CN102394813A

CN102394813A - 一种组播路由表项管理方法和路由器

Info

Publication number: CN102394813A
Application number: CN2011103332611A
Authority: CN
Inventors: 游君平; 郑国良; 汪洪远
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: CN102394813B

Abstract

本发明公开了一种组播路由表项管理方法和路由器，应用于PIM SM网络，组播路由表项定义为：标识具有接收者的组播流的第一类组播路由表项、标识在预订时间内没有接收者的组播流的第二类组播路由表项和标识超出预订时间后没有接收者的组播流的第三类组播路由表项，该方法包括：路由器收到组播流时判断组播路由表是否达到上限，若没有，则创建组播路由表项并将其路由类型设置为第二类组播路由表项；若已达到上限且组播路由表中包含第三类组播路由表项，则删除第三类组播路由表项，并创建组播路由表项并将其设置为第二类组播路由表项。本发明避免了因路由器中存在大量无用组播路由表项，降低了对攻击组播流对正常组播业务产生的不利影响。

Description

一种组播路由表项管理方法和路由器

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种组播路由管理方法和路由器。

背景技术

目前随着IPTV(Internet Protocol Television，网络电视)、视频会议等业务的开展，IP组播业务在现有网络上越来越受到广泛的应用。

PIM(Protocol Independent Multicast，协议无关组播)可以利用静态路由或者任意单播路由协议所生成的单播路由表为IP组播提供路由。根据实现机制的不同，PIM分为PIM-DM(Protocol Independent Multicast-Dense Mode，协议无关组播-密集模式)和PIM-SM(Protocol Independent Multicast-SparseMode，协议无关组播一稀疏模式)两种模式。其中，PIM-SM假设所有主机都不需要接收组播数据，只向明确提出需要组播数据的主机转发。

但是，目前网络中的恶意攻击或者组播源上的软件病毒，会不断的变化组播报文的目的地址，向网络设备发送大量的IP组播报文，导致组播源直连的DR(指定路由器)建立大量无用组播路由表项(S*，G*)。

但是，多数用作DR的路由器的芯片组播路由表容量有限，一旦组播路由表存储了大量的无用的组播路由表项，使芯片中组播路由表容量达到上限，则路由器将无法为正常的组播业务建立组播路由表项，导致正常组播业务开展受到影响。

发明内容

本发明提供了一种组播路由表项管理方法和路由器，用以减少路由器中无用组播路由表项的数量，进而减少无用组播路由表项的存在对正常组播业务的影响。

本发明提供的组播路由表项管理方法，应用于PIM SM网络中的路由器，所述路由器上的组播路由表项的路由类型定义为：第一类组播路由表项用于标识具有接收者的组播流的组播路由表项、第二类组播路由表项用于标识在预订时间内没有接收者的组播流的组播路由表项和第三类组播路由表项用于标识超出预订时间后没有接收者的组播流的组播路由表项，该方法包括：

路由器收到组播流时，判断组播路由表的容量是否已经达到上限，

若没有达到上限，则为收到的组播流创建组播路由表项并将其路由类型设置为第二类组播路由表项；

若已达到上限且所述组播路由表中包含第三类组播路由表项，则删除具有最长表项生成时间的第三类组播路由表项，并为收到的组播流创建组播路由表项并将其路由类型设置为第二类组播路由表项。

本发明提供的路由器，应用于PIM SM网络，所述路由器上的组播路由表项的路由类型定义为：第一类路由表项用于标识具有接收者的组播流的组播路由表项、第二类组播路由表项用于标识在预订时间内没有接收者的组播流的组播路由表项和第三类组播路由表项用于标识超出预订时间后没有接收者的组播流的组播路由表项，该路由器包括：

控制模块，用于在收到组播流时，判断组播路由表的容量是否已经达到上限，若没有达到上限，则指示表项创建模块为收到的组播流创建组播路由表项；若已达到上限且所述组播路由表中包含有第三类组播路由表项，则指示表项删除模块删除具有最长表项生成时间的第三类组播路由表项，并指示表项创建模块为收到的组播流创建组播路由表项；

表项创建模块，用于根据所述控制模块的指示，为收到的组播流创建组播路由表项并将其路由类型设置为第二类组播路由表项；

表项删除模块，用于根据所述控制模块的指示，删除具有最长表项生成时间的第三类组播路由表项。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果包括：

