專(zhuān)利名稱(chēng)：一種防止二層組播數(shù)據(jù)流洪泛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以太網(wǎng)組播技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及以太網(wǎng)組播數(shù)據(jù)保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
因特網(wǎng)組管理協(xié)議(Internet Group Management Protocol，IGMP)在主機(jī)和路由器之間提供必要的用于組成員關(guān)系維護(hù)的消息機(jī)制。
當(dāng)組播主機(jī)希望加入指定的組播組并且開(kāi)始接收組消息時(shí)，它們就發(fā)送IGMP消息以通知本地的組播路由器。路由器通過(guò)IGMP獲得主機(jī)的信息，并在每一個(gè)端口上維護(hù)與該端口直接相連的組播組成員關(guān)系表。主機(jī)也可以用IGMPv2(Internet Group Management Protocol Version 2)定義的一些擴(kuò)展消息機(jī)制向本地的組播路由器發(fā)送消息，例如可以發(fā)送IGMPv2離開(kāi)組消息表示主機(jī)希望離開(kāi)IP組播組，對(duì)接收組播組消息不再感興趣。
現(xiàn)在大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都使用IGMPv2標(biāo)準(zhǔn)，下面就圖1、圖2和圖3簡(jiǎn)單說(shuō)明主機(jī)通過(guò)IGMPv2加入和離開(kāi)組播組的過(guò)程。
首先是加入過(guò)程，如圖1所示，成員加入一個(gè)組播組不用等待路由器發(fā)出成員關(guān)系查詢(xún)報(bào)文時(shí)再響應(yīng)加入，可以直接發(fā)送一個(gè)IGMPv2成員報(bào)告消息就可以直接加入這個(gè)組了，這樣在組內(nèi)沒(méi)有其它成員的情況下縮短了主機(jī)加入組播組的延遲。
其次是離開(kāi)過(guò)程，離開(kāi)過(guò)程還要分兩種第一種如圖2所示，主機(jī)1離開(kāi)組播組的步驟如下(a1)主機(jī)1向組播組路由器(224.0.0.2)發(fā)送IGMPv2離開(kāi)組消息以便通知子網(wǎng)中的所有路由器它正在離開(kāi)組；(a2)IGMP查詢(xún)路由器(本例中假定為三層交換機(jī))收到來(lái)自主機(jī)1的離開(kāi)組消息，則發(fā)送一個(gè)特定組查詢(xún)消息以確定當(dāng)前子網(wǎng)中，該組是否還有主機(jī)為接受者；(a3)由于主機(jī)2仍然是組224.1.1.1的成員，因此它收到該特定組查詢(xún)消息后，對(duì)IGMPv2特定組查詢(xún)消息做出響應(yīng)，以便通知子網(wǎng)中的路由器仍有組成員存在。
第二種如圖3所示，主機(jī)2是組224.1.1.1的最后一個(gè)成員，現(xiàn)在主機(jī)2也想離開(kāi)組，主機(jī)2離開(kāi)組的步驟如下(b1)主機(jī)2向組播組路由器(224.0.0.2)發(fā)送IGMPv2離開(kāi)組消息，以便通知子網(wǎng)中的所有路由器它正在離開(kāi)組；(b2)路由器(本例中假定為三層交換機(jī))收到主機(jī)2發(fā)送的離開(kāi)IGMPv2組消息，并且發(fā)送特定組查詢(xún)消息以便確定當(dāng)前子網(wǎng)中是否有主機(jī)屬于224.1.1.1；(b3)由于現(xiàn)在在子網(wǎng)中已經(jīng)沒(méi)有一個(gè)組224.1.1.1的成員了，因此沒(méi)有主機(jī)對(duì)于該特定組查詢(xún)消息作出響應(yīng)，路由器則刪除該端口相連的組播組成員關(guān)系表。
