CN102932248A - 多源组播路径备份方法及装置、汇聚点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多源组播路径备份方法，包括：汇聚点RP确定相同的组播源有两个以上时，选取其中一个作为主用组播源，其余的组播源作为所述主用组播源的备用组播源，分别建立主用路径和备用路径。RP确定所述主用路径故障时，选取备用路径中的一个作为主用路径。本发明同时公开了一种多源组播路径备份装置、汇聚点。本发明的技术方案结合PIM SM协议本身特点，实现了对组播源的有效控制，并且可以进行组播路径的备份，实现组播路径的快速切换。

Description

多源组播路径备份方法及装置、汇聚点

技术领域

本发明涉及多组播源路径备份技术，尤其涉及一种多源组播路径备份方法及装置、汇聚点。

背景技术

目前，视频点播、电视会议、网络电视(IPTV)等组播业务在IP网络中发展迅速。国际互联网工程任务组(IETF，The Internet Engineering Task Force)的域内组播路由工作组(IDMR WG，Inter-Domain Multicast Routing WorkingGroup)设计的协议无关组播协议-稀疏模式(PIM-SM)是应用最广泛的组播路由协议。关于PIM-SM协议的详细描述，可参见RFC4061，这里不再赘述。

在实际应用中，一般采用如图1所示的网络拓扑结构。图1为普通的组播网络拓扑结构示意图，如图1所示，网络拓扑结构中包括有依次连接的源Source1、Router1、Router2、Router3，用户Reciever通过Router3接入，获取Source1上的资源信息。例如，CCTV-1采用225.0.0.1的组播组，由源(Source)1.0.0.1向Router1发送，Router1和充当汇聚点(RP，Rendezvous Point)的Router2完成源信息注册，假设此时Router3有用户点播CCTV-1，则225.0.0.1的组播流量将依次经过Router1至Router2至Router3到达接收者(Reciever)。

为提高网络的健壮性，避免视频源单点故障的发生，一般采用多个组播源来避免组播流量的中断。

图2为存在冗余组播源的网络拓扑结构示意图，如图2所示，为提高网络冗余，在图1所示的拓扑结构的基础上，增设有源Source2及Router4，Source2与Router4依次连接，Router4连接到Router2。这样，CCTV-1的电视信息将有两个节目服务器发送，分别为Source1：1.0.0.1，Source2：2.0.0.1。此时，接收者Receiver将会收到两份关于225.0.0.1的组播流量，同时，在Router2和Router3之间就会承载一份无用的流量而浪费带宽，接收者也将过滤一份组播流量，也会导致接收者本地处理资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多源组播路径备份方法及装置、汇聚点，能对多组播源的组播路径进行冗余备份和快速切换，不会导致组播流量浪费。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多源组播路径备份方法，包括：

