專利名稱：一種具有最小時延的組播恢復(fù)的方法及其接入設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IP組播控制技術(shù)，尤其指一種實現(xiàn)接入網(wǎng)中具有最小時延組播 恢復(fù)的方法及其接入設(shè)備。
背景技術(shù)：
組播由于能夠有效地實現(xiàn)一點對多點通信，使同一個分組在一個網(wǎng)段中只 出現(xiàn)一次，從而節(jié)約大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，同時使得到達(dá)用戶終端的分組的時延最短。因此組播技術(shù)已經(jīng)大量用于IPTV網(wǎng)絡(luò)電視解決方案中。傳統(tǒng)的接入網(wǎng)針對組播業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)如圖1所示，從BRAS/BNG(寬 帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器/寬帶網(wǎng)關(guān))到用戶機頂盒有且只有一條通路，構(gòu)成一個樹形 結(jié)構(gòu)。由于一個接入設(shè)備/節(jié)點上接入大量用戶(比如單個接入設(shè)備ISAM7302 (智能多業(yè)務(wù)接入平臺)可以接入768個用戶，此外ISAM還可以構(gòu)成最大4 級的級聯(lián)系統(tǒng)，其最大容量達(dá)16K用戶)，因此中間節(jié)點或者鏈路的失效將導(dǎo) 致多播業(yè)務(wù)(比如IPTV等)的中斷。如何快速高效地恢復(fù)接入網(wǎng)中組播業(yè)務(wù)， 是值得關(guān)注的問題。對于接入網(wǎng)，目前針對單播的常用的保護(hù)上聯(lián)工作鏈路(up-link)失效的方 案有兩種，即負(fù)載均衡的鏈路聚合(link aggregation/trunk)方案和基于生成樹 (STP/RSTP)的方案。它們可擴展支持一定的組播恢復(fù)。鏈路聚合方案接入設(shè)備通過多條物理線路連接同一個上一級設(shè)備，從邏 輯上這些鏈路看成一條鏈路。負(fù)載在這些子鏈路上均衡，其中一條子鏈路負(fù)載 轉(zhuǎn)發(fā)IGMP (因特網(wǎng)組播管理協(xié)議)消息和組播業(yè)務(wù)， 一旦此子鏈路失效，所 有業(yè)務(wù)(包括組播業(yè)務(wù))將重新在這個聚合鏈路(trunk)的剩余可用子鏈路進(jìn) 行業(yè)務(wù)均衡。在接入設(shè)備上的轉(zhuǎn)發(fā)表不用發(fā)生任何變化。生成樹方案對于使用生成樹協(xié)議的二層網(wǎng)狀網(wǎng)，組播業(yè)務(wù)的恢復(fù)一般是 在生成樹重構(gòu)之后通過組播査詢和組播報告等重建組播業(yè)務(wù)。此外，現(xiàn)有還提出了一種組播業(yè)務(wù)快速恢復(fù)方法(不妨稱為基于鏈路恢復(fù) 的組播報告恢復(fù)方案)，分為三步(l)鏈路故障檢測和鏈路恢復(fù)；(2)鏈路恢復(fù) 之后，接入設(shè)備主動向原備份鏈路對端設(shè)備發(fā)出組播請求報文；(3)對端設(shè)備解 析請求報文，提高組播數(shù)據(jù)流給接入設(shè)備。當(dāng)前存在的保護(hù)上聯(lián)工作鏈路的方案沒有充分考慮組播的特殊性，不利于 組播業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。因為這些方案是盡快給失效鏈路找到備份的物理鏈路， 從物理上保證連接性，而與失效鏈路相連的設(shè)備上的組播轉(zhuǎn)發(fā)表需要重新通過 IGMP snooping等手段重構(gòu)，效率低。圖l所示的針對組播的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案即使使用了鏈路聚合，也不能解決接 入設(shè)備的上聯(lián)鏈路失效或上一級設(shè)備失效情況。而使用快速生成樹協(xié)議的二層網(wǎng)狀網(wǎng)，當(dāng)一個端口被使能或者被阻塞時， 其設(shè)備(運行IGMP proxy的設(shè)備)上處于活動狀態(tài)的非路由器端口會發(fā)出組播常 規(guī)查詢消息(注意如果僅僅運行IGMP sno叩ing的設(shè)備，不會有組播常規(guī)查詢 消息)，用以加快網(wǎng)絡(luò)的匯聚時間，這所需的時間相當(dāng)長，顯然不利于組播業(yè)務(wù) 的快速恢復(fù)。