專利名稱：三層交換中ip組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，具體涉及三層交換中IP(互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有IP組播路由協(xié)議，如PIM-SM(協(xié)議無(wú)關(guān)組播路由協(xié)議之稀疏模式)和PIM-DM(協(xié)議無(wú)關(guān)組播路由協(xié)議之密集模式)等(本文僅以PIM-SM為例)，其路由項(xiàng)為一個(gè)(source、group、iifoif)形式的四元組。其中source為組播數(shù)據(jù)源的IP地址、group為目的組播地址，iif為入接口，oif為出接口列表。組播協(xié)議將該路由項(xiàng)下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)芯片，因而轉(zhuǎn)發(fā)芯片中維護(hù)相應(yīng)的四元組形式的轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)。當(dāng)收到組播信息報(bào)文時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)芯片根據(jù)該報(bào)文的源地址和目的組播地址查找對(duì)應(yīng)的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)。如果找到則進(jìn)行相應(yīng)的RPF(逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā))檢查，檢查通過(guò)則轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的出接口。否則上報(bào)組播協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理。
通常組播協(xié)議維護(hù)的組播路由項(xiàng)的入、出接口都是三層接口，而轉(zhuǎn)發(fā)芯片維護(hù)的轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)的入、出接口則是物理端口。在三層交換機(jī)中，當(dāng)一個(gè)VLAN上的某個(gè)端口加入到某個(gè)多播組的時(shí)候，組播協(xié)議會(huì)將該VLAN作為一個(gè)三層接口加入到組播路由項(xiàng)中。該路由項(xiàng)下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)芯片時(shí)，會(huì)將該VLAN的所有物理端口加入到相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)中。所以相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)文將會(huì)從該VLAN的所有物理端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，即轉(zhuǎn)發(fā)不能精確到VLAN下某個(gè)具體的物理端口。如果同一個(gè)VLAN加入到不同的多播組，則該VLAN內(nèi)的每個(gè)端口接收到的組播數(shù)據(jù)流將成倍增加，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)發(fā)效率。
對(duì)于此類問(wèn)題，目前有的解決方案是把需要啟動(dòng)組播的端口各自配置到不同的VLAN中，即一個(gè)VLAN中只有一個(gè)物理端口。這種解決方案雖然從一定程度上提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率，但是由此引出的VLAN數(shù)目將大量增長(zhǎng)，而且VLAN本身也失去了意義。
此外，對(duì)于PIM域中葉子節(jié)點(diǎn)的情況，有一個(gè)相關(guān)的解決方案，即IGMPSnooping。IGMP Snooping運(yùn)行在鏈路層，當(dāng)交換機(jī)收到IGMP報(bào)文時(shí)，IGMPSnooping分析IGMP報(bào)文所帶的信息，在二層建立和維護(hù)MAC組播地址表，以后從交換機(jī)下發(fā)的組播報(bào)文就根據(jù)MAC組播地址表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。不過(guò)該方案只能夠解決葉子節(jié)點(diǎn)的VLAN內(nèi)精確端口轉(zhuǎn)發(fā)問(wèn)題，并不能解決非葉子節(jié)點(diǎn)的VLAN內(nèi)精確端口轉(zhuǎn)發(fā)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種三層交換中IP組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法，實(shí)現(xiàn)IP組播在VLAN下端口的精確轉(zhuǎn)發(fā)，從而大大提高組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率。
本發(fā)明提供的三層交換中IP組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法，依次包括以下步驟1.對(duì)收到的協(xié)議報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文保留相應(yīng)的VLAN ID和VLAN下具體的物理端口號(hào)。
2.根據(jù)報(bào)文類型及第1步保留的VLAN ID和物理端口號(hào)生成并維護(hù)一個(gè)組播路由端口映射表(MPM，即Mroute Port Map)。該表表項(xiàng)保存組播路由源地址、目的組地址、入接口VLAN ID和物理端口號(hào)及出接口VLAN ID和物理端口號(hào)列表。
