CN100463449C - 一种用于宽带接入设备的组播快速加入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于宽带接入设备的组播快速加入方法，其包括如下步骤：在用户板侦听互连网组管理协议报告报文，并在用户板上解析该报文；如果解析结果表明是该报文申请的组播组是允许该用户快速加入的，则直接将该用户加入用户板上维护的组播组中，并将该互连网组管理协议报告报文传送给主控板；所述主控板侧的业务层保证只要是有权限加入组播组的用户必然是可以快速加入的。本发明方法通过在用户板上直接解析IGMPREPORT报文，在实现负载均衡的情况下，极大的减少了加入组播组的时间，完全可以满足当前大部分运营商所提出的加入时延指标。

Description

一种用于宽带接入设备的组播快速加入方法
技术领域
本发明涉及一种计算机网络通信领域中的以太网组播方法，尤其是涉及一种宽带接入设备内用户板上的组播协议报文处理方法。
背景技术
在目前的大部分大中型接入设备中，其基本的组播接入方法是利用设备中的用户板侦听IGMP REPORT(互连网组管理协议报告)报文，透传到主控板来维护组播表。其主要工作方式是：用户板探测以太网包中IP包头的协议类型，提取IGMP REPORT报文，透传到主控板；主控板利用用户板发到的REPORT协议报文进行一系列判断检查：(1)首先检查REPORT协议报文的合法性，如果合法则进行准入判断；(2)是否允许加入组播组，如果允许加入则进行下一步；(3)此组播组是否已经存在，如果不存在则创建组播组；(4)然后将端口加入此组播组的转发列表；(5)然后再将组播组的配置命令下发到用户板，用户板根据组播表转发组播数据，这样，此端口就可以接收到宽带接入设备数字用户线接入复用器DSLAM(DSL AccessMultiplexer，以下简称：DSLAM)转发的mac地址为该组的组播数据。
这种处理方法在实现上具有集中管理的特点，但是也带来了以下缺点：
1)组成员加入的时延太大。加入时延是指从待测接入设备收到指定组播组的加入消息到它开始向该指定组播组转发组播流的时延。可以看到，传统的处理方法从用户板收到REPORT报文到真正得到组播数据的经过了多重处理，并且还有两次主控板和用户板之间的消息传递，表现在实际使用当中组播业务点播的反应比较慢，即加入的时延太大，难以满足当前大部分运营商所提出的加入时延指标。
2)负载不均衡。所有的协议报文解析和用户端口的状态转换都在主控板上进行，给主控板运行压力极大，同时用户板上只是简单的透传协议报文，导致了资源的浪费。
因此，现有技术存在缺陷，有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于宽带接入设备的组播快速加入方法，针对现有技术的宽带接入设备中组播业务加入时延太大和负载不均衡的问题，本发明方法在用户板上直接解析IGMP REPORT报文，从而减少加入时延，实现负载均衡。
本发明的技术方案包括：
一种用于宽带接入设备的组播快速加入方法，其包括如下步骤：
A、在用户板侦听互连网组管理协议报告报文，并在用户板上解析该报文；
B、如果解析结果表明该报文申请的组播组是允许用户快速加入的，则直接将该用户加入用户板上维护的组播组中，并将该互连网组管理协议报告报文传送给主控板；所述主控板侧的业务层保证只要是有权限加入组播组的用户必然是可以快速加入的。
所述的方法，其中，所述互连网组管理协议报告报文中包括组播地址和虚拟局域网标识码信息。
所述的方法，其中，
所述步骤A之前包括下述步骤A1至C1，
A1、在***启动的初始化阶段，所述用户板生成一空的组播控制表，用于存储由组播虚拟局域网的标识、代表组播组的组IP和记录端口权限的端口列表组成的信息；
B1、所述主控板的配置数据初始化之后，向所述用户板下载由组播业务模块根据配置生成的组播控制表，其每一个表项记录某一端口在某一组播虚拟局域网中的某一组播组的加入权限；
C1、所述用户板在收到组播控制表的消息后，根据下发的组播控制表中的组播虚拟局域网标识码和组IP生成哈希索引，按照索引存放；所述用户板启动完成后处于侦听互连网组管理协议报告报文的状态；
所述步骤B还包括下述步骤D1，