本发明优化了路由器中组播路由表项的创建方式，从而一定程度上避免了因路由器中存在大量无用组播路由表项，降低了对攻击组播流对正常组播业务产生的不利影响。

附图说明

图1为本发明实施例所适用的PIM SM组网结构示意图；

图2为本发明实施例提供的组播路由表项管理流程示意图；

图3为本发明实施例提供的路由器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

本发明实施例所适用的PIM SM组网架构基本与现有技术的PIM SM组网架构基本相同。图1示出了一种典型的PIM SM组网，其中，运行了PIM协议的路由器(即PIM路由器)所组成的网络称为PIM-SM域。

根据PIM SM协议，在PIM-SM域中，PIM-SM路由器周期性的发送PIMHello消息，用以发现邻接的PIM路由器，并负责在多路访问网络中进行DR选举。与组播接收者直连的DR负责向RP(Rendezvous Point，汇集点)的方向发送“加入/剪枝”消息，与组播源直连的DR负责组播源的数据转发到组播分发树。

PIM-SM通过建立组播分发树来进行组播流的转发。组播分发树分为两种：以组G的根节点RP为根的共享树(Rendezvous Point Tree，RPT)和以组播源为根的最短路径树(Shortest Path Tree，SPT)。PIM-SM路由协议通过显式的加入/剪枝机制来完成组播分发树的建立与维护。

基于上述PIM SM组网架构，本发明实施例中，当路由器在创建组播路由表项时，首先判断组播路由表的容量是否已经达到上限；若没有达到上限，则创建该组播路由表项；若已达到上限，则查询是否存在设定长时间内没有组播接收者的组播路由表项，并在查询到这样的组播路由表项时，将查询到的组播路由表项删除之后，再创建新的组播路由表项。

具体的，本发明实施例在PIM SM路由协议中，对组播路由表项引入了优先级的概念，即，将组播路由定义为三类，为描述方便称为A、B、C三类组播路由：

若组播路由表项(S*，G*)中有下游出接口，即(S*，G*)组播流有下游接收者，则对应的组播路由表项为A类组播路由，即该组播路由表项的路由类型为A类；

(S*，G*)表项初始建立时没有任何下游出接口，则定义为B类组播路由；

(S*，G*)在持续的时间范围T内，始终没有添加任何出接口，则定义为C类路由。攻击组播流不存在接收者，因此攻击组播流的组播路由表项需要删除；而持续时间T内没有接收者的正常组播流的组播路由表项对组播路由表项的占用也是一种浪费，同样需要删除。

上述三类组播路由的类型可相互转化，其切换的触发条件为：

A类组播路由表项对应的出接口清空后，变为B类组播路由；

B类组播路由表项的持续生存时间T后，变为C类组播路由；

C类和B类组播路由表项中添加首个下游出接口后，切换成A类组播路由。

PIM域中的所有路由器均可遵循上述原则进行组播路由表项的管理。

引入上述组播路由表项的分类后，组播路由表项的建立过程可如图2所示，包括：

当需要在路由器上创建(S*，G*)表项时，判断当前是否达到该路由器的组播路由表容量上限(步骤201)；若还未达到，则创建(S*，G*)表项，并将该表项设置为B类路由(步骤202)；若已达到组播路由表容量上限，则查找组播路由表中是否存在C类组播路由表项(步骤203)；若存在，则删除具有最长表项生成时间的C类组播路由表项以释放资源，然后创建(S*，G*)表项，并将该表项设置为B类(步骤204～205)；若不存在C类组播路由表项，则(S*，G*)表项创建失败(步骤206)。

具体实施时，当B类组播路由表项创建时，或者A类组播路由表项切换为B类组播路由表项时，可针对该B类组播路由表项启动定时器，当定时器超时，若该组播路由表项仍为B类，则将其切换为C类组播路由表项。

由于组播攻击流，一般都没有真正的接受者，或者在RP上部署有一定的组播注册限制而无法注册成功，因此创建的相应B类的组播路由表项会在一定长时间后退化成C类组播路由表项，这样就可以保证正常组播业务的开展，在一定程度上动态灵活的识别组播攻击并防止其造成的不利影响。