3.根據(jù)對(duì)應(yīng)的組播路由端口映射表表項(xiàng)將四元組形式的組播路由項(xiàng)下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)芯片。轉(zhuǎn)發(fā)芯片根據(jù)該組播路由項(xiàng)生成入、出接口為VLAN下具體物理端口的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)。
4.轉(zhuǎn)發(fā)芯片根據(jù)組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行機(jī)械的轉(zhuǎn)發(fā)。由于組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)可以精確到VLAN下的具體物理端口，所以可以對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行VLAN下端口的精確轉(zhuǎn)發(fā)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明能使轉(zhuǎn)發(fā)精確到VLAN下具體的物理端口，有效的避免數(shù)據(jù)報(bào)文從VLAN的所有端口上轉(zhuǎn)發(fā)出去，從而極大的提高IP組播數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的效率。特別是同一個(gè)VLAN轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)組播組數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，效果更加明顯。


圖1是本發(fā)明中組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)生成過(guò)程。
具體實(shí)施例方式由于轉(zhuǎn)發(fā)芯片只是根據(jù)組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行機(jī)械的轉(zhuǎn)發(fā)，所以組播數(shù)據(jù)報(bào)文在VLAN端口的精確轉(zhuǎn)發(fā)依賴于轉(zhuǎn)發(fā)芯片中能精確到VLAN具體端口的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)。生成這樣的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)關(guān)鍵在于組播路由端口映射表的維護(hù)。
組播路由端口映射表的維護(hù)首先要有接收組播協(xié)議報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文的VLAN ID和VLAN下具體物理端口號(hào)。三層交換機(jī)對(duì)收到的報(bào)文保存其三層和二層的接口索引，根據(jù)三層接口索引和二層接口索引可以獲得對(duì)應(yīng)的VLAN ID和物理端口號(hào)。
組播路由端口映射表表項(xiàng)在以下幾種情況下生成1.IGMP(互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議)部分接收到成員關(guān)系報(bào)告(MembershipReport)時(shí)生成(*，G)表項(xiàng)；2.PIM-SM部分接收到(*，G)JOIN(加入)報(bào)文時(shí)生成(*，G)表項(xiàng)；3.PIM-SM部分接收到(S，G)JOIN(加入)報(bào)文時(shí)生成(S，G)表項(xiàng)；4.PIM-SM部分接收到組播數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)生成(S，G)表項(xiàng)。
組播路由端口映射表表項(xiàng)生成后填入相應(yīng)的VLAN ID和物理端口號(hào)，并且(*，G)表項(xiàng)和(S，G)表項(xiàng)之間的關(guān)系與PIM-SM中(*，G)路由表項(xiàng)和(S，G)路由表項(xiàng)之間的關(guān)系相同。
組播路由端口映射表表項(xiàng)的維護(hù)基于以下規(guī)則1.IGMP部分刪除成員(超時(shí)、收到leave消息等)時(shí)，對(duì)相應(yīng)表項(xiàng)的相應(yīng)出接口進(jìn)行刪除操作；2.IGMP部分接收到成員關(guān)系報(bào)告時(shí)，對(duì)相應(yīng)表項(xiàng)的相應(yīng)出接口進(jìn)行添加操作；3.PIM-SM部分接收到PRUNE(剪枝)報(bào)文時(shí)，對(duì)相應(yīng)表項(xiàng)的相應(yīng)出接口進(jìn)行刪除操作；4.PIM-SM部分接收到JOIN(加入)報(bào)文時(shí)，對(duì)相應(yīng)表項(xiàng)的相應(yīng)出接口進(jìn)行添加操作；5.組播路由端口映射表表項(xiàng)的入接口根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文的入口進(jìn)行更新；6.組播路由端口映射表表項(xiàng)中設(shè)置定時(shí)器，從而實(shí)現(xiàn)表項(xiàng)的老化；7.VLAN下物理端口的變化觸發(fā)組播路由端口映射表表項(xiàng)的更新。
圖1示出了組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)的生成過(guò)程。將組播路由表表項(xiàng)下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)芯片時(shí)，如果其某個(gè)出接口為VLAN，則查找組播路由端口映射表，根據(jù)相應(yīng)的VLAN ID和物理端口號(hào)將四元組形式的組播路由項(xiàng)下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)芯片。轉(zhuǎn)發(fā)芯片生成出接口為VLAN下具體物理端口的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)，并根據(jù)該轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)進(jìn)行組播數(shù)據(jù)在VLAN下端口的精確轉(zhuǎn)發(fā)。
