CN115022261A - 一种基于堆叠环境的组播表项同步方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于堆叠环境的组播表项同步方法、设备及介质，方法包括：将客户端组接入组播组，通过组播组接收客户端组的IGMP report报文；通过堆叠口将Standby设备的IGMP report报文和端口信息和Member设备的IGMP report报文和端口信息发送至Active设备，并将Standby设备和Member设备的IGMP report报文丢弃；生成组播MAC表项，并将组播MAC表项发送至数据库和Active设备对应的硬件；通过Active设备将组播MAC表项发送至Standby设备对应的硬件或Member设备对应的硬件。本申请通过将组播MAC地址在堆叠环境下进行同步，避免了把组播当成广播处理的情况，在复杂拓扑的情况下也不会出现流量不通的现象。

Description

一种基于堆叠环境的组播表项同步方法、设备及介质

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于堆叠环境的组播表项同步方法、设备及介质。

背景技术

堆叠技术是在以太网交换机上扩展端口使用较多的一类技术，是一种非标准化技术。流行的堆叠模式主要有两种：链型模式和星型堆叠模式。跨设备的链路聚合技术(MultiChassis Link Aggregation，MLAG)是将两台聚合交换机上的接口进行跨设备链路聚合，在两台聚合交换机的中间通一个条Peer Link链路进行连接，使其在逻辑上如同一台设备，两台设备的端口共同形成聚合端口，使的所有端口参与数据流量转发。与MLAG相比，堆叠模式支持两台设备以上的多虚一，MLAG只支持二虚一。堆叠模式端口扩展性跟高，只需要配置一台设备即可达到目的。堆叠技术的最大的优点就是提供简化的本地管理，将一组交换机作为一个对象来管理。目前市面上，各个厂商之间不支持混合堆叠，堆叠模式为各厂商单独制定，且不支持拓扑结构。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种基于堆叠环境的组播表项同步方法，包括：将客户端组接入组播组，并确定所述组播组的Active设备、Standby设备和Member设备，通过所述组播组接收所述客户端组的IGMP report报文；通过堆叠口将所述Standby设备的IGMP report报文和端口信息和所述Member设备的IGMP report报文和端口信息发送至所述Active设备，并将所述Standby设备和所述Member设备的所述IGMP report报文丢弃；通过所述Active设备将所述IGMP report报文发送至所述组播组的Server设备进行协议栈处理，以生成组播MAC表项，并将所述组播MAC表项发送至数据库和所述Active设备对应的硬件；通过所述Active设备将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的数据库和所述Member设备对应的数据库，以将所述所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的硬件或所述Member设备对应的硬件。

在一个示例中，将所述Standby设备和所述Member设备的所述IGMP report报文丢弃之前，所述方法还包括：确定所述Active设备的响应状态；若所述Active设备为响应状态，则将所述Standby设备和所述Member设备的所述IGMP report报文丢弃；若所述Active设备为未响应状态，则将所述Standby设备进行设备更新，以得到新的Active设备。

在一个示例中，将所述Standby设备进行设备更新，以得到新的Active设备之后，所述方法还包括：通过所述Server设备对所述Standby设备的IGMP report报文进行协议栈处理，以生成组播MAC表项；将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的数据库，并通过所述Standby设备对应的数据库将所述组播MAC表项发送至所述所述Standby设备对应的硬件。

在一个示例中，通过所述Active设备将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的数据库和所述Member设备对应的数据库之后，所述方法还包括：通过所述Active设备查找所述组播MAC表项的表项端口信息，并根据所述Standby设备的端口信息和所述Member设备的端口信息，对所述表项端口信息进行比对，以将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的硬件和所述Member设备对应的硬件。

在一个示例中，将客户端组接入组播组，具体包括：根据IGMP协议通过所述客户端组向所述组播组的所述Server设备发送所述IGMP report报文，所述Server设备根据所述IGMP report报文向所述组播组的其他设备发送组播流量。