在上述的加入過(guò)程之后和最后一個(gè)用戶(hù)離開(kāi)之前，三層交換機(jī)生成接入端口的VLAN(Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng))ID和組播媒體接入控制MAC地址到收到該IGMPv2加入報(bào)文的物理端口的映射關(guān)系表，然后根據(jù)上述映射關(guān)系表進(jìn)行組播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)，然而在第一個(gè)用戶(hù)加入之前和最后一個(gè)用戶(hù)離開(kāi)之后三層交換機(jī)是沒(méi)有維護(hù)這個(gè)組播組的成員關(guān)系表的，這個(gè)時(shí)候如果VLAN內(nèi)收到一個(gè)這樣的組播數(shù)據(jù)包是應(yīng)該被洪泛，還是被丟棄？首先可以知道的是這樣的組播數(shù)據(jù)包不能輕易的被丟棄，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中，很多協(xié)議報(bào)文用的都是組播的MAC地址，例如OSPF協(xié)議報(bào)文的目的MAC地址是0x01005e000005，這樣的組播報(bào)文是不會(huì)有對(duì)應(yīng)的組播組成員關(guān)系表的，但是這樣的報(bào)文是不能被丟棄的，必須要被洪泛，如圖4所示，三層交換機(jī)在兩個(gè)路由器之間做二層透?jìng)?，兩個(gè)路由器都起OSPF(OpenShortest Path First)通告路由，這樣三層交換機(jī)就做了一個(gè)透?jìng)鱋SPF協(xié)議包的作用，這個(gè)時(shí)候組播數(shù)據(jù)包是必須被洪泛的。
那么，在沒(méi)有用戶(hù)發(fā)送IGMPv2加入消息加入組播組前或者全部用戶(hù)都離開(kāi)組播組后，組播數(shù)據(jù)在VLAN中洪泛，如圖5所示，當(dāng)沒(méi)有任何用戶(hù)發(fā)IGMPv2加入消息的時(shí)候，三層交換機(jī)不形成任何組播組成員關(guān)系表，收到組播數(shù)據(jù)包后，組播數(shù)據(jù)在VLAN中洪泛；當(dāng)組播組中最后一個(gè)用戶(hù)發(fā)送IGMPv2離開(kāi)消息后，三層交換機(jī)把對(duì)應(yīng)組播組成員關(guān)系表的成員端口刪除，由于是最后一個(gè)用戶(hù)離開(kāi)了，所以還要繼續(xù)刪除這個(gè)組播組成員關(guān)系表，這樣，收到組播數(shù)據(jù)包后，組播數(shù)據(jù)流又在VLAN中洪泛了。
當(dāng)有一個(gè)用戶(hù)要加入組播組并發(fā)送IGMPv2加入消息后，三層交換機(jī)形成對(duì)應(yīng)的組播組成員關(guān)系表，并把這個(gè)用戶(hù)端口加到成員關(guān)系表的出端口中，這樣組播數(shù)據(jù)包就能正常轉(zhuǎn)發(fā)到這個(gè)端口上，組播數(shù)據(jù)不會(huì)在VLAN中洪泛。
用洪泛來(lái)處理一些以組播MAC承載的協(xié)議報(bào)文，是一個(gè)比較方便有效的方法，但是三層交換機(jī)很難區(qū)分到這個(gè)組播MAC地址到底是組播數(shù)據(jù)報(bào)文，還是承載其他協(xié)議的特殊報(bào)文，所以導(dǎo)致了普通的組播數(shù)據(jù)報(bào)文也在VLAN中洪泛。
組播數(shù)據(jù)報(bào)文在VLAN中洪泛到底有多少危害？一個(gè)很簡(jiǎn)單的道理，如果這一個(gè)組播組承載的是一個(gè)IPTV(Interactive Personal TeleVision，交互式網(wǎng)絡(luò)電視)的組播頻道，一個(gè)頻道的視頻流都通過(guò)這個(gè)組轉(zhuǎn)發(fā)出去，但是由于沒(méi)有形成轉(zhuǎn)發(fā)的成員關(guān)系表，整個(gè)視頻流在VLAN中洪泛，導(dǎo)致下游用戶(hù)都可以接收到，很顯然下游用戶(hù)不需要點(diǎn)播就可以收看這個(gè)頻道的電視，這是不允許的。而且如果頻道很多的話(huà)，有很大的流量沖擊用戶(hù)的機(jī)頂盒，會(huì)導(dǎo)致機(jī)頂盒壓力太大，也會(huì)影響正常的收看，這樣的組播業(yè)務(wù)已經(jīng)不能實(shí)現(xiàn)用戶(hù)加入后才能接收流量，用戶(hù)離開(kāi)后不再接收流量的原則了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種防止二層組播數(shù)據(jù)流洪泛的方法，在沒(méi)有用戶(hù)加入組播組前或全部用戶(hù)都離開(kāi)組播組后，防止二層組播數(shù)據(jù)流在VLAN中洪泛。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種防止二層組播數(shù)據(jù)流洪泛的方法，對(duì)組播組進(jìn)行防止數(shù)據(jù)洪泛的配置，交換設(shè)備為所述組播組構(gòu)建成員關(guān)系表，在沒(méi)有用戶(hù)加入組播組前或全部用戶(hù)都離開(kāi)組播組后，所述成員關(guān)系表仍存在，表中出口端口為無(wú)效值。