由于組播常規(guī)查詢消息査詢周期時間一般是125s，并且下級設(shè)備 或用戶在10s內(nèi)發(fā)生響應(yīng)報文，所以在鏈路恢復(fù)或備份鏈路建立后，組播業(yè)務(wù)恢 復(fù)時間較長，該恢復(fù)時間一般在鏈路恢復(fù)或備份鏈路建立后135 ( 125+10) s內(nèi) 隨機分布。而基于鏈路恢復(fù)的組播報告恢復(fù)方案，仍然具有以下不足(1) 接入設(shè)備在通過STP/RSTP等方式重新使鏈路恢復(fù)或備份鏈路建立后，向 上一級報告組播請求報文，但運行STP的網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間為30-60s之間，而 RSTP(快速生成樹算法，IEEE802.1w)作為STP的升級，能將網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間 縮短到l-2s。但仍然沒有降至次毫秒級，這對于組播業(yè)務(wù)的開展不利。(2) 沒有考慮IPv6的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。(3) 沒有考慮接入設(shè)備可能只維護(hù)了組播組的對應(yīng)MAC信息，而沒有對應(yīng)IP 組播地址信息。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)接入網(wǎng)中具有最小時延組播恢復(fù)的方法 及其接入設(shè)備，以使得基于組播的業(yè)務(wù)具有更高的可靠性。本發(fā)明所提供的一種具有最小時延的組播恢復(fù)的方法，第一接入設(shè)備(A1) 通過工作鏈路、備份鏈路分別連接于若干上一級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(Sl、 A2)，包括下 列步驟(1) 當(dāng)?shù)谝唤尤朐O(shè)備(Al)監(jiān)測到工作鏈路失效，其在不用等待重新構(gòu)建二層生成樹的前提下，操作如下步驟(a) 根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，該第一接入設(shè)備(Al)立即通過其備份端 口主動給備份鏈路所連的另一個新的上一級設(shè)備(A2)報告該第一接入設(shè)備(Al)感興趣的組播信息；(b) 第一接入設(shè)備(Al)根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，構(gòu)造組播流入端口為 原來的備份端口的新組播轉(zhuǎn)發(fā)表；(2) 新的上一級設(shè)備(A2)接收到第一接入設(shè)備(Al)發(fā)來包含感興趣 的組播信息的組成員報告消息，更新其組播轉(zhuǎn)發(fā)表；(3) 第一接入設(shè)備(Al)從備份端口接收到組播數(shù)據(jù)，根據(jù)在步驟(l)中 建立的新組播轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，從而完成組播業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。在上述的方法中，當(dāng)步驟(1)中第一接入設(shè)備(A1)備份端口處于阻塞狀態(tài)、 并能通過備份端口發(fā)送常規(guī)二層數(shù)據(jù)幀時，第一接入設(shè)備(AO通過對現(xiàn)有的組 管理協(xié)議IGMP/MLD進(jìn)行擴展承載所述感興趣的組播報告消息、并直接封裝在 常規(guī)二層數(shù)據(jù)幀中。在上述的方法中，所述報告消息的實現(xiàn)方式即直接使用 IGMPvl/IGMPv2/MLDvl的組成員報告消息向新的上一級設(shè)備(A2)報告所感 興趣的組播信息，由第一接入設(shè)備(Al)為每個組播組構(gòu)造一個組成員報告消 息，經(jīng)備份端口發(fā)送至新的上一級設(shè)備(A2)。在上述的方法中，所述報告消息的實現(xiàn)方式即使用IGMPv3/MLDv2組成 員報告消息或者定義新的簡化的多組成員關(guān)系報告消息， 一次性向新的上一級 設(shè)備(A2)報告所有感興趣的組播信息。在上述的方法中，當(dāng)步驟(1)中第一接入設(shè)備(A1)備份端口處于阻塞狀態(tài)、 只能發(fā)送BPDU數(shù)據(jù)幀時，第一接入設(shè)備(Al)將所述感興趣的組播信息的組 成員報告消息封裝在擴展后的BPDU數(shù)據(jù)幀中。