TWI662853B - 通訊系統及通訊傳輸方法 - Google Patents

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Abstract

一種通訊傳輸方法包含：藉由第一軟體定義網路子網域之第一子網域管理單元接收用戶端傳送對應至群播來源端之連線請求訊息；當第一子網域管理單元判斷群播來源端不在第一軟體定義網路子網域中時，傳送對應於群播來源端之加入請求訊息至與第一軟體定義網路子網域相連之傳統網路網域之主要路由器；當主要路由器判斷群播來源端不在此傳統網路網域中時，藉由第一子網域管理單元傳送連線請求訊息至第一軟體定義網路網域之第一網域管理單元；當群播來源端位置得知後，建立用戶端和群播來源端之間之通訊傳輸路徑。

Description

通訊系統及通訊傳輸方法
本揭示內容是關於一種通訊系統，且特別是有關於同時包含使用軟體定義網路(SDN)協定和傳統網路協定的網域的通訊系統。
現今，多媒體串流服務日益重要，因而當前多媒體群播串流服務供應商於有限的硬體架構下，如何分配管理網路頻寬顯得更重要。而軟體定義網路(SDN)架構具有集中式網路管理的特性，應用於多媒體群播串流服務下，能有效的管理頻寬、動態的建立與管理群播樹，可以有效地分配管理網路頻寬。
然而，現今的網路環境大都還是以傳統網路架構為主，且大多數的網路服務也運行於傳統網路之上。若將多媒體群播串流服務應用於軟體定義網路的架構下，雖能達到有效的頻寬管理與動態群播樹的管理，但實際應用的成效有限，也就是此多媒體串流服務只能應用於同一軟體定義網路網域下，使用者也只能侷限於軟體定義網路網域下才能夠使用到此多媒體群播串流服務，也可能無法接收來自傳統網 路上的多媒體群播串流服務。
因此如何設計一種橫跨多個軟體定義網路網域及多個傳統網路網域的多媒體群播串流服務，以擴展群播串流服務範圍，並且能夠接收來自傳統網路網域的群播串流服務以及其他軟體定義網路網域的群播串流服務，以使得群播服務範圍將不受傳統網路與軟體定義網路的限制，並且進一步提升群播串流的方便性為現今一大議題。
為了解決上述問題，本揭示內容提供之一種通訊傳輸方法，適用於包含使用軟體定義網路(SDN)協定和傳統網路協定的網絡架構下。所述通訊傳輸方法包含以下步驟：藉由第一軟體定義網路子網域之第一子網域管理單元接收用戶端傳送對應至群播來源端之連線請求訊息，其中所述用戶端位於所述第一軟體定義網路子網域；藉由所述第一子網域管理單元判斷所述群播來源端是否位於所述第一軟體定義網路子網域；當所述第一子網域管理單元判斷所述群播來源端不在所述第一軟體定義網路子網域中時，傳送對應於所述群播來源端之加入請求訊息至第一傳統網路網域之第一主要路由器，其中所述加入請求訊息係架構於傳統群播協定，且所述第一傳統網路網域與所述第一軟體定義網路子網域相連；藉由所述第一主要路由器判斷所述群播來源端是否位於所述第一傳統網路網域；當所述第一主要路由器判斷所述群播來源端不在所述第一傳統網路網域中時，藉由所述第 一子網域管理單元傳送所述連線請求訊息至第一軟體定義網路網域之第一網域管理單元，其中所述第一軟體定義網路網域包含所述第一軟體定義網路子網域以及第二軟體定義網路子網域；以及當所述群播來源端位置得知後，建立所述用戶端和所述群播來源端之間之通訊傳輸路徑。
本揭示內容之另一實施方式關於一種通訊系統，包含多個軟體定義網路網域和多個傳統網路網域。所述多個軟體定義網路子網域彼此互相通訊耦接，且各自包含多個軟體定義網路子網域和一個網域管理單元，其中所述網域管理單元用以管理所述多個軟體定義網路子網域。其中所述多個軟體定義網路子網域各自包含一子網域管理單元，且所述多個子網域管理單元儲存所述多個軟體定義網路子網域對應一者所包含之所有通訊裝置之位址。所述多個傳統網路網域分別耦接至所述多個軟體定義網路子網域中對應一者，其中所述多個傳統網路網域之第一傳統網路網域包含一個主要路由器，儲存所述第一傳統網路網域中所包含之所有通訊裝置之位址。
綜上所述，本揭示內容經由設置一種橫跨多個軟體定義網路網域及多個傳統網路網域的通訊系統，以擴展群播串流服務範圍，使得位於通訊系統中的用戶端能夠接收來自傳統網路網域的群播串流服務、來自軟體定義網路網域的群播串流服務以及來自其他傳統網路網域的群播串流服務。換句話說，群播服務範圍將不受傳統網路與軟體定義網路的限制，以提升群播串流的方便性。
100、100a、100b、700‧‧‧通訊系統
701、702‧‧‧軟體定義網路主網域
703、704‧‧‧主網域管理單元
110、120、710、720‧‧‧軟體定義網路網域
111、121、711、721‧‧‧網域管理單元
130、140、150、160、730、740、750、760‧‧‧軟體定義網路子網域
132、142、152、162‧‧‧子網域管理單元
131A、131B、141、151A、151B、161、731、741、751、761‧‧‧傳統網路網域
134、136、144、154、156、164‧‧‧主要路由器
133、135、137、143、145、153、155、157、163、165‧‧‧ 通訊裝置
510、560、620、630、640‧‧‧用戶端
520、530、540、550、610‧‧‧群播來源端
P1、P2、P3‧‧‧通訊傳輸路徑
200、800‧‧‧通訊傳輸方法