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述出口端口為無(wú)效值是指所述交換設(shè)備收到組播流數(shù)據(jù)后根據(jù)該出口端口值無(wú)法將組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述出口端口為空。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，當(dāng)所述交換設(shè)備收到組播流數(shù)據(jù)時(shí)，查找所述成員關(guān)系表，若出口端口為無(wú)效，則交換機(jī)不再轉(zhuǎn)發(fā)所述組播流數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，在端口上配置訪(fǎng)問(wèn)控制列表，當(dāng)所述交換設(shè)備收到組播流數(shù)據(jù)后，先根據(jù)所述訪(fǎng)問(wèn)控制列表進(jìn)行判斷，若所述組播流數(shù)據(jù)為所述訪(fǎng)問(wèn)控制列表中標(biāo)識(shí)的不應(yīng)接收的數(shù)據(jù)，則所述交換設(shè)備丟棄所述組播流數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，當(dāng)用戶(hù)加入某設(shè)置了防洪泛的組播組時(shí)，所述交換設(shè)備在所述已建立的組播組成員關(guān)系表中，將設(shè)置為無(wú)效的出口端口修改為所述用戶(hù)對(duì)應(yīng)的出口端口值。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，當(dāng)所述設(shè)置了防洪泛的組播組中的最后一個(gè)用戶(hù)離開(kāi)后，所述交換設(shè)備在所述已建立的組播成員關(guān)系表中將所述用戶(hù)對(duì)應(yīng)的出口端口設(shè)為無(wú)效值。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述交換設(shè)備為以太網(wǎng)交換機(jī)。
采用本發(fā)明的方法后，在以太網(wǎng)二層組播的環(huán)境中，可以在沒(méi)有用戶(hù)發(fā)送IGMPv2加入消息加入組播組前或全部用戶(hù)都離開(kāi)組播組后，防止二層組播數(shù)據(jù)流在VLAN中洪泛，提高了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對(duì)于組播數(shù)據(jù)報(bào)文在局域網(wǎng)中洪泛的控制和保護(hù)，提升了交換機(jī)的性能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用戶(hù)加入組播組的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中非最后一個(gè)用戶(hù)發(fā)送離開(kāi)報(bào)文離開(kāi)組播組的示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中最后一個(gè)用戶(hù)發(fā)送離開(kāi)報(bào)文離開(kāi)組播組的示意圖；圖4是三層交換機(jī)在兩臺(tái)路由器之間做二層透?jìng)鞯氖疽鈭D；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中交換設(shè)備在用戶(hù)加入或最后一個(gè)用戶(hù)離開(kāi)后對(duì)組播數(shù)據(jù)流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程示意圖；圖6是本實(shí)施例防止組播數(shù)據(jù)洪泛流程圖；圖7是本實(shí)施例中交換設(shè)備在用戶(hù)加入或最后一個(gè)用戶(hù)離開(kāi)后對(duì)組播數(shù)據(jù)流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)可以知道在沒(méi)有用戶(hù)加入組播組前或全部用戶(hù)都離開(kāi)組播組后，組播報(bào)文在VLAN中洪泛的原因是沒(méi)有形成對(duì)應(yīng)的組播組成員關(guān)系表，現(xiàn)在只要能形成一張組播組成員關(guān)系表就可以阻止組播報(bào)文在VLAN中洪泛了。