在上述的方法中，所述的BPDU為新的類型，即該類型的BPDU數(shù)據(jù)域中 直接封裝IGMP組播報告消息。本發(fā)明還提供了一種具有最小時延的組播恢復(fù)的接入設(shè)備，它包括接入設(shè)備 本體，該接入設(shè)備本體包括觸發(fā)單元，其特征在于在所述的接入設(shè)備本體上還設(shè) 有組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)單元和擴展協(xié)議和封裝數(shù)據(jù)幀單元，其中觸發(fā)單元，用于 當(dāng)檢測到故障時，在觸發(fā)生成樹協(xié)議進(jìn)行拓樸重構(gòu)的同時，觸發(fā)組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)， 形成組播報告消息通過阻塞狀態(tài)的端口發(fā)送出去進(jìn)行組播恢復(fù)；組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)單元，用于在監(jiān)測工作鏈路失效時，根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，構(gòu)造組播流入端口為原來的備份端口的新組播轉(zhuǎn)發(fā)表；擴展協(xié)議和封裝數(shù)據(jù)幀單元，用于通 過對現(xiàn)有的組管理協(xié)議IGMP/MLD進(jìn)行擴展承載所要傳送的本接入設(shè)備感興趣 的組播報告消息、并直接封裝在常規(guī)二層數(shù)據(jù)幀中或者在阻塞端口不能直接發(fā) 送常規(guī)二層數(shù)據(jù)幀時將其封裝在新BPDU類型幀中。由于采用了上述的技術(shù)解決方案，即接入設(shè)備同時提供兩個上聯(lián)端口，分 別連接不同的上一級設(shè)備，而在這網(wǎng)絡(luò)模型中，傳統(tǒng)的鏈路冗余連接同一上一 級設(shè)備仍然可用。本發(fā)明提出的快速恢復(fù)機制，當(dāng)監(jiān)測到故障時，通過立即上 報接入設(shè)備組播組信息和重用組播轉(zhuǎn)發(fā)表，加快了接入網(wǎng)絡(luò)中的組播業(yè)務(wù)恢復(fù) 速度，使得基于組播的業(yè)務(wù)具有更高的可靠性。


圖1為傳統(tǒng)的接入網(wǎng)針對組播業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)。 圖2為本發(fā)明接入網(wǎng)針對組播業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)。圖3是擴展IPv4/IPV6中的IGMPv3和MLDv2來支持快速組播恢復(fù)的組成 員報告消息格式示意圖，即重用組播地址記錄中的保留域和Auxiliary Data field (輔助數(shù)據(jù)域)來傳于組播相關(guān)的信息，針對IGMPv3類型域值為0x22， 針對MLDv2類型域值為0x8F。圖4是新定義的用于IPv4/ IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中接入設(shè)備檢測到故障快速恢復(fù)組播業(yè)務(wù)時向上一級設(shè)備報告的多組播組成員關(guān)系報告消息格式示意圖。在IPv4環(huán)境中，類型域為0xl8，在IPv6環(huán)境中類型域為0x72。圖5為BPDU格式示意圖(定義了新的類型，封裝用于組播恢復(fù)的成員報告)。圖6為本發(fā)明具有最小時延的組播恢復(fù)的接入設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明基于的思想是，現(xiàn)有的簡單的樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不能很好地保護(hù)正在運 行大量組播業(yè)務(wù)的接入設(shè)備，因此考慮使重要的接入設(shè)備提供兩個上一級設(shè) 備，即構(gòu)成相對復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)。其中一個上聯(lián)鏈路處于正常單播、組播轉(zhuǎn)發(fā)狀 態(tài)， 一旦那個方向的鏈路或者上一級設(shè)備出故障，接入設(shè)備就立即(而不用等 待鏈路恢復(fù)或備份鏈路建立之后)快速觸發(fā)備份鏈路所連接的上一級設(shè)備建立 該方向的組播轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，從而實現(xiàn)組播業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。