下面以与组播源连接的DR上进行组播路由表项的管理为例，对本发明实施例提供的组播路由管理流程进行详细描述。

当组播源开始发送组播流给DR，由DR单播给RP时，其组播路由表项的建立过程包括：

与组播源直连的DR收到组播源S的组播流后，判断本设备的组播路由表容量是否已经达到上限，若已经达到，则查询组播路由表中是否存在C类组播路由表项，若存在C类组播路由表项，则删除该C类组播路由表项以释放资源，然后建立(S*，G*)表项，将该表项的路由类型设置为B类，并将该组播流的组播报文封装成注册报文，通过单播方式发送给RP；若不存在C类组播路由表项，则(S*，G*)表项创建失败。

RP收到该注册报文后，解封装注册报文得到其中的组播流的组播报文，若该组播流有接收者，则将解封装得到的组播流按RPT(反向路径转发)的方式转发给该组播接收者。

RP可根据定义的规则，在适当时候向组播源逐跳发送(S*，G*)加入报文，这样，从RP到组播源所经过的路由器就形成了SPT的分支，这些路由器都在其路由组播表中生成了(S*，G*)表项，各路由中(S*，G*)表项的出接口为该路由器接收到该加入报文的入接口，此过程中各路由器中的(S*，G*)表项的路由类型为A类。所建立起来的SPT以组播源为根，以RP为叶子。在此过程中，与组播源直连的DR在接收到该(S*，G*)加入报文后，将该加入报文的入接口作为(S*，G*)表项的出接口，并将该表项的路由类型设置为A类。

此后，组播源S发送的组播流沿着已建立好的SPT到达RP，然后由RP将组播流沿着RPT向接收者进行转发。当RP收到沿着SPT转发来的组播流后，通过单播方式向与组播源直连的DR发送注册停止报文(Register-StopMessage)，组播源注册过程结束。

若RP收到该注册报文后，该组播流没有接收者，则RP向与组播源直连的RD发送注册停止报文；与组播源直连的RD接收到注册停止报文后，停止发送组播流，对应的(S*，G*)表项中不会添加指向下游路由器的出接口，其路由类型仍保持为B类。

当RP上首次收到下游需要接收(S*，G*)的组播流的加入请求时，根据RP维护的注册历史信息，RP可主动向组播源方向逐跳发送加入请求，并最终触发与组播源直连的DR在(S*，G*)表项中添加指向下游路由器的出接口，并根据情况更新其(S*，G*)表项的路由类型。例如，如果(S*，G*)表项之前没有出接口，为B类，则在添加出接口后，其路由类型更新为A类。

当RP接收到下游发送的针对(S*，G*)表项的剪枝报文，且判断该(S*，G*)表项已没有接收者时，向组播源逐跳发送(S*，G*)剪枝报文，SPT上的各路由器收到剪枝报文后，将(S*，G*)表项对应的相应出接口(即接收该剪枝报文的入接口)删除，并根据情况更新(S*，G*)表项的路由类型。例如，如果与组播源直连的DR根据该剪枝报文从该(S*，G*)表项中删除出接口后，该表项不存在出接口了，则该DR将该表项的路由类型从A类更新为B类。

B类表项存在的持续时间(即生存期)超过设定时长后，其路由类型退化为C类。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种路由器。

参见图3，为本发明实施例提供的路由器的结构示意图，该路由器上的组播路由表项的路由类型定义为：第一类组播路由表项用于标识具有接收者的组播流的组播路由表项、第二类组播路由表项用于标识在预订时间内没有接收者的组播流的组播路由表项和第三类组播路由表项用于标识超出预订时间后没有接收者的组播流的组播路由表项，该路由器可包括：常规的组播流接收模块305和组播流转发模块306，其中，组播流转发模块306用于根据组播路由表转发接收到的组播流，此外，还可包括：控制模块301、表项创建模块302、表项删除模块303，其中：

控制模块301，用于在收到组播流时，判断组播路由表的容量是否已经达到上限，若没有达到上限，则指示表项创建模块302为收到的组播流创建组播路由表项；若已达到上限且所述组播路由表中包含有第三类组播路由表项，则指示表项删除模块303删除具有最长表项生成时间的第三类组播路由表项，并指示表项创建模块302为收到的组播流创建组播路由表项；

表项创建模块302，用于根据控制模块301的指示，为收到的组播流创建组播路由表项并将其路由类型设置为第二类组播路由表项；

表项删除模块303，用于根据控制模块301的指示，删除具有最长表项生成时间的第三类组播路由表项。

进一步的，上述路由器还可包括表项更新模块304，用于在接收到剪枝报文后，将该剪枝报文对应的组播流的组播路由表项的出接口删除，并其路由类型设置为第二类组播路由表项；或/和，用于在接收到加入报文后，为加入报文对应的组播流的组播路由表项添加出接口，并将其路由类型设置为第一类组播路由表项。