進(jìn)行防止組播數(shù)據(jù)洪泛的配置如圖6所示，具體步驟如下步驟101，得到整個(gè)組網(wǎng)環(huán)境中所使用的組播組信息；步驟102，終端在交換設(shè)備上對(duì)需要進(jìn)行配置的組播組進(jìn)行設(shè)置，由交換設(shè)備為需要進(jìn)行配置的組播組構(gòu)建組播組成員關(guān)系表，成員關(guān)系表中的出口端口為空。
在對(duì)一組組播組進(jìn)行設(shè)置時(shí)，上述流程尤其方便?；蛘?，交換機(jī)也可以針對(duì)某個(gè)組播組進(jìn)行單獨(dú)配置，比如在該組播組建立時(shí)進(jìn)行配置。
這樣，在沒(méi)有用戶(hù)加入組播組前，或組播組中最后一個(gè)成員離開(kāi)后，交換設(shè)備不刪除上述成員關(guān)系表，沒(méi)有經(jīng)過(guò)配置的組播組的數(shù)據(jù)流全部被拒絕，經(jīng)過(guò)配置的組播組的數(shù)據(jù)流不會(huì)在VLAN中洪泛，整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)開(kāi)始正常運(yùn)行了。
具體地說(shuō)，沒(méi)有用戶(hù)加入組播組時(shí)，通過(guò)終端配置某個(gè)組(例如224.1.1.1)不在VLAN中洪泛，那么就會(huì)形成一張對(duì)應(yīng)的組播組成員關(guān)系表，表中包括組播組信息、VLAN信息及對(duì)應(yīng)的端口信息，但是上述關(guān)系表中的端口信息為空，即沒(méi)有任何的出口端口，組播數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)入到交換設(shè)備后，能查到對(duì)應(yīng)的組播組成員關(guān)系表，那么報(bào)文就不再會(huì)洪泛了，而且這個(gè)時(shí)候沒(méi)有任何的出端口，報(bào)文不會(huì)從任何端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，如圖7所示。
當(dāng)有用戶(hù)發(fā)送IGMPv2加入消息時(shí)，因?yàn)橹耙呀?jīng)設(shè)置了組播組成員關(guān)系表，現(xiàn)在只需要在已經(jīng)形成的組播組成員關(guān)系表中添加一個(gè)出口端口，組播數(shù)據(jù)就能正常轉(zhuǎn)發(fā)到這個(gè)端口上了。
最后一個(gè)用戶(hù)發(fā)送IGMPv2離開(kāi)消息后，交換設(shè)備把對(duì)應(yīng)的組播組成員關(guān)系表的成員端口刪除掉，但是由于通過(guò)終端配置了配置某個(gè)組(例如224.1.1.1)不在VLAN中洪泛，那么這個(gè)組播組成員關(guān)系表將不會(huì)被刪除，但是這個(gè)時(shí)候沒(méi)有任何的出端口，報(bào)文不會(huì)從任何端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，如圖7所示。
另外，還可以通過(guò)終端在組網(wǎng)環(huán)境內(nèi)的端口上配置ACL(訪(fǎng)問(wèn)控制列表)，相當(dāng)于再設(shè)置一保護(hù)層，這樣交換設(shè)備把沒(méi)有在ACL上配置的組播組的數(shù)據(jù)流在端口上直接丟棄，再根據(jù)前述的設(shè)置防止洪泛，為組播數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)秩序提供了進(jìn)一步的保證，也為通過(guò)成員關(guān)系表防止洪泛減輕了負(fù)擔(dān)。例如交換機(jī)從端口收到了100個(gè)組播數(shù)據(jù)流，但其中只有20條為ACL中設(shè)置的需要接收的，則交換機(jī)直接丟棄其余80條數(shù)據(jù)流，而剩下的20條中有可能只有10條設(shè)置了防止洪泛，可見(jiàn)，通過(guò)設(shè)置ACL可以提高效率，進(jìn)一步提高交換機(jī)的性能。
由以上的技術(shù)方案可見(jiàn)，通過(guò)寫(xiě)一個(gè)“空的”(沒(méi)有出端口)組播成員關(guān)系表，防止二層組播數(shù)據(jù)流在VLAN中洪泛，提高了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對(duì)于組播數(shù)據(jù)報(bào)文在局域網(wǎng)中洪泛的控制和保護(hù)，提升了交換機(jī)的性能，能更好的滿(mǎn)足現(xiàn)在IPTV技術(shù)的要求。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