由于是在檢測到鏈路 失效的同時就在進(jìn)行向上一級設(shè)備發(fā)送組播組關(guān)系(從而各個節(jié)點的組播轉(zhuǎn)發(fā) 表恢復(fù)工作)，組播恢復(fù)和鏈路恢復(fù)同時進(jìn)行，因此具有最短的恢復(fù)時延。一、網(wǎng)絡(luò)模型如圖2所示，為了保護(hù)重要的接入設(shè)備，使該設(shè)備在物理上同時連接兩個上一 級設(shè)備接入設(shè)備可以是同時連接兩個交換機(例如接入設(shè)備A2同時連接交換機 S1和S2)，也可以是同時連接一個交換機和另外一個接入設(shè)備(例如接入設(shè)備A1 連接交換機S1和接入設(shè)備A2)，也可以是同時連接兩個上一級接入設(shè)備(例如接 入設(shè)備A3同時連接到接入設(shè)備A2和A4)。配置接入設(shè)備的上聯(lián)口其中一個為工作 端口 (快速生成樹協(xié)議中的根端口， rootport)，該端口的鏈路處于工作狀態(tài)；另 一端口為備份端口 (快速生成樹協(xié)議中的替換端口， alternative port)，通常備份 端口處于blocking狀態(tài)，不轉(zhuǎn)發(fā)任何非BPDU (BPDU: bridge protocol data unit, 橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元)數(shù)據(jù)，與備份端口相連的設(shè)備的該端口處于工作狀態(tài)。當(dāng)接入 設(shè)備監(jiān)測到其工作端口上鏈路故障等，通過STP/RSTP等協(xié)議，設(shè)備可快速切換至 備份端口工作(即接收轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù))。(注意接入設(shè)備上通過鏈路冗余連接的同一 個設(shè)備的鏈路，視為一個鏈路。)不妨設(shè)接入設(shè)備A1的當(dāng)前工作端口為2號上聯(lián)端 口，接入設(shè)備A2的當(dāng)前工作端口為1號上聯(lián)端口。接入設(shè)備和交換機中實現(xiàn)IGMP (因特網(wǎng)組播管理協(xié)議)/MLD (組播偵聽發(fā) 現(xiàn)協(xié)議)proxy/snooping功能。IGMP/MLD proxy設(shè)備上聯(lián)端口執(zhí)行主機的角色， 下聯(lián)端口執(zhí)行路由器的角色，此設(shè)備靠攔截用戶和路由器之間的IGMP/MLD報文建 立組播表，該表維護(hù)了上聯(lián)端口來的組播業(yè)務(wù)應(yīng)該復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)至哪些下聯(lián)端口 (或用 戶端口) 。 IGMP/MLDsnooping設(shè)備以偵聽主機發(fā)向路由器的IGMP/MLD成員報告 消息的方式，形成組成員和交換機端口的對應(yīng)關(guān)系，IGMP/MLD snooping設(shè)備則根 據(jù)對應(yīng)關(guān)系，將收到的組播數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到組成員的端口。參見圖6，本發(fā)明的接入設(shè)備，它包括接入設(shè)備本體l，該接入設(shè)備本體l包括 觸發(fā)單元ll，其特點是在該接入設(shè)備本體1上還設(shè)有組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)單元12和擴 展協(xié)議和封裝數(shù)據(jù)幀單元13，其中觸發(fā)單元ll，用于當(dāng)檢測到故障時，在觸發(fā)生成樹協(xié)議進(jìn)行拓樸重構(gòu)的同時， 觸發(fā)組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)，形成組播報告消息通過阻塞狀態(tài)的端口發(fā)送出去進(jìn)行組播 恢復(fù)；組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)單元12，用于在監(jiān)測工作鏈路失效時，根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā) 表信息，構(gòu)造組播流入端口為原來的備份端口的新組播轉(zhuǎn)發(fā)表；擴展協(xié)議和封裝數(shù)據(jù)幀單元13，用于通過對現(xiàn)有的組管理協(xié)議IGMP/MLD 進(jìn)行擴展承載所要傳送的本接入設(shè)備感興趣的組播報告消息、并直接封裝在常 規(guī)二層數(shù)據(jù)幀中或者在阻塞端口不能直接發(fā)送常規(guī)二層數(shù)據(jù)幀時將其封裝在 新BPDU類型幀中。