CN101902403A - 一种增强组播源可靠性的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种增强组播源可靠性的方法及其装置，其中该方法包括：步骤一，建立同一组播流的主用组播源服务器、备用组播源服务器与各自的上级路由器之间的通信链路，所述主用组播源服务器、所述备用组播源服务器配置相同的源地址向各自的所述上级路由器转发组播流；步骤二，由所述主用组播源服务器检测组播流能否正常发送，当发生故障时，所述主用组播源服务器强制所述通信链路失效，待网络路由收敛后，由所述备用组播源服务器提供组播数据流。本发明提出了对于属于组播源服务器流类型故障的异常也能够提供快速保护切换，保证IPTV业务的不中断性。

Description

一种增强组播源可靠性的方法及其装置

技术领域

本发明涉及组播源可靠性技术，尤指一种增强组播源可靠性的方法及其装置。

背景技术

IPTV(Internet Protocol TV or Interactive Personal TV，交互式网络电视)业务采用IP组播技术将频道节目流推送到用户，这种基于IP组播报文承载IPTV视频数据流的方法，对组播源的可靠性要求较高，当组播源服务器设备发生故障或链路发生故障时都会影响IPTV业务的正常开展。

由于引入了组播源可靠性技术，IPTV***通常采用基于PIM-SSM(Protocol Independent Multicast-Source Specific Multieast，协议无关组播-特定源组播)和AnyCast Source两种技术实现组播源备份。PIM-SSM采用同一视频流通过两个组播服务器配置不同的源地址进行转发，接收终端通过IGMPv3(Internet Group Management Protocol vesion3，互联网组管理协议版本3)加入到特定源组，当组播源服务器失效后，主机向备份服务器发IGMPv3加入。由于此技术是完全由接收终端完成，对于接收终端要求较高，要求必须支持IGMPv3协议，虽然接收终端不支持IGMPv3网络中也有相应的技术进行规避，但是通过手工调整Mapping配置指定组播源IP的方法对于强调用户体验强调无中断的视频业务来说几乎是不可接受的。AnyCast Source技术虽然避免了PIM-SSM技术中对接收终端要求高，要支持IGMPv3的问题，但是AnyCastSource技术是依靠网络路由收敛来切换备用组播源提供服务的，对于像组播源服务器故障、服务挂死等类型故障路由表根本无法感知，既不会进行路由撤销也不会进行网络路由收敛，在这种情况下，业务将出现中断而无法切换和自动恢复。

如图1所示，其给出了组播可靠性的整体框架。其中对于同一视频流，通过两个组播服务器配置不同的源地址进行转发，接收终端CPE(CustomerPremises Equipment)通过IGMPv3加入到特定源组，当组播源服务器失效后，接收终端CPE向备份组播源服务器发IGMPv3加入消息。该方案是由接收终端CPE完成。

如图2所示，其给出了组播可靠性的另一整体框架。其中对于同一视频流，通过两个组播源服务器(主、备)配置相同的源地址(1.1.1.1)进行转发，每个接收终端CPE都向最近的组播源服务器对应的DR(Designated Router，指定路由器)，发送加入(join)消息，当最近的组播源服务器失效后，网络进行单播、组播的快速收敛，降低业务中断的时间。

上述图1中的组播源可靠性的方法存在如下问题：

1、接收终端CPE要求支持IGMPv3问题：IPTV***的组播接收终端例如STB(Set Top Box，机顶盒)，必须有支持IGMPv3的限定；

2、接收终端CPE不支持IGMPv3，SSM Mapping可服务性问题：在SSM技术中，如果接收终端CPE不支持IGMPv3就需要在所有BRAS(BroadbandRemote Access Server，宽带远程接入服务器)配置SSM Mapping选择具体源IP，否则接收终端CPE会收到两份媒体流，这不仅增加了BRAS的配置复杂度，而且在发生故障后需要手工调整Mapping配置，造成极差的可服务性。

上述图2中的组播源可靠性的方法存在如下问题：

组播源流类型故障不能保护：AnyCast Source技术是依靠感知路由收敛来切换备用组播源提供服务的，但是像组播源流故障、服务挂死等流类型故障情况路由表无法感知，在这种情况下业务将出现中断而无法切换和自动恢复。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种增强组播源可靠性的方法及其装置，用于对属于组播源服务器流类型故障的异常提供快速保护切换，保证IPTV业务的不中断。