RP确定相同的组播源有两个以上时，选取其中一个作为主用组播源，其余的组播源作为所述主用组播源的备用组播源，分别建立主用路径和备用路径。

优选地，所述方法还包括：

所述RP确定所述主用路径故障时，选取备用路径中的一个作为主用路径。

优选地，所述选取主用组播源，包括：

选取优先级最高的组播源作为主用组播源；

或者，选取距所述RP路径最短的组播源作为主用组播源；

或者，选取最先注册到所述RP的组播源作为主用组播源；

或者，随机选取一个组播源作为主用组播源。

优选地，所述RP确定相同的组播源有两个以上，包括：

DR接收到组播源发送的组播流量后，向所述RP进行组播源注册；

所述RP根据组播源的注册信息确定相同的组播源是否有两个以上。

优选地，所述RP确定主用组播源故障，包括：

所述RP确定在设定时间段内未从所述主用路径接收到组播流量时，确定所述主用路径故障；

或者，所述RP确定到所述主用组播源报文不可达时，确定所述主用路径故障。

一种多源组播路径备份装置，包括确定单元、选取单元和建立单元，其中：

确定单元，用于确定相同的组播源是否有两个以上，有时触发选取单元；

选取单元，用于在两个以上的组播源中选取其中一个作为主用组播源，其余的组播源作为所述主用组播源的备用组播源；

建立单元，用于分别建立主用路径和备用路径。

优选地，所述确定单元还用于，确定所述主用路径故障时，触发所述选取单元重新选取备用路径中的一个作为主用路径。

优选地，所述选取单元还用于，选取优先级最高的组播源作为主用组播源；

或者，选取距所述装置路径最短的组播源作为主用组播源；

或者，选取最先注册到所述装置的组播源作为主用组播源；

或者，随机选取一个组播源作为主用组播源。

优选地，所述装置还包括：接收单元，用于接收指定路由器DR发送的组播源注册信息；其中，所述DR接收到组播源发送的组播流量后，向所述装置发送组播源的注册信息；

所述确定单元还用于，根据组播源的注册信息确定相同的组播源是否有两个以上。

优选地，所述确定单元还用于，确定在设定时间段内未从所述主用路径接收到组播流量时，确定所述主用路径故障；

或者，确定到主用组播源报文不可达时，确定所述主用路径故障。

一种汇聚点，包括前述的多源组播路径备份装置。

本发明中，汇聚点(RP，Rendezvous-Point)确定相同的组播源有两个以上时，选取其中一个作为主用组播源，其余的组播源作为主用组播源的备用组播源，分别建立主用路径和备用路径。在RP确定主用路径故障时，选取备用路径中的一个作为主用路径。本发明的技术方案结合PIM SM协议本身特点，实现了对组播源的有效控制，并且可以进行组播路径的备份，实现组播路径的快速切换。

附图说明

图1为普通的组播网络拓扑结构示意图；

图2为存在冗余组播源的网络拓扑结构示意图；

图3为本发明实施例的多源组播路径备份方法流程图；

图4为本发明实施例的组播源注册的示意图；

图5为本发明实施例的基于路径的组播源选取的示意图；

图6为本发明实施例的主用路径故障的示意图；

图7为本发明实施例的多源组播路径备份装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

目前，在组播实际网络中，一般采用如图2所示的网络拓扑。在图2所示的网络拓扑结构中，当一个用户加入某个组播源时，有可能会收到多份组播流量，这个网络带来了两个弊端：在传输过程中，多份流量在承载网络传输，给承载网络带来巨大压力；在用户接收时，收到多份组播流量，给用户侧流量鉴别带来难度。

图3为本发明实施例的多源组播路径备份方法流程图，如图3所示，本发明实施例的多源组播路径备份方法包括以下步骤：

步骤301，确定存在冗余组播源。

在PIM SM协议中，组播源的指定路由器(DR，Designated Router)需要向汇聚点(RP，Rendezvous-Point)注册，作为汇聚点的RP，知道对应一个组播组的所有组播源信息。本发明的技术方案正是利用RP的这一特性，检测组播源是否存在冗余。

如图4所示，当Router1和Router4分别收到Source1和Source2为组播源的组播流量时，将会将向RP发送组播源(Source1及Source2)的注册信息，此时RP将会获取该组播组有两个相同的组播源在发送该组播组的组播流量。本示例中，Router1和Router4作为DR。而Router2为RP。在以下的网络拓扑结构图中，Router2均作为RP。

例如，Source1和Source2分别发送CCTV-1的组播流量，两组播流量分别如下表1-1和1-2所示：

CCTV-1(225.0.0.1)

Source1(1.0.0.1)

数据部分

表1-1

CCTV-1(225.0.0.1)

Source2(2.0.0.1)

数据部分

表1-2

步骤302，在冗余组播源中选取其中一个作为主用组播源，其余的组播源作为主用组播源的备用组播源。

RP将从组播组中的多个组播源中选择一个作为主用路径，而剩余的作为备份路径。选取的方式可以为以下的一种：

例如，对于CCTV对应的组播源为1.0.0.1和2.0.0.1，其中1.0.0.1源比较稳定，可以配置1.0.0.1源的优先级高于2.0.0.1源的优先级。如下表2所示：

源信息	组信息	优先级
			1.0.0.1	225.0.0.1	10
2.0.0.1	225.0.0.1	1

表2

当RP收到两个组播源的注册信息后，将选取优先级较高的1.0.0.1源作为主用组播源，而将2.0.0.1源作为备用组播源。

或者，根据RP到组播源的路径花费选取主用组播源。

在IP网络中，路由选路一般是根据路径花费进行的，在这里也可以根据路径花费进行主用路径的选取。也就是说，尽可能选取路径较短的组播源作为主用组播源，即选取路径中涉及的转发节点较少的路径作为主用路径。

如图5所示，如果RP感知到Source1比到Source2的路径花费要少，那么就可以选择Source1作为主用组播源。如果RP到两个主用组播源的路径花费相同，就可以选择下一跳IP地址小的作为主用组播源(此仅为了选择出唯一的主用组播源)。