二、組播業(yè)務(wù)快速恢復(fù)機制為了完成組播業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)，本發(fā)明的關(guān)鍵在于(1)重構(gòu)已有組播轉(zhuǎn)發(fā)表； (2)—旦檢測到鏈路失效，立即沿備份鏈路報告接入設(shè)備當(dāng)前組播情況，省去等待 鏈路恢復(fù)的時延。以圖2中接入設(shè)備A1為例，當(dāng)前工作端口為2號端口，各種業(yè)務(wù) 流(單播數(shù)據(jù)和組播數(shù)據(jù))從交換機S1傳來。具體恢復(fù)機制如下(1)當(dāng)接入設(shè)備A1監(jiān)測到工作鏈路失效，即與其工作端口相連的鏈路失效或 者其與工作端口相連的上一級設(shè)備失效時，(a)根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，接入設(shè) 備通過l號端口主動給備份鏈路所連的上一級設(shè)備(圖2中為接入設(shè)備A2)報告接 入設(shè)備感興趣的組播信息，即通告新的上一級設(shè)備組播組信息。(b)根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，構(gòu)造新的轉(zhuǎn)發(fā)表(新表中的組播流入端口為原來的備份端口，即l號 端口)。(2) 接入設(shè)備A2從3號口接收到A1發(fā)來組成員信息，更新其組播轉(zhuǎn)發(fā)表(a) 如果A1感興趣的組播業(yè)務(wù)，A2下已有用戶正在享用，則A2不用繼續(xù)向上發(fā)出新的 組播成員報告申請新的業(yè)務(wù)；(b)如果A2上沒有A1所感興趣的組播業(yè)務(wù)，則A2上 的IGMP/MLDproxy構(gòu)造新的組播報告向網(wǎng)絡(luò)申請服務(wù)。當(dāng)A1所感興趣的組播業(yè)務(wù) 到達(dá)A2，則其將這些數(shù)據(jù)流復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)至A2的3號端口，送往A1。(3) Al從端口l接收到組播數(shù)據(jù)，根據(jù)在步驟(l)中建立的組播轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)， 從而完成組播業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。注意(1)運行STP/RSTP協(xié)議的二層設(shè)備端口在處于blocking狀態(tài)時，通常 只能發(fā)送和接收BPDU,在這種情況下，我們需要把用于組播恢復(fù)的組播報告消息 封裝在BPDU之中。當(dāng)前很多交換芯片即使端口處于blocking狀態(tài)，交換機的控制 模塊(e.g.，CPU)仍然可以通過該端口發(fā)送數(shù)據(jù)到對端設(shè)備，在這種情況下，可以直 接把用于組播恢復(fù)的組播報告消息封裝通常的IP分組/Ethemet幀中。(2) 組播組報告是在檢測到工作鏈路失效時就發(fā)送該信息到備份鏈路上的上 一級設(shè)備，申請組播數(shù)據(jù)。因此一旦備份鏈路建立好成為工作鏈路，組播業(yè)務(wù)流會 以最短的時間通過該鏈路到達(dá)接入設(shè)備，進(jìn)而到達(dá)用戶。(3) 通常對于A1下用戶所訂購的大部分組播業(yè)務(wù)，A2下已有用戶訂購，因此 當(dāng)A2接收到A1發(fā)送組播組報告，組播業(yè)務(wù)可以快速從A2傳到A1，從而恢復(fù)由于 Al最初的工作鏈路失效帶來的短暫中斷。三、組播恢復(fù)報告消息3.1處于blocking狀態(tài)的端口可以發(fā)送非BPDU分組情形 由于此時可以發(fā)送非BPDU幀，因此可以直接利用已有的IGMP/MLD，對 IGMP/MLD進(jìn)行擴展實現(xiàn)組播恢復(fù)是對組播組信息的報告機制。對于使用IGMPv3和MLDv2的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，由于其組成員報告消息一次可以攜帶 Al所感興趣的所有組播組信息，因此可以直接使用其組成員報告消息(但這種方 式不能用于接入網(wǎng)中組播綁定于虛擬局域網(wǎng)VLAN的情形)。對于使用IGMPvl、 IGMPv2和MLDvl時，組成員報告消息一次僅能報告 一個成員關(guān)系，則需要多次報告不同的組成員關(guān)系。多次報告才能讓A2獲知Al感興趣的組播組，這可能會影響組播恢復(fù)的速度。為了加快組播業(yè)務(wù)的恢復(fù)