D1、所述用户板在收到互连网组管理协议报告后，根据其中的组播虚拟局域网的标识和组IP，生成哈希索引，在该索引对应的组播控制表条目中得到标志权限的端口列表，根据互连网组管理协议报告中上行的端口号，查看所述端口列表当中的该位权限值，用以判断是否可以加入请求的组播组。
所述的方法，其中，还包括：如果端口被允许加入请求的组播组则判断此组播组是否已经存在，如果不存在则创建该组播组，将端口加入此组播组的转发列表；如果该组播组已经存在，则只修改该组播组的端口列表。
所述的方法，其中，所述步骤C1还包括：所述主控板侧所有改变端口加入组播组权限的操作都触发新的组播控制表下发，所述用户板在收到新的组播控制表时，则覆盖原来的对应表项。
所述的方法，其中，在所述步骤A1中，如果有互连网组管理协议报告报文上行，则全部被丢弃。
本发明所提供的一种用于宽带接入设备的组播快速加入方法，通过在用户板上直接解析IGMP REPORT报文，在实现负载均衡的情况下，极大的减少了加入组播组的时间，完全可以满足当前大部分运营商所提出的加入时延指标。
附图说明
图1是本发明方法的实现流程图；
图2是本发明方法中用户板上的组播控制表创建和维护的过程示意图；
图3是本发明方法的组播控制表的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，将对本发明的各较佳实施例进行较为详细的说明。
本发明的用于宽带接入设备的组播快速加入方法，其核心思想是在用户板上侦听IGMP REPORT报文，并在用户板上解析该报文，如果解析结果表明是该报文申请的组播组是允许快速加入的，则直接将该用户加入用户板上维护的组播组中，并且继续将REPORT协议报文传送给主控板，否则，做其它处理。在这里，所述主控板侧的业务层保证了只要是有权限加入组播组的用户必然是可以快速加入的。
本发明方法的实现流程图如图1所示，需要说明的是：
1)所获取的IGMP REPORT包的信息，其中包含了多个方面，比如组播地址和VLAN ID(虚拟局域网标识码)；
2)所述组播控制表和组播表是两个不同的概念。前者的作用是进行组播表的准入控制，它的创建和维护都是通过所述主控板下发的，在用户板侧的处理流程见图2所示；后者是组播业务转发表，维护了用户板上属于该组播组的用户端口列表；
3)向所述主控板传送的IGMP REPORT包没有进行任何修改，因此需要保证用户板侧和主控板侧进行的处理步骤是一致的。
为了实现快速查找组播控制表，本发明方法设计了一种以VLAN ID和GROUP IP(组IP)为关键字的表以及相应的查找方法。所述组播控制表的结构如图3所示，在写表的时候兼顾了查表的效率，写表的时候以MVID(组播VLAN ID，即组播虚拟局域网标识码)和GROUP IP(组IP)做为关键字，利用哈希算法，生成组播控制表索引，将MVID，GROUP IP和端口权限列表分别写入组播控制表条目。查找的时候同样以MVID和GROUP IP做为关键字生成组播控制表索引，而不需要遍历整个组播控制表，这样就节省了查表时间。同时为了解决哈希算法产生相同的索引，在每个索引下创建了4个条目来解决这种问题。
本发明方法的详细步骤描述如下：
1.***启动的初始化阶段，如图2所示的第一阶段，用户板应该生成一个空的组播控制表，数据格式如图3所示，是一个二维数组，支持512个索引，每个索引包括4个条目，每个条目由三个元素组成，分别是代表MVLAN(组播VLAN)的MVID，代表组播组的GROUP IP和记录端口权限的PORTLIST(端口列表)。此时如果有REPORT报文上行，由于组播控制表为空，将会全部被丢弃；
2.主控板的配置数据初始化之后，必须向所述用户板下载由组播配置生成的组播控制表，该表结构如图3所示，其中的每一个表项说明了某一端口在某一MVLAN中的某一组播组的加入权限。所述用户板在收到组播控制表下发消息后，不是将该表顺序写入空的组播控制表，而是如图2所示的，根据下发的组播控制表中的MVID和GROUP IP生成哈希索引，按照索引存放。同时，所述主控板侧所有改变端口加入组播组权限的操作都会触发新的控制表下发，比如增加删除组播组，预览权限和时间的改动等等，用户板一旦收到新的组播控制表，则覆盖原来的表项；
3.所述用户板启动完成后会处于侦听IGMP报文的状态，一旦提取到IGMP REPORT报文，首先获取报文中的相关信息，包括GROUP IP和MVID。