例如，本發(fā)明中交換設(shè)備僅以三層交換機(jī)為例，本發(fā)明對(duì)于任何以太網(wǎng)交換機(jī)均適用。
另外，除了將出口端口設(shè)為空外，還可以將其設(shè)置為其他無(wú)效值，只要交換機(jī)收到組播數(shù)據(jù)后根據(jù)該端口值無(wú)法將組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去即可。
權(quán)利要求
1.一種防止二層組播數(shù)據(jù)流洪泛的方法，其特征在于，對(duì)組播組進(jìn)行防止數(shù)據(jù)洪泛的配置，交換設(shè)備為所述組播組構(gòu)建成員關(guān)系表，在沒(méi)有用戶(hù)加入組播組前或全部用戶(hù)都離開(kāi)組播組后，所述成員關(guān)系表仍存在，表中出口端口為無(wú)效值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述出口端口為無(wú)效值是指所述交換設(shè)備收到組播流數(shù)據(jù)后根據(jù)該出口端口值無(wú)法將組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述出口端口為空。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述交換設(shè)備收到組播流數(shù)據(jù)時(shí)，查找所述成員關(guān)系表，若出口端口為無(wú)效，則交換設(shè)備不轉(zhuǎn)發(fā)所述組播流數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在端口上配置訪(fǎng)問(wèn)控制列表，當(dāng)所述交換設(shè)備收到組播流數(shù)據(jù)后，先根據(jù)所述訪(fǎng)問(wèn)控制列表進(jìn)行判斷，若所述組播流數(shù)據(jù)為所述訪(fǎng)問(wèn)控制列表中標(biāo)識(shí)的不應(yīng)接收的數(shù)據(jù)，則所述交換設(shè)備丟棄所述組播流數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)用戶(hù)加入某設(shè)置了防洪泛的組播組時(shí)，所述交換設(shè)備在所述已建立的組播組成員關(guān)系表中，將設(shè)置為無(wú)效的出口端口修改為所述用戶(hù)對(duì)應(yīng)的出口端口值。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述設(shè)置了防洪泛的組播組中的最后一個(gè)用戶(hù)離開(kāi)后，所述交換設(shè)備在所述已建立的組播成員關(guān)系表中將所述用戶(hù)對(duì)應(yīng)的出口端口設(shè)為無(wú)效值。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述交換設(shè)備為以太網(wǎng)交換機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種防止二層組播數(shù)據(jù)流洪泛的方法，在沒(méi)有用戶(hù)加入組播組前或全部用戶(hù)都離開(kāi)組播組后，防止二層組播數(shù)據(jù)流在VLAN中洪泛。所述方法包括，對(duì)組播組進(jìn)行防止數(shù)據(jù)洪泛的配置，交換設(shè)備為所述組播組構(gòu)建成員關(guān)系表，在沒(méi)有用戶(hù)加入組播組前或全部用戶(hù)都離開(kāi)組播組后，所述成員關(guān)系表仍存在，表中出口端口為無(wú)效值。采用本發(fā)明的方法后，在以太網(wǎng)二層組播的環(huán)境中，提高了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對(duì)于組播數(shù)據(jù)報(bào)文在局域網(wǎng)中洪泛的控制和保護(hù)，提升了交換機(jī)的性能。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101083664SQ20071013016
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者高峰, 蔣青青, 王鸞 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司