速度，A2需要盡快知道A1對哪些組播業(yè)務(wù)感興趣，這可以通過定義專門的協(xié) 議用以傳遞Al所感興趣的組成員關(guān)系，也可以直接強制設(shè)備支持IGMPv3和 MLDv2中的組成員報告消息(即將IGMPv3和MLDv2中的組成員報告消息用 于組播業(yè)務(wù)快速恢復(fù)機制，而不管當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是支持那個版本)。
在IGMPvl、 IGMPv2環(huán)境中使用IGMPv3的組成員關(guān)系報告消息(或者在 MLDvl中使用MLDv2中的組播聽眾報告消息)，很多域是不需要的，為了簡化消 息加快處理，在本發(fā)明中定義了用于接入設(shè)備和路由器或者IGMP/MLDproxy間的 多組播組成員關(guān)系報告消息(Multicast Membership Recovery Report, MMRR)。
上一級設(shè)備需要能識別出這類用于組播快速恢復(fù)的消息，并給予這些消息高優(yōu) 先級以加快消息處理速度。
圖3是擴展IPv4/IPV6中的IGMPv3和MLDv2來支持快速組播恢復(fù)的組成 員報告消息格式示意圖，即重用組播地址記錄中的保留域和Auxiliary Data field (輔助數(shù)據(jù)域)來傳于組播相關(guān)的信息。針對IGMPv3類型域值為0x22， 針對MLDv2類型域值為0x8F。 IGMPv3和MLDv2也定義了一個輔助數(shù)據(jù)域，這 個輔助數(shù)據(jù)域包含附屬于組播地址記錄的附加信息。但在RFC3376和RFC3380 中的協(xié)議不定義任何輔助數(shù)據(jù)域。這兩個文件要求實施協(xié)議在任何發(fā)送組播 地址記錄中"不包括任何輔助數(shù)據(jù)域"(例如，輔助數(shù)據(jù)字長置0)并且在任 何接收組播地址記錄中必須忽略當(dāng)前數(shù)據(jù)。輔助數(shù)據(jù)域的含義和內(nèi)部編碼可以 通過任何改進(jìn)和擴展IGMP/MLD來定義。因此使用IGMPv3和MLDv2信息，能夠 實施組播恢復(fù)報告信息。
Number of Multicast Group為當(dāng)前節(jié)點所感興趣的組播數(shù)目，后面M個域分別 節(jié)點所感興趣的各個組播記錄。 一比特的V域和I域分別用來說明Multicast Address Record (組播地址記錄)域中的格式。
圖4是新定義的用于IPv4/ IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中接入設(shè)備檢測到故障快速恢 復(fù)組播業(yè)務(wù)時向上一級設(shè)備報告的多組播組成員關(guān)系報告MMRR消息格式示意 圖。在IPv4環(huán)境中，類型域為0xl8，在IPv6環(huán)境中類型域為0x72。
如果V(虛擬句局域網(wǎng)VLAN)比特域設(shè)置為1，則用來表明組播地址記錄中包含 該組播組所屬的VLAN信息；如果I(IP)比特域設(shè)置為1，則表明組播地址記錄中地址信息使用的是IP組播地址，否則使用的組播MAC地址。當(dāng)然，通過使用保留域l 可以使組播地址記錄擴展包含VLAN信息。
首先是32-bit的VLAN信息域，目前僅僅最低12-bit被使用，艮卩VLANID域，域 中記錄該組播地址所屬的VLAN ID信息。如果V域為O，可以考慮去掉VLAN信息 域。Multicast Address域記錄了接入設(shè)備感興趣的組播地址，如果I置為1，則此域 為4字節(jié)的IP組播地址；如果I域置為O，則此域為6字節(jié)的MAC組播地址。保留域 Reservedl和Rsvd2目前沒有使用，暫設(shè)置為O，可以忽略。
3.2處于blocking狀態(tài)的端口只能發(fā)送BPDU分組情形