在一个示例中，通过所述Active设备将所述IGMP report报文发送至所述组播组的Server设备进行协议栈处理，以生成组播MAC表项，具体包括：通过所述Server设备对所述IGMP report报文进行解析，以获得组播地址，并确定所述组播组的校验信息；根据所述组播地址和所述校验信息对所述组播组进行校验，并开启所述硬件表项的老化计时器。

在一个示例中，开启所述硬件表项的老化计时器之后，所述方法还包括：对所述老化计时器进行检测，若所述老化计时器超过预设时间，则向所述客户端组发送查询报文，并开启所述组播组的报文接收状态，以接收所述客户端组发送的回复报文；若所述客户端组未发送所述回复报文，则将所述硬件表项删除；若所述客户端组发送所述回复报文，则更新所述硬件表现的老化时间。

在一个示例中，所述客户端组至少包括三个客户端，其中，所述组播组的Active设备、Standby设备和Member设备，分别对应连接一个所述客户端。

另一方面，本申请还提出了一种基于堆叠环境的组播表项同步设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种基于堆叠环境的组播表项同步设备能够执行：如上述任意一个示例所述的方法。

另一方面，本申请还提出了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：如上述任意一个示例所述的方法。

本申请通过IGMP snooping/GMRP方式生成组播MAC地址，并使用IGMPv2模式将生成的组播MAC表项在堆叠环境下进行同步。让堆叠场景支持二层组播，避免了把组播当成广播处理的问题发生，在复杂拓扑的情况下也不会出现流量不通的现象。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中堆叠环境的结构示意图；

图2为本申请实施例中一种基于堆叠环境的组播表项同步方法的流程示意图；

图3为本申请实施例中堆叠环境对IGMP报文处理的***结构示意图；

图4为本申请实施例中堆叠环境同步组播MAC表项的流程示意图；

图5为本申请实施例中一种基于堆叠环境的组播表项同步设备的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，在堆叠环境中，Active设备、Standby设备、Member设备为交换机，三个设备通过堆叠口形成堆叠环境，Active、Standby、Member是指交换机在堆叠状态下的特定角色。Active设备处理交换机各个协议，主要用于各个协议表项的下发；Standby设备作用为，Active设备出现故障后可以马上将工作任务切换至Standby设备，保证协议软件表项和硬件表项一致，角色切换时不会断流；Member设备作为单纯的硬件转发角色，接收Active设备下发的硬件表项，保证流量正常转发。其中Active设备和Server设备相连，Server设备主要指上联服务器端。Standby设备的端口port2与PC客户端的端口直接进行连接。

Server设备发送组播流量，PC客户端想接收此组播流量，因此均向外发送IGMPreport报文，用来加入该组播组，堆叠设备开启IGMP snooping功能，Standby设备的端口port2收到PC客户端的IGMP report报文，处理该报文并生成对应的组播MAC表项。但是由于Server设备发出的组播流量是Active设备接收，Active设备未生成对应组播MAC表项，在某些情况下会丢弃该组播流量，导致PC客户端无法接收组播流，如果Active设备也有该组播MAC表项，则交换芯片可以通过堆叠口将流量转发到Standby设备从而到达PC客户端，因此将组播MAC同步到所有设备就是需要解决的关键性技术问题。传统的堆叠通过堆叠口同步单播MAC地址表，但是对于组播流量当成广播来处理，造成对带宽资源的浪费。且对于需要协议生成的表项，堆叠无法做到协议状态机的一致，会造成不同设备间出现表项不同步的情况。

如图2所示，为了解决上述问题，本申请实施例提供的一种基于堆叠环境的组播表项同步方法，方法包括：

S101、将客户端组接入组播组，并确定所述组播组的Active设备、Standby设备和Member设备，通过所述组播组接收所述客户端组的IGMPreport报文。