本发明中，还需要考虑这一情况：组播源不是同时注册。例如，在Sourec1的组播源注册完成一段时间后，Source2的组播源才进行注册。

在这样的情况下，可以按以下两种情况进行处理：

当Source1组播源注册完成后，不管Source2组播源的优先级有多高，都选用Source1当作主用组播源，Source2当作备用组播源，这可以保证组播流量的连贯性。

或者，当某一组播组中有新的组播源注册时，将重新按照前述的主用组播源选取方式进行主用组播源的选取，这样处理的好处是可以保证组播源是最优的，但是在主用组播源切换过程中会导致组播流量的不连贯。

或者，随机选取一个组播源作为主用组播源。

或者，按照其他的主用组播源选取方式进行主用组播源的选取。

步骤303，分别建立主用路径和备用路径。

在选取了主用组播源后，分别建立主用路径和备用路径。

例如，在图5所示的网路拓扑中，选择Source1为主用组播源，则如果有用户加入该组播组，那么将向Source1发送加入报文，以从Source1获得组播流量。

以Source2为组播源的组播流量暂时是不需要的，那么此时无须需向Source2发送加入报文。但是，为了能够进行主备切换，RP需要记录Source2的相关注册信息。

这样，本发明的汇聚点RP充当类似过滤源的角色，从而不会有CCTV-1的双份流量。

步骤304，当主用路径发生故障，进行主备路径切换。

之所以采用冗余组播源，就是为了网络更加健壮。如图6所示，如果主用组播路径发生故障，需要在尽可能短的时间内进行主备切换。

本发明的技术方案提供两种方法来判断主用路径发生故障：

其一通过对组播流量进行监控来确定，当在一定时间内没有从主用路径收到组播流量时，即确定主用组播路径发生故障，此时应该切换到备用组播路径。

另一种是通过RP和组播源之间的保活通信来确定，即RP定时与组播源进行报文交互，保证组播源路由可达。如果发现保活报文无法到达组播源，即确定主用组播路径存在故障，需进行主备切换。例如，可以采用目前较为成熟的双向转发检测(BFD，Bidirectional Forwarding Detection)技术来确定主用组播路径是否存在故障，作为RP和组播源之间保活的手段。关于BFD技术可以参考相关标准，这里不再赘述其细节。

当RP通过某种方式发现RP与组播源之间网络发生故障，那么RP将向备用源发送加入报文，如图6所示，当Source1和RP之间网络出现故障，RP会失去与Source1的通信，那么，RP将向Source2发送加入报文，以从Source2获得组播流量。当从Source2获取组播流量时，RP需要定期探测Source1的可达性。

在实际网络中，需要考虑这样一种情况：原来的主用组播源再次正常工作，此时有两种措施：

其一为组播路径回切，再次选用原来的组播源作为主用源；这保证了采用的组播源是最优的，但是在回切过程中不可避免地会存在不同程度的丢包。

其二为维持原状，等当前采用的组播路径出现故障时再考虑回切。这保证了网络的稳定性，但是选取的组播源有可能不是最优的。

本发明中，在主用组播源的选取过程中，可以采用周期性选取的原则。例如，在完成第一次主用组播源选取后的一个时间周期内，不管有多少源进行注册都无须进行主用组播源的重新选择。这样可以有效避免每有一个组播源注册而进行主用组播源的选取，从而避免主用组播源的频繁变更。

以下通过具体的示例，进一步阐明本发明技术方案的实质。

以图5所示的网络拓扑结构为例，假设CCTV1对应组播组225.0.0.1，为实现冗余备份，该组播组中有Source1(1.0.0.1)和Source2(2.0.0.1)分别发送组播流量。

当以Source1和Source2为组播源的组播流量到达源DR，即Router1和Router2，分别向RP进行源信息注册。此时RP发现对于组播组225.0.0.1有两个组播源在发送组播流量，分别为Source1(1.0.0.1)和Source2(2.0.0.1)。

RP需要确定哪个源发送的组播源作为主用组播源，假设这里采用的标准是采用路径花费。这里不妨把每段链路花费看作1，RP到Source2比到Source1多一跳，RP将选定Source1为主用组播源，并且向Source1发送加入报文后获得流量。

同时，RP需要记录Sources2的相关信息，并且同Source1进行保活通信。

当Source1和RP之间发生网络故障，RP在一定时间内没有收到流量或者RP和Source1一定时间内失去通信，RP将向Source2发送加入报文，进行组播路径切换。