4.接下来如图1所示，根据获取的信息判断是否可以加入请求的组播组。和创建组播控制表一样，根据REPORT报文中的MVID和GROUP IP利用哈希算法可以很快得到索引。由于每条索引下有4个条目，所以需要再匹配MVID和GROUP IP，才能找到正确的组播控制表条目。
5.这样，在组播控制表条目中可以得到标志权限的PORT LIST。根据REPORT包上行的端口号，查看PORT LIST当中的该位的值。1表示可以加入，否则进行其它处理。如果允许加入则判断此组播组是否已经存在，如果不存在则创建组播组，然后将端口加入此组播组的转发列表；如果组播组已经存在，则只需要修改组播组的端口列表即可。
6.最后，将IGMP REPORT报文通过控制通道发送给所述主控板，用于完成主控板侧的状态维护，保持上下层数据一致性。
本发明方法要求所述用户板可以侦听根据协议字段IGMP REPORT报文，可以适合于大部分大中型宽带接入设备，通过上述在用户板上实现快速加入组播组的方法，极大的减少了用户加入组播组的延迟。
需要说明的是，本发明方法的组播接入控制表包含的组的个数以及PORT LIST中的数据表示方法，仅为说明本发明方法的一个实例，不能因此用来限制本发明的专利保护范围。
应当指出的是，本发明方法对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其有益效果进行改变或替换，而所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种用于宽带接入设备的组播快速加入方法，其包括如下步骤：
A、在用户板侦听互连网组管理协议报告报文，并在用户板上解析该报文；
B、如果解析结果表明该报文申请的组播组是允许用户快速加入的，则直接将该用户加入用户板上维护的组播组中，并将该互连网组管理协议报告报文传送给主控板；所述主控板侧的业务层保证只要是有权限加入组播组的用户必然是可以快速加入的。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述互连网组管理协议报告报文中包括组播地址和虚拟局域网标识码信息。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤A之前包括下述步骤A1至C1，
A1、在***启动的初始化阶段，所述用户板生成一空的组播控制表，用于存储由组播虚拟局域网的标识、代表组播组的组IP和记录端口权限的端口列表组成的信息；
B1、所述主控板的配置数据初始化之后，向所述用户板下载由组播业务模块根据配置生成的组播控制表，其每一个表项记录某一端口在某一组播虚拟局域网中的某一组播组的加入权限；
C1、所述用户板在收到组播控制表的消息后，根据下发的组播控制表中的组播虚拟局域网标识码和组IP生成哈希索引，按照索引存放；所述用户板启动完成后处于侦听互连网组管理协议报告报文的状态；
所述步骤B还包括下述步骤D1，
D1、所述用户板在收到互连网组管理协议报告后，根据其中的组播虚拟局域网的标识和组IP，生成哈希索引，在该索引对应的组播控制表条目中得到标志权限的端口列表，根据互连网组管理协议报告中上行的端口号，查看所述端口列表当中的该位权限值，用以判断是否可以加入请求的组播组。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：如果允许加入请求的组播组则判断此组播组是否已经存在，如果不存在则创建该组播组，将端口加入此组播组的转发列表；如果该组播组已经存在，则只修改该组播组的端口列表。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C1还包括：所述主控板侧所有改变端口加入组播组权限的操作都触发新的组播控制表下发，所述用户板在收到新的组播控制表时，则覆盖原来的对应表项。
6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤A1中，如果有互连网组管理协议报告报文上行，则全部被丢弃。
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