在正常状态下进行组播MAC表项的同步过程时，所有上联CPU的协议报文均由Active设备处理，在进行IGMP协议流程后，从Active设备下发所有组播MAC表至其他设备。如图3所示，堆叠环境下包括Active设备、Standby设备和Member设备，三个设备分别链接一个客户端，接入的三个客户端构成了客户端组，三个客户端均向对应的交换机设备发送IGMPreport报文，从而通告自己想要加入的组播组地址。

在一个实施例中，客户端想要加入组播组，需要遵守IGMP协议规则，客户端需发送IGMP report报文去通告到组播路由端，即三层组播路由器Server设备。此时，三台堆叠环境的交换机设备会先收到IGMP report报文进行处理，然后在向Server设备转发IGMPreport报文。三个客户端的IGMPreport报文的报文类型是一样的，报文里面的数据不同，该数据包括源IP地址、源MAC等。

S102、通过堆叠口将所述Standby设备的IGMP report报文和端口信息和所述Member设备的IGMP report报文和端口信息发送至所述Active设备，并将所述Standby设备和所述Member设备的所述IGMP report报文丢弃。

当Member设备收到IGMP report报文后，Member设备会丢弃该报文，同时复制一份报文从堆叠口发送至Active设备中，同理，Standby设备流程同Member一致，Active设备收到IGMP report报文会正常进行处理。

S103、通过所述Active设备将所述IGMP report报文发送至所述组播组的Server设备进行协议栈处理，以生成组播MAC表项，并将所述组播MAC表项发送至数据库和所述Active设备对应的硬件。

如图4所示，Active设备收到自己端口的IGMP report报文后，进行IGMP协议流程。确定服务端生成组播MAC表项后，将生成的表项下发至硬件的表项，同时将生成的IGMP表项信息存入redis数据库中。

在一个实施例中，IGMP是有标准文档规定的协议，Active设备收到IGMP report报文后，解析上送报文的组播地址，并获取组播组的校验信息，该校验信息包括vlan信息、port信息等。根据该校验信息去校验该组播组是否已经存在，如果存在，则更新该表项的老化时间，如果不存在，则以vlan信息、port信息、组播组地址三个元素创建表项，代表该校验信息下有该组播组加入。

在一个实施例中，开启硬件表项的老化计时器之后，对老化计时器进行检测。若老化计时器超过预设时间，则向客户端组发送查询报文，并开启组播组的报文接收状态，以接收客户端组发送的回复报文。若客户端组未发送回复报文，则将硬件表项删除；若客户端组发送回复报文，则更新硬件表现的老化时间。

S104、通过所述Active设备将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的数据库和所述Member设备对应的数据库，以将所述所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的硬件或所述Member设备对应的硬件。

经过Active设备的redis数据库将组播MAC表项同步至Standby的redis数据库和Member设备的redis数据库。经Standby设备和Member设备的数据库将组播MAC表项直接向下发送到硬件表项中。其中，该硬件表项指交换芯片的组播MAC转发表。对于Server设备发出的组播流量，交换芯片需查找到对应转发表项才能进行转发，否则组播流量默认为广播或丢弃的流量。虽然是堆叠环境，但是流量转发只能依靠设备自身的交换芯片，因此每个芯片的硬件表项都要相同才能完成流量转发。如图3所示，三台交换机接的是三个PC设备，由于接收IGMP report报文的每个端口不一样，因此协议会基于三个IGMP report报文生成三个表项，每个表项都要下到三个交换机的芯片中。

Standby设备收到IGMP report报文后，本机的协议栈会丢弃该报文，同时通过堆叠口将IGMP report报文转发至Active设备上，且附带Standby设备接收端口的相关信息。经协议栈处理生成了对应表项后，Active设备则向下发送报文至硬件和redis数据库中。Standby设备和Member设备经各自对应的数据库下发至对应硬件。Member设备接收IGMPreport报文流程和Standby设备的流程一致。

在一个实施例中，由于设备升级或设备异常，可能会导致Active设备重启，因此，在将Standby设备和Member设备接收的IGMP report报文丢弃之前，需要对Active设备的响应状态进行检查。若Active设备为响应状态，则将Standby设备和Member设备的IGMPreport报文丢弃；若Active设备为未响应状态，此时Standby设备会变成新的Active设备，并对报文进行协议栈处理。