本发明的技术方案结合PIM SM协议本身特点，实现了对组播源的有效控制，并且可以进行组播路径的备份，实现组播路径的快速切换。

图7为本发明实施例的多源组播路径备份装置的组成结构示意图，如图7所示，本发明实施例的多源组播路径备份装置包括确定单元70、选取单元71和建立单元72，其中：

确定单元70，用于确定相同的组播源是否有两个以上，有时触发选取单元71；

选取单元71，用于在两个以上的组播源中选取其中一个作为主用组播源，其余的组播源作为所述主用组播源的备用组播源；

建立单元72，用于分别建立主用路径和备用路径。

上述确定单元70还用于，确定所述主用路径故障时，触发所述选取单元重新选取备用路径中的一个作为主用路径。

上述选取单元71还用于，选取优先级最高的组播源作为主用组播源；

或者，选取距本发明实施例的多源组播路径备份装置路径最短的组播源作为主用组播源；

或者，选取最先注册到本发明实施例的多源组播路径备份装置的组播源作为主用组播源；

或者，随机选取一个组播源作为主用组播源。

在图7所示的多源组播路径备份装置的基础上，本发明实施例的多源组播路径备份装置还包括：接收单元(图7中未示出)，用于接收DR发送的组播源注册信息；其中，所述DR接收到组播源发送的组播流量后，向本发明实施例的多源组播路径备份装置发送组播源的注册信息；

所述确定单元70还用于，根据组播源的注册信息确定相同的组播源是否有两个以上。

上述确定单元70还用于，确定在设定时间段内未从所述主用路径接收到组播流量时，确定所述主用路径故障；

或者，确定到主用组播源报文不可达时，确定所述主用路径故障。

本领域技术人员应当理解，图7中所示的多源组播路径备份装置中的各处理单元的实现功能可参照前述多源组播路径备份方法的相关描述而理解。本领域技术人员应当理解，图7所示的多源组播路径备份装置中各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

本发明还记载了一种汇聚点，其特征在于，包括图7所示的多源组播路径备份装置。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各处理单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，其可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，其可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种多源组播路径备份方法，其特征在于，所述方法包括：

汇聚点RP确定相同的组播源有两个以上时，选取其中一个作为主用组播源，其余的组播源作为所述主用组播源的备用组播源，分别建立主用路径和备用路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述RP确定所述主用路径故障时，选取备用路径中的一个作为主用路径。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述选取主用组播源，包括：

选取优先级最高的组播源作为主用组播源；

或者，选取距所述RP路径最短的组播源作为主用组播源；

或者，选取最先注册到所述RP的组播源作为主用组播源；

或者，随机选取一个组播源作为主用组播源。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述RP确定相同的组播源有两个以上，包括：

指定路由器DR接收到组播源发送的组播流量后，向所述RP进行组播源注册；

所述RP根据组播源的注册信息确定相同的组播源是否有两个以上。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述RP确定主用组播源故障，包括：

所述RP确定在设定时间段内未从所述主用路径接收到组播流量时，确定所述主用路径故障；

或者，所述RP确定到所述主用组播源报文不可达时，确定所述主用路径故障。

6.一种多源组播路径备份装置，其特征在于，所述装置包括确定单元、选取单元和建立单元，其中：

确定单元，用于确定相同的组播源是否有两个以上，有时触发选取单元；

选取单元，用于在两个以上的组播源中选取其中一个作为主用组播源，其余的组播源作为所述主用组播源的备用组播源；

建立单元，用于分别建立主用路径和备用路径。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于，确定所述主用路径故障时，触发所述选取单元重新选取备用路径中的一个作为主用路径。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述选取单元还用于，选取优先级最高的组播源作为主用组播源；

或者，选取距所述装置路径最短的组播源作为主用组播源；

或者，选取最先注册到所述装置的组播源作为主用组播源；

或者，随机选取一个组播源作为主用组播源。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：接收单元，用于接收指定路由器DR发送的组播源注册信息；其中，所述DR接收到组播源发送的组播流量后，向所述装置发送组播源的注册信息；

所述确定单元还用于，根据组播源的注册信息确定相同的组播源是否有两个以上。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于，确定在设定时间段内未从所述主用路径接收到组播流量时，确定所述主用路径故障；

或者，确定到主用组播源报文不可达时，确定所述主用路径故障。

11.一种汇聚点，其特征在于，包括权利要求6至10任一项所述的多源组播路径备份装置。

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