交換機可以通過在設備中建立的組播地址與埠的映射表， 決定是否向某個埠轉發組播數據包，從而實現埠上的組播數據包過濾。
作為實現本發明目的的一種在EPON網絡上實現MLD Sno叩ing的方法，其特徵在於， 該方法包含如下步驟
首先用戶端發送MLD的報告消息,經過VLAN (虛擬區域網)Switch後分兩路同時送至 處理器和上行EPON 口，處理器收到MLD報告消息後進行處理後，生成一張組播過濾地址表；
然後通過ONU晶片提供的API發控制指令給DA Classifier (圖中Ctrl所示)，當下 行的數據經過DA Classifier時，DA Classifier根據組播地址表完成對非本ONU的組播 數據過濾。
本發明所述的用戶端為STB或者PC。
本發明所述的ONU晶片為PAS6201，其內嵌有1個ARM922T的CPU內核，1個Switch內核。
本發明是基於IPv6中只有廣播流走IPv6組播協議的現狀，根據QoS原則，將IPTV業 務節點(也就是STB)放到特定的某一個VLAN，而IPTV業務只有少量的上行數據流，這就 意味著只有一個VLAN需要進行較少數量的上行數據包抓包。同時，利用Passave晶片的API (Application Programming Interface應用編程接口 )接口可以針對特定VLAN上行或下 行的所有數據包進行抓包的特性，通過對ONU晶片PAS6201 ( EPON光網絡單元晶片)上的 API,進行二次開發。通過這些API接口，來控制其ONU晶片的某些行為，並達到實現MLD snooping功能的目的。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。
圖1為目前MLD、 IGMP snooping實現示意圖。
圖2為現有千兆無源光網絡(EPON)的EPON結構圖。
圖3為本發明具體實施方式
中的PAS6201實現MLD Snooping原理圖。
具體實施例方式
為使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具 體實施例，進一步闡述本發明。
參看圖3， 一種在EPON網絡上實現MLD Snooping的方法，該方法包含如下步驟
首先用戶端(STB或者PC)發送MLD的報告消息，經過VLAN (虛擬區域網)Switch後分 兩路同時送至處理器ARM922T和上行EPON 口 ，處理器ARM922T收到MLD報告消息後進行 處理後，生成一張組播過濾地址表；
然後通過ONU晶片PAS6201提供的API發控制指令給DA Classifier(圖中Ctrl所示)， 當下行的數據經過DA Classifier時，DA Classifier根據組播地址表完成對非本ONU的 組播數據過濾。
上述方法是基於IPv6隻有廣播流走IPv6組播協議的現狀，根據QoS原則，將IPTV業 務節點(也就是STB)放到特定的某一個VLAN，而IPTV業務只有少量的上行數據流，這就 意味著只有一個VLAN需要進行較少數量的上行數據包抓包。同時，利用Passave晶片的API (Application Programming Interface應用編程接口 )接口可以針對特定VLAN上行或下
行的所有數據包進行抓包的特性，通過對ONU晶片PAS6201 ( EPON光網絡單元晶片)上的 API，進行二次開發。通過這些API接口，來控制其ONU晶片的某些行為，並達到實現MLD snooping功能的目的。
下面通過對MLDS實現詳細功能的描述來進一步說明本發明。
1、 初始化時，禁止視頻組播數據從ONU晶片的UNI 口流出
為了達到過濾視頻組播數據流的目的，晶片0而初始化時，應該禁止視頻IPv6的組播 數據從UNI 口 (用戶網絡接口)流出。 可以通過調用API: PAS ONU— i p—multicast—enable( PASONU—direction—t direction, BOOLEAN enable h
禁止下行的IPv6組播數據通過到UNI埠。
但是，不應該禁止出於管理目的而發往UNI側的組播數據，例如路由器發往Host的地 址分配協議報文等。
2、 初始化時，設置特定VLAN的上行數據能夠被ONU的CPU捕獲
為了能夠捕獲STB發往路由器的MLD協議包，需要將STB的上行埠設置在某個VLAN 中。這樣通過晶片ONU初始化時，設置此VL層的上行數據即從數據通道流到EPON 口，又 能流向PAS6201的CPU內核。從而被CPU捕獲。
可以利用PAS6201提供的用於設置進行數據通道過濾的API來實現
PASONU—CLASSIFIER—add一filter(PASONU—direction—t direction,
PASONU—frame一quali f i er—t quali f i er，
INT16U value,
PASONU—forwardi ng—act ion—t act ion， PASONU—flow—desc—t fd );
指定direction為上行，qualifier為按照VLAN進行過濾，value為需要過濾的VLAN ID， action為允許數據能夠向PAS6201的CPU複製，即數據轉發模式設為PASONU—PASS—BOTH。