进一步的，控制模块301还可在判断所述组播路由表的容量已达到上限，并且所述组播路由表中不包含第三类组播路由表项时，指示表项创建模块302终止为收到的组播流创建组播路由表项。

综上所述，本发明实施例，能够以简便、无需复杂运算、设备开销小的方式，在组播路由表中识别出攻击组播流的组播路由表项，并将其占用路由表项资源释放。另外，本发明实施例还将组播路由表中长时间无接收者的正常组播流退化成需要删除的组播路由表项并最终释放其占用的资源，更好的保证有接收者正常组播业务的开展。

本发明实施例中，时间T设置与网络环境、组播业务流量、攻击组播流的流量、路由设备的芯片性能都相关。

本领域技术人员可以根据需求灵活设置时间T。时间T的较佳值可以是30秒-300秒之间的任一数值。但是，时间T是小于30秒或大于300秒都不妨碍本实施例的实现，只是会减小方案所产生的有益效果。

譬如，如果时间T小于30秒，有可能路由设备DR频繁重复执行“创建组播路由，将创建的组播路由切换成C类路由并最终删除C类路由，，的一系列处理。

原因是，DR上建立组播路由表项后向RP注册，然后根据来自RP的请求在相应的组播路由表项中添加出接口。如果时间T不够长，DR就可能在收到来自RP的请求之前，已经将B类路由被标识成C类路由并删除。这样DR有可能重复执行组播路由表项的创建和删除，同样不利于路由设备的业务处理。

再比如，如果时间T大于300秒，无法有效的为正常的组播流创建组播路由表项。

原因是，如时间T太长，则会使攻击组播流的路由表项被正常组播流里的组播表项所取代的时间较长。如果网络中的正常组播业务流的流量大，而路由设备的芯片性能不高，这样DR一旦收到大量攻击组播流时，有可能较长的时间内无法为正常组播业务创建组播路由表项。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims

1.一种组播路由表项管理方法，应用于PIM SM网络中的路由器，其特征在于，路由器上的组播路由表项的路由类型定义为：第一类组播路由表项用于标识具有接收者的组播流的组播路由表项、第二类组播路由表项用于标识在预订时间内没有接收者的组播流的组播路由表项和第三类组播路由表项用于标识超出预订时间后没有接收者的组播流的组播路由表项，该方法包括：

若已达到上限且所述组播路由表中包含第三类组播路由表项，则删除具有最长表项生成时间的第三类组播路由表项，并为收到的组播流创建组播路由表项并将其路由类型设置为第二组播类路由表项。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

所述路由器接收到剪枝报文后，将该剪枝报文对应的组播流的组播路由表项的出接口删除，并其路由类型设置为第二类组播路由表项。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

所述路由器接收到加入报文后，为加入报文对应的组播流的组播路由表项添加出接口，并将其路由类型设置为第一类组播路由表项。

4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

所述路由器判断所述组播路由表的容量已达到上限，并且所述组播路由表中不包含第三类组播路由表项，则终止为所述收到的组播流创建组播路由表项。

5.一种路由器，应用于PIM SM网络，其特征在于，路由器上的组播路由表项的路由类型定义为：第一类路由表项用于标识具有接收者的组播流的组播路由表项、第二类组播路由表项用于标识在预订时间内没有接收者的组播流的组播路由表项和第三类组播路由表项用于标识超出预订时间后没有接收者的组播流的组播路由表项，该路由器包括：

6.如权利要求5所述的路由器，其特征在于，还包括：

表项更新模块，用于在接收到剪枝报文后，将该剪枝报文对应的组播流的组播路由表项的出接口删除，并其路由类型设置为第二类组播路由表项。

7.如权利要求5所述的路由器，其特征在于，还包括：

表项更新模块，用于在接收到加入报文后，为加入报文对应的组播流的组播路由表项添加出接口，并将其路由类型设置为第一类组播路由表项。

8.如权利要求5-7之一所述的路由器，其特征在于，所述控制模块还用于，在判断所述组播路由表的容量已达到上限，并且所述组播路由表中不包含第三类组播路由表项时，指示所述表项创建模块终止为收到的组播流创建组播路由表项。