根據(jù)STP/RSTP協(xié)議，此時只能發(fā)送BPDU。因此我們考慮對STP/RSTP的幀類 型進(jìn)行擴展，進(jìn)而封裝3.1中所定義的消息。引入一個新的BPDU協(xié)議類型(BPDU=3)，用于實現(xiàn)IP/BPDU/Ethemet封裝，這實現(xiàn)了一個控制信令通道任何通過處 于blocking狀態(tài)的端口傳輸控制信令的控制通道。
當(dāng)然為了進(jìn)一步簡化分組，可以將前面定義的分組直接封裝在新定義的BPDU 類型中傳輸。所述的BPDU為新的類型，即該類型的BPDU數(shù)據(jù)域中直接封裝 IGMP/MLD組播報告消息。如圖5所示。
綜上所述，本發(fā)明接入設(shè)備同時提供兩個上聯(lián)端口，分別連接不同的上一級 設(shè)備，而在這網(wǎng)絡(luò)模型中，傳統(tǒng)的鏈路冗余連接同一上一級設(shè)備仍然可用。本發(fā)明 提出的快速恢復(fù)機制，當(dāng)監(jiān)測到故障時，通過立即上報接入設(shè)備組播組信息和重用 組播轉(zhuǎn)發(fā)表，加快了接入網(wǎng)絡(luò)中的組播業(yè)務(wù)恢復(fù)速度，使得基于組播的業(yè)務(wù)具有更 高的可靠性。
對于IPTV等組播業(yè)務(wù)，大多數(shù)情況下，備份鏈路所對應(yīng)的上一級節(jié)點的其他 端口已有用戶訂購了很多相同的IPTV組播業(yè)務(wù)，即很多IPTV組播業(yè)務(wù)已經(jīng)到達(dá) 該節(jié)點，因此這些節(jié)目可以通過備份鏈路很快地送到用戶，顯然組播業(yè)務(wù)可以快速 恢復(fù)。對于那些即使沒有送到備份鏈路所對應(yīng)的上一級節(jié)點的業(yè)務(wù)，由于本發(fā)明采 用是在鏈路恢復(fù)的同時就主動上報接入設(shè)備所感興趣的組播組關(guān)系，因此本發(fā)明是 所有組播恢復(fù)中具有最小的恢復(fù)速度的方案。
以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。有關(guān)本技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或 變型，而所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)歸屬于本發(fā)明保護(hù)的范疇之內(nèi)，由各權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1. 一種具有最小時延的組播恢復(fù)的方法，第一接入設(shè)備(A1)通過工作鏈路、備份鏈路分別連接于若干上一級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(S1、A2)，包括下列步驟(1)當(dāng)?shù)谝唤尤朐O(shè)備(A1)監(jiān)測到工作鏈路失效，其在不用等待重新構(gòu)建二層生成樹的前提下，操作如下步驟(a)根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，該第一接入設(shè)備(A1)立即通過其備份端口主動給備份鏈路所連的另一個新的上一級設(shè)備(A2)報告該第一接入設(shè)備(A1)感興趣的組播信息；(b)第一接入設(shè)備(A1)根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，構(gòu)造組播流入端口為原來的備份端口的新組播轉(zhuǎn)發(fā)表；(2)新的上一級設(shè)備(A2)接收到第一接入設(shè)備(A1)發(fā)來包含感興趣的組播信息的組成員報告消息，更新其組播轉(zhuǎn)發(fā)表；(3)第一接入設(shè)備(A1)從備份端口接收到組播數(shù)據(jù)，根據(jù)在步驟(1)中建立的新組播轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，從而完成組播業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)步驟(1)中第一接入設(shè)備(A1) 備份端口處于阻塞狀態(tài)、并能通過備份端口發(fā)送常規(guī)二層數(shù)據(jù)幀時，第一接入設(shè) 備(Al)通過對現(xiàn)有的組管理協(xié)議IGMP/MLD進(jìn)行擴展承載所述感興趣的組播 報告消息、并直接封裝在常規(guī)二層數(shù)據(jù)幀中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述報告消息的實現(xiàn)方式即 直接使用IGMPvl/IGMPv2/MLDvl的組成員報告消息向新的上一級設(shè)備(A2) 