在一个实施例中，由于Standby设备没有协议栈的表项，因此无法对后续的IGMP协议报文做处理，所以旧的Standby变成新的Active之后，redis数据库会将相关表项直接下发至对应的协议栈中，而后协议栈走流程生成相关动态表项，从而保证Active的协议栈表项和硬件表项一致。

如图5所示，本申请实施例还提供了一种基于堆叠环境的组播表项同步设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种基于堆叠环境的组播表项同步设备能够执行如上述任意一个实施例所述的方法。

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：如上述任意一个实施例所述的方法。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于堆叠环境的组播表项同步方法，其特征在于，包括：

将客户端组接入组播组，并确定所述组播组的Active设备、Standby设备和Member设备，通过所述组播组接收所述客户端组的IGMP report报文；

通过堆叠口将所述Standby设备的IGMP report报文和端口信息和所述Member设备的IGMP report报文和端口信息发送至所述Active设备，并将所述Standby设备和所述Member设备的所述IGMP report报文丢弃；

通过所述Active设备将所述IGMP report报文发送至所述组播组的Server设备进行协议栈处理，以生成组播MAC表项，并将所述组播MAC表项发送至数据库和所述Active设备对应的硬件；

通过所述Active设备将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的数据库和所述Member设备对应的数据库，以将所述所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的硬件或所述Member设备对应的硬件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述Standby设备和所述Member设备的所述IGMP report报文丢弃之前，所述方法还包括：

确定所述Active设备的响应状态；

若所述Active设备为响应状态，则将所述Standby设备和所述Member设备的所述IGMPreport报文丢弃；

若所述Active设备为未响应状态，则将所述Standby设备进行设备更新，以得到新的Active设备。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述Standby设备进行设备更新，以得到新的Active设备之后，所述方法还包括：

通过所述Server设备对所述Standby设备的IGMP report报文进行协议栈处理，以生成组播MAC表项；

将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的数据库，并通过所述Standby设备对应的数据库将所述组播MAC表项发送至所述所述Standby设备对应的硬件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述Active设备将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的数据库和所述Member设备对应的数据库之后，所述方法还包括：

通过所述Active设备查找所述组播MAC表项的表项端口信息，并根据所述Standby设备的端口信息和所述Member设备的端口信息，对所述表项端口信息进行比对，以将所述组播MAC表项发送至所述Standby设备对应的硬件和所述Member设备对应的硬件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将客户端组接入组播组，具体包括：

根据IGMP协议通过所述客户端组向所述组播组的所述Server设备发送所述IGMPreport报文，所述Server设备根据所述IGMP report报文向所述组播组的其他设备发送组播流量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述Active设备将所述IGMP report报文发送至所述组播组的Server设备进行协议栈处理，以生成组播MAC表项，具体包括：

通过所述Server设备对所述IGMP report报文进行解析，以获得组播地址，并确定所述组播组的校验信息；

根据所述组播地址和所述校验信息对所述组播组进行校验，并开启所述硬件表项的老化计时器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，开启所述硬件表项的老化计时器之后，所述方法还包括：

对所述老化计时器进行检测，若所述老化计时器超过预设时间，则向所述客户端组发送查询报文，并开启所述组播组的报文接收状态，以接收所述客户端组发送的回复报文；

若所述客户端组未发送所述回复报文，则将所述硬件表项删除；

若所述客户端组发送所述回复报文，则更新所述硬件表现的老化时间。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述客户端组至少包括三个客户端，其中，所述组播组的Active设备、Standby设备和Member设备，分别对应连接一个所述客户端。

9.一种基于堆叠环境的组播表项同步设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种基于堆叠环境的组播表项同步设备能够执行：如权利要求1-8中任意一项权利要求所述的方法。

10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：如权利要求1-8中任意一项权利要求所述的方法。

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