3、 初始化時，設置特定的MLD Query組播報文數據能夠被ONU的CPU捕獲 為了能夠實現Sno叩ing功能，晶片ONU的CPU應該捕獲路由器發給HOST (主機)的
MLD Query消息。因此晶片ONU初始化時，需要根據目的MAC地址，設置捕獲MLD snooping 報文的組播組數據。
可以通過調用PASONU_CLASSIFIER—add—DA—filter ，將下行數據鏈路中DA為 33-33-00-00-00-01的數據轉發模式設為PASONU—PASS一B0TH。這樣運行在CPU上我們的應 用程序MLD一APP可以獲取到路由器發送的MLD Query通用査詢協議包。
4、 能夠根據捕獲的VL細上行報文，建立組播過濾表
STB上行的VLAN報文，不全是MLD的R印ort、 Done協議報文。因此MLDS模塊需要分 析所有STB上行的VLAN報文，根據MLD協議規定，找出其中的R印ort、 Done協議報文。 之後，根據報文中加入或離開某個組播組的請求，建立一張組播過濾表。該表的每一條記 錄表示STB目前加入的組播組。
5、 能夠根據組播過濾表，進行IPv6組播數據的過濾
MLDS模塊應該根據組播過濾表，向PAS6201設置基於目的MAC地址的ACL(訪問控制)， 即允許在組播過濾表中有記錄的組播數據，能夠流向UNI接口； 可以通過調用API:
PASONU—CLASSIFIER—add—DA一fiIter( GENERAL—mac一address—t *address, PASONU—forwardi ng一act ion—t act ion, PASONU—flow—desc—t fd )， 將下行數據鏈路中指定DA為組播過濾表中組播組的數據轉發模式設為 PASONU—PASS—DATAPATH,允許該組播目的地址的IPv6組播數據通過.
6、 能夠根據査詢情況，動態維護組播過濾表
MLDS模塊應該根據捕獲到的路由器發向HOST的MLD Query消息，來啟動定時機制，判 斷在規定時間內是否收到STB返回的MLD R印ort應答。若收不到，則認為0而的UNI埠 下面已沒有該組播組成員，因此需要動態更新組播過濾表。
權利要求
1、一種在EPON網絡上實現MLD Snooping的方法，其特徵在於，該方法包含如下步驟首先用戶端發送MLD的報告消息，經過VLAN的Switch後分兩路同時送至處理器和上行EPON口，處理器收到MLD報告消息後進行處理後，生成一張組播過濾地址表；然後通過ONU晶片提供的API發控制指令給DA Classifier，當下行的數據經過DAClassifier時，DA Classifier根據組播地址表完成對非本ONU的組播數據過濾。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的用戶端為STB或者PC。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的處理器為ARM922T。
4、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的0NU晶片為PAS6201。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述PAS6201晶片，其內嵌有1個ARM922T 的CPU內核，l個Switch內核。
6、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，EPON上的MLD Snooping功能是基於 passave晶片功能而開發的。
7、 根據權利要求4所述的方法，，其特徵在於，所述passave晶片的應用編程接口 API (Application Programming Interface)接口具有可以針對特定VLAN上行或下行的所有數據包進行抓包的特性。
8、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，只有一個VLAN需要進行較少數量的上 行數據包抓包。
全文摘要
一種在EPON網絡上實現MLD Snooping的方法，其首先用戶端(STB或者PC)發送MLD的報告消息，經過VLAN(虛擬區域網)Switch後分兩路同時送至處理器ARM922T和上行EPON口，處理器ARM922T收到MLD報告消息後進行處理後，生成一張組播過濾地址表；然後通過ONU PAS6201晶片提供的API發控制指令給DA Classifier，當下行的數據經過DAClassifier時，DA Classifier根據組播地址表完成對非本ONU的組播數據過濾。本發明利用Passave晶片的API接口可以針對特定VLAN上行或下行的所有數據包進行抓包的特性，通過對ONU晶片PAS6201上的API，進行二次開發。通過這些API接口，來控制其ONU晶片的某些行為，並達到實現MLD snooping功能的目的。
文檔編號H04B10/20GK101114981SQ200610029520
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月28日 優先權日2006年7月28日
發明者浩 劉, 進 李 申請人:上海未來寬帶技術及應用工程研究中心有限公司