为了实现上述目的，本发明提供一种增强组播源可靠性的方法，其特征在于，包括：

步骤一，建立同一组播流的主用组播源服务器、备用组播源服务器与各自的上级路由器之间的通信链路，所述主用组播源服务器、所述备用组播源服务器配置相同的源地址向各自的所述上级路由器转发组播流；

步骤二，由所述主用组播源服务器检测组播流能否正常发送，当发生故障时，所述主用组播源服务器强制所述通信链路失效，待网络路由收敛后，由所述备用组播源服务器提供组播数据流。

所述的增强组播源可靠性的方法，其中，所述步骤一中，进一步包括：

通过启用BFD协议建立所述通信链路，并在所述通信链路建立后，对所述通信链路建立用于传输BFD检测报文的逻辑链路。

所述的增强组播源可靠性的方法，其中，所述步骤二中，进一步包括：

所述主用组播源服务器、所述备用组播源服务器在所建立会话的通道上向对应的所述上级路由器周期性发送所述BFD检测报文，所述上级路由器在所建立的会话上向所述主用组播源服务器、所述备用组播源服务器周期性发送所述BFD检测报文。

所述的增强组播源可靠性的方法，其中，所述步骤二中，进一步包括：

通过组播数据流量采样周期内采样到的数值是否超出设定的组播数据流量异常检测的阈值门限的方式检测组播出流是否正常，如数值小于或大于所述阈值门限，则判定组播出流异常，所述主用组播源服务器停止发送所述BFD检测报文。

所述的增强组播源可靠性的方法，其中，所述步骤二中，进一步包括：

当所述组播出流异常恢复时，所述主用组播源服务器启动所述BFD检测报文的发送，组播从所述备用组播源服务器切换回所述主用组播源服务器，由所述主用组播源服务器转发组播数据流。

为了实现上述目的，本发明提供一种增强组播源可靠性的装置，用于组播源服务器，其特征在于，包括：

管理模块，用于与网管进行告警通信；

检测模块，连接所述管理模块，用于检测组播流能否正常发送；以及

业务模块，连接所述管理模块、所述检测模块，用于当所述组播流能够正常发送时，发送组播数据流，当所述组播流发生故障时，根据所述管理模块的控制停止发送BFD检测报文。

所述的增强组播源可靠性的装置，其中，所述管理单元进一步包括：

代理单元，用于向网管上报组播源流的健康状况；以及

存储单元，用于记录组播出流异常的原因、时间。

所述的增强组播源可靠性的装置，其中，所述检测单元进一步包括：

配置单元，用于配置组播数据流量异常检测的阈值门限和组播数据流量的采样周期；以及

计算判断单元，连接所述配置单元，用于计算所述采用周期内组播出流的变化率，当所述变化率小于或大于所述阈值门限时，判定组播出流异常。

所述的增强组播源可靠性的装置，其中，所述业务模块进一步包括：

组播流输出单元，用于当所述检测模块检测到组播出流正常时，发送组播数据；以及

BFD检测单元，用于当所述检测模块检测到组播出流异常时，通知所述管理模块记录异常原因、时间，并在所述管理模块的触发下停止发送所述BFD检测报文。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

本发明提出了一种增强组播业务可靠性的方法和装置，对于属于组播源服务器流类型故障的异常也能够提供快速保护切换，保证IPTV业务的不中断性。

附图说明

图1是现有组播源可靠性的整体框架图；

图2是现有组播源可靠性的另一整体框架图；

图3是本发明的增强组播源可靠性的实现流程图；

图4是本发明的增强组播源可靠性的装置结构图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图3所示，为本发明的增强组播源可靠性的实现流程图，该流程描述了一种增强组播源可靠性的方法，同一组播流有两台组播源服务器与各自的上级路由器DR之间建立通信链路，两台组播源服务器(主用组播源服务器、备用组播源服务器)配置相同的源地址进行转发，组播源服务器检测能否正常发送组播流，当发生故障时，主用组播源服务器强制链路失效，待网络路由收敛后，由备用组播源服务器提供组播出流。

在图3所示的实施例中，以采用同一组播流，两台MRF组播源服务器为例进行说明，具体包括以下步骤：

步骤301，建立MRF组播源服务器与各自的上级路由器DR之间的通信链路，两台MRF组播源服务器(主用MRF组播源服务器、备用MRF组播源服务器)配置相同的源IP地址进行组播数据流转发，每个接收终端CPE都向自己的近端源MRF组播源服务器发送加入消息。MRF(Media ResourceFunction)是指媒体资源功能。