權(quán)利要求
1.三層交換中IP組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法，依次包括如下步驟(1)對(duì)收到的協(xié)議報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文保留相應(yīng)的VLAN ID和VLAN下具體的物理端口號(hào)；(2)根據(jù)報(bào)文類型及步驟(1)保留的VLAN ID和物理端口號(hào)生成并維護(hù)一個(gè)組播路由端口映射表，該表表項(xiàng)保存組播路由源地址、目的組地址、入接口VLAN ID和物理端口號(hào)及出接口VLAN ID和物理端口號(hào)列表；(3)根據(jù)對(duì)應(yīng)的組播路由端口映射表表項(xiàng)將四元組形式的組播路由項(xiàng)下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)芯片，轉(zhuǎn)發(fā)芯片根據(jù)該組播路由項(xiàng)生成入、出接口為VLAN下具體物理端口的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)；(4)轉(zhuǎn)發(fā)芯片根據(jù)組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行機(jī)械的轉(zhuǎn)發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的三層交換中IP組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述VLAN ID和VLAN下具體物理端口號(hào)是根據(jù)三層交換機(jī)所保存的收到報(bào)文的三層和二層接口索引而獲得的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的三層交換中IP組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，組播路由端口映射表項(xiàng)在以下幾種情況下生成(1)IGMP部分接收到成員關(guān)系報(bào)告時(shí)生成(*，G)表項(xiàng)；(2)PIM SM部分接收到(*，G)JOIN報(bào)文時(shí)生成(*，G)表項(xiàng)；(3)PIM SM部分接收到(S，G)JOIN報(bào)文時(shí)生成(S，G)表項(xiàng)；(4)PIM SM部分接收到組播數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)生成(S，G)表項(xiàng)。
4.如權(quán)利要求3所述的三層交換中IP組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，組播路由端口映射表項(xiàng)的維護(hù)基于以下規(guī)則(1)IGMP部分刪除成員時(shí)，對(duì)相應(yīng)表項(xiàng)的相應(yīng)出接口進(jìn)行刪除操作；(2)IGMP部分接收到成員關(guān)系報(bào)告時(shí)，對(duì)相應(yīng)表項(xiàng)的相應(yīng)出接口進(jìn)行添加操作；(3)PIM-SM部分接收到PRUNE報(bào)文時(shí)，對(duì)相應(yīng)表項(xiàng)的相應(yīng)出接口進(jìn)行刪除操作；(4)PIM-SM部分接收到JOIN報(bào)文時(shí)，對(duì)相應(yīng)表項(xiàng)的相應(yīng)出接口進(jìn)行添加操作；(5)組播路由端口映射表表項(xiàng)的入接口根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文的入口進(jìn)行更新；(6)VLAN下物理端口的變化也觸發(fā)組播路由端口映射表項(xiàng)的更新。
5.如權(quán)利要求4所述的三層交換中IP組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，組播路由端口映射表表項(xiàng)中設(shè)置定時(shí)器，用于實(shí)現(xiàn)表項(xiàng)的老化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種三層交換中IP組播精確端口轉(zhuǎn)發(fā)的方法，包括以下步驟1.對(duì)收到的報(bào)文保留相應(yīng)的VLANID和VLAN下具體的物理端口號(hào)；2.根據(jù)報(bào)文類型及保留的VLAN ID和物理端口號(hào)生成并維護(hù)一個(gè)組播路由端口映射表，該表表項(xiàng)保存組播路由源地址、目的組地址、入接口VLAN ID和物理端口號(hào)及出接口VLAN ID和物理端口號(hào)列表；3.根據(jù)對(duì)應(yīng)的組播路由端口映射表表項(xiàng)將四元組形式的組播路由項(xiàng)下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)芯片，轉(zhuǎn)發(fā)芯片根據(jù)組播路由項(xiàng)生成入、出接口為VLAN下具體物理端口的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)；4.轉(zhuǎn)發(fā)芯片根據(jù)組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明的方法可以對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行VLAN下端口的精確轉(zhuǎn)發(fā)。
文檔編號(hào)H04L12/54GK1555165SQ20031011309
公開(kāi)日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
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