報告所感興趣的組播信息，由第一接入設(shè)備(Al)為每個組播組構(gòu)造一個組成 員報告消息，經(jīng)備份端口發(fā)送至新的上一級設(shè)備(A2)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述報告消息的實現(xiàn)方式即 使用IGMPv3/MLDv2組成員報告消息或者定義新的簡化的多組成員關(guān)系報告消 息， 一次性向新的上一級設(shè)備(A2)報告所有感興趣的組播信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有最小時延的組播恢復(fù)的方法，其特征在于 當(dāng)步驟(l)中第一接入設(shè)備(Al)備份端口處于阻塞狀態(tài)、只能發(fā)送BPDU數(shù)據(jù)幀時，第一接入設(shè)備(Al)將所述感興趣的組播信息的組成員報告消息封裝在 擴展后的BPDU數(shù)據(jù)幀中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的BPDU為新的類型， 即該類型的BPDU數(shù)據(jù)域中直接封裝IGMP組播報告消息。
7. —種具有最小時延的組播恢復(fù)的接入設(shè)備，它包括接入設(shè)備本體，該接入 設(shè)備本體包括觸發(fā)單元，其特征在于在所述的接入設(shè)備本體上還設(shè)有組播轉(zhuǎn)發(fā) 表重構(gòu)單元和擴展協(xié)議和封裝數(shù)據(jù)幀單元，其中觸發(fā)單元，用于當(dāng)檢測到故障時，在觸發(fā)生成樹協(xié)議進(jìn)行拓樸重構(gòu)的同時，觸 發(fā)所述組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)單元對組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)，形成組播報告消息通過阻塞狀態(tài)的端口發(fā)送出去進(jìn)行組播恢復(fù)；組播轉(zhuǎn)發(fā)表重構(gòu)單元，用于在監(jiān)測工作鏈路失效時，根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，構(gòu)造組播流入端口為原來的備份端口的新組播轉(zhuǎn)發(fā)表；擴展協(xié)議和封裝數(shù)據(jù)幀單元，用于通過對現(xiàn)有的組管理協(xié)議IGMP/MLD進(jìn) 行擴展承載所要傳送的本接入設(shè)備感興趣的組播報告消息、并直接封裝在常規(guī) 二層數(shù)據(jù)幀中或者在阻塞端口不能直接發(fā)送常規(guī)二層數(shù)據(jù)幀時將其封裝在新 BPDU類型幀中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有最小時延的組播恢復(fù)的方法及其接入設(shè)備，其方法為當(dāng)?shù)谝唤尤朐O(shè)備(A1)監(jiān)測到工作鏈路失效，在不用等待重新構(gòu)建二層生成樹的前提下，根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，立即通過其備份端口主動給備份鏈路所連的另一個新的上一級設(shè)備(A2)報告該第一接入設(shè)備(A1)感興趣的組播信息；第一接入設(shè)備(A1)根據(jù)當(dāng)前組播轉(zhuǎn)發(fā)表信息，構(gòu)造組播流入端口為原來的備份端口的新組播轉(zhuǎn)發(fā)表；新的上一級設(shè)備(A2)接收到第一接入設(shè)備(A1)發(fā)來包含感興趣的組播信息，更新其組播轉(zhuǎn)發(fā)表；第一接入設(shè)備(A1)從備份端口接收到組播數(shù)據(jù)，根據(jù)新組播轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，從而完成組播業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。本發(fā)明加快了接入網(wǎng)絡(luò)中的組播業(yè)務(wù)恢復(fù)速度，使得基于組播的業(yè)務(wù)具有更高的可靠性。
文檔編號H04M11/08GK101262412SQ20071003796
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者姚春燕, 溫海波 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司