进一步地，步骤301中，MRF组播源服务器与各自的上级路由器DR之间通过启用BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)协议建立通信链路，在建立了MRF组播源服务器和上级路由器DR之间的通信链路后，还需要对每个通信链路建立用于传输BFD检测报文的逻辑链路。

进一步地，主用MRF组播源服务器、上级路由器DR在所建立会话的通道上周期性互发BFD检测报文，用以检测对方是否存活，如果当任何一方在一定周期没有收到对方发来的BFD检测报文，则认为相邻***发生了故障，已经不能够提供服务，DR会强行使通信链路失效(置DOWN)，并通知上层路由模块撤销路由，致使网络进行路由收敛，从而起到了组播源主备导换的作用。备用MRF组播源服务器的组播源机制是一样的。

步骤302，主用MRF组播源服务器定时检查组播出流的发送是否异常，如果是，则执行步骤304；否则执行步骤307；

进一步地，组播源收流异常和发流异常时，BFD本身只能检测出通信链路是否正常，流本身、流服务出现的异常，BFD无法感知，为了解决此类问题，在组播源服务器上增加主动检测，用于检测组播源收发流异常、网络链路异常等多种情况。

采用主动检测，组播源服务器通过组播数据流量采样周期内采样到的数值是否超出设定组播数据流量异常检测的阈值门限的方法检测组播出流是否正常，若发现是流异常类型，则停止发送BFD检测报文，如果上级路由器DR在足够长时间内没有收到组播源服务器的BFD检测报文，则认为相邻***的双向通道发生了故障，会强行使通信链路失效，并通知上层路由模块撤销路由，致使网络进行路由收敛。

步骤303，主用MRF组播源服务器停发BFD检测报文，上级路由器DR的路由模块撤销到达主用MRF组播源服务器的路由，网络路由收敛，由备用MRF组播源服务器提供组播数据流；

步骤304，主用MRF组播源服务器定时检测组播出流是否恢复正常，若恢复正常，则执行步骤305，若未恢复正常，则执行步骤306；

进一步地，该步骤中，故障恢复包括网络链路故障恢复和流类型故障恢复。对于网络链路故障的恢复，BFD协议本身可以感知，会重新建立BFD链路会话；对于流类型故障的恢复，主用MRF组播源服务器会主动启动BFD检测报文的发送，重新建立BFD链路会话；

步骤305，BFD链路会话再次建立之后，上级路由器DR的链路会被激活，使得网络路由再次收敛，全网组播从备用MRF组播源服务器回切到主用MRF组播源服务器，让主用MRF组播源服务器再次向网络提供组播出流服务，即由主用MRF组播源服务器继续转发组播数据流；

步骤306，由备用MRF组播源服务器继续转发组播数据流；

步骤307，由主用MRF组播源服务器继续转发组播数据流。

在图3中，当两台MRF组播源服务器同时工作时，主用MRF组播源服务器是有效的，但当备用MRF组播源服务器自己检测出有问题时，也会做同样的动作，此时不会对网络业务造成任何影响。

如图4所示，是本发明的增强组播可靠性的装置结构图。该装置40为组播源服务器，具体包括：

管理模块41，用于与网管进行告警通信；

检测模块42，连接管理模块41，用于定时检测组播流能否正常发送，即组播出流是否异常；

业务模块43，连接管理模块41、检测模块42，用于当检测模块42检测到组播出流正常时，发送组播数据流，当检测模块42检测到组播出流异常(发生故障)时，根据管理模块41的控制停止BFD检测报文发送。

进一步地，管理模块41还包括：

Agent(代理)单元411，用于向网管上报组播源流的健康状况；

存储单元412，用于记录组播出流异常的原因、时间等参数数值。

进一步地，检测模块42还包括：

配置单元421，用于配置组播数据流量异常检测的阈值门限和组播数据流量的采样周期；

计算判断单元422，连接配置单元421，用于计算采用周期内组播出流的变化率，当变化率小于或大于阈值门限时，判定组播出流异常。

进一步地，业务模块43还包括：

组播流输出单元431，用于当检测模块42检测到组播出流正常，则继续发送组播数据；

BFD检测单元432，用于当检测模块42检测到组播出流异常时，通知管理模块41中的存储单元412记录异常原因、时间等参数数值，并停止BFD检测报文的发送。

当组播流输出单元431恢复正常后(组播发流正常)，通过检测模块42计算出组播流在内部输出正常，检测模块42直接通知管理模块41，管理模块41记录并触发BFD检测单元432，使其开始工作。这样此组播源服务器40自动就上线了。

实际上，组播流输出单元431一直在发流，当流有问题时，链路DOWN，正常状态检测出组播流有问题时的处理方式相同。

本发明提供了一种增强组播业务可靠性的方法和装置，对于属于组播源服务器流类型故障的异常能够提供快速保护切换，保证了IPTV业务的不中断性。还提供了一种带有管理模块、检测模块、业务模块的组播源服务器，进行组播源的自我检测。利用该组播源服务器结合发明的增强组播可靠性的方法，组播源服务器能够检测能否正常发送组播流，当发生故障时主用组播源服务器强制链路失效，待网络路由收敛后，备用组播源服务器继续提供组播出流，从而实现了组播源的保护。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种增强组播源可靠性的方法，其特征在于，包括：

步骤一，建立同一组播流的主用组播源服务器、备用组播源服务器与各自的上级路由器之间的通信链路，所述主用组播源服务器、所述备用组播源服务器配置相同的源地址向各自的所述上级路由器转发组播流；

步骤二，由所述主用组播源服务器检测组播流能否正常发送，当发生故障时，所述主用组播源服务器强制所述通信链路失效，待网络路由收敛后，由所述备用组播源服务器提供组播数据流。

2.根据权利要求1所述的增强组播源可靠性的方法，其特征在于，所述步骤一中，进一步包括：

通过启用BFD协议建立所述通信链路，并在所述通信链路建立后，对所述通信链路建立用于传输BFD检测报文的逻辑链路。

3.根据权利要求2所述的增强组播源可靠性的方法，其特征在于，所述步骤二中，进一步包括：

所述主用组播源服务器、所述备用组播源服务器在所建立会话的通道上向对应的所述上级路由器周期性发送所述BFD检测报文，所述上级路由器在所建立的会话上向所述主用组播源服务器、所述备用组播源服务器周期性发送所述BFD检测报文。

4.根据权利要求2或3所述的增强组播源可靠性的方法，其特征在于，所述步骤二中，进一步包括：

通过组播数据流量采样周期内采样到的数值是否超出设定的组播数据流量异常检测的阈值门限的方式检测组播出流是否正常，如数值小于或大于所述阈值门限，则判定组播出流异常，所述主用组播源服务器停止发送所述BFD检测报文。

5.根据权利要求4所述的增强组播源可靠性的方法，其特征在于，所述步骤二中，进一步包括：

当所述组播出流异常恢复时，所述主用组播源服务器启动所述BFD检测报文的发送，组播从所述备用组播源服务器切换回所述主用组播源服务器，由所述主用组播源服务器转发组播数据流。

6.一种增强组播源可靠性的装置，用于组播源服务器，其特征在于，包括：

管理模块，用于与网管进行告警通信；

检测模块，连接所述管理模块，用于检测组播流能否正常发送；以及

业务模块，连接所述管理模块、所述检测模块，用于当所述组播流能够正常发送时，发送组播数据流，当所述组播流发生故障时，根据所述管理模块的控制停止发送BFD检测报文。

7.根据权利要求6所述的增强组播源可靠性的装置，其特征在于，所述管理单元进一步包括：

代理单元，用于向网管上报组播源流的健康状况；以及

存储单元，用于记录组播出流异常的原因、时间。

8.根据权利要求6所述的增强组播源可靠性的装置，其特征在于，所述检测单元进一步包括：

配置单元，用于配置组播数据流量异常检测的阈值门限和组播数据流量的采样周期；以及

计算判断单元，连接所述配置单元，用于计算所述采用周期内组播出流的变化率，当所述变化率小于或大于所述阈值门限时，判定组播出流异常。

9.根据权利要求6、7或8所述的增强组播源可靠性的装置，其特征在于，所述业务模块进一步包括：

组播流输出单元，用于当所述检测模块检测到组播出流正常时，发送组播数据；以及

BFD检测单元，用于当所述检测模块检测到组播出流异常时，通知所述管理模块记录异常原因、时间，并在所述管理模块的触发下停止发送所述BFD检测报文。

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