S210~S260、S310~S330、S410~S450、S810‧‧‧步驟
為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種通訊系統的示意圖；第2圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第1圖所示的通訊系統的通訊傳輸方法的流程圖；第3圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第1圖所示的通訊系統的通訊傳輸方法的部分流程圖；第4圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第1圖所示的通訊系統的通訊傳輸方法的部分流程圖；第5圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種第2圖中通訊傳輸方法的說明示例；第6圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種第2圖中通訊傳輸方法的說明示例；第7圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種通訊系統的示意圖；以及第8圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第7圖所示的通訊系統的通訊傳輸方法的流程圖。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作 之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。
為了使本揭示內容之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本揭示內容造成不必要的限制。
關於以下各種實施例中所使用之「耦接」或「連接」，可指二或多個元件相互「直接」作實體接觸或電性接觸，或是相互「間接」作實體接觸或電性接觸，亦可指二個或多個元件相互動作。
於本文中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或多個。將進一步理解的是，本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其它特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件，與/或其中之群組。
第1圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種通訊系統100的示意圖。如第1圖所示，於一些實施例中，通訊系統100包含軟體定義網路(Software-defined Network，SDN)網域(domain)110、120和傳統網路(Legacy Network)網域131A、131B、141、151A、151B、161，其中傳統網路網域131A、131B和141A通訊耦接至軟體定義網路網域110，傳統網路網域151A、151B和161A通訊耦接至軟 體定義網路網域120。
於第1圖所示的實施例中，通訊系統100僅包含兩個軟體定義網路網域110、120和六個傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B、161，然而並不限於此，通訊系統100可以包含任意數量的軟體定義網路網域110/120及任意數量的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161。
於一些實施例中，軟體定義網路網域110、120是架構在軟體定義網路協定，但不限於此，任何架構在集中式(Centralized)網路協定的網域皆在本揭示內容所保護的範圍內。
於實際應用中，傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B、161可以為一個網路自治系統(Autonomous System，AS)，並且所使用的群播協定包含獨立群播協定(Protocol Independent Multicast，PIM)、距離向量群播路由選擇協定(Distance Vector Multicast Routing Protocol，DVMRP)以及群播開放式最短路徑優先(Multicast Open Shortest Path First，MOSPF)，但不限於此，任何群播協定皆在本揭示內容所保護的範圍內。
於一些實施例中，軟體定義網路網域110包含一個網域管理單元111，軟體定義網路網域120包含一個網域管理單元121。於一些實施例中，網域管理單元111用以管理軟體定義網路網域110中所有的軟體定義網路子網域，網域管理單元121用以管理軟體定義網路網域120中所有的軟體定義網 路子網域。簡單來說，網域管理單元111、121可以知道其分別對應的軟體定義網路網域110、120中包含的所有軟體定義網路子網域。
於一些實施例中，如第1圖所示，軟體定義網路網域110包含軟體定義網路子網域(sub-domain)130、140，軟體定義網路網域120包含軟體定義網路子網域150、160，其中軟體定義網路子網域130通訊耦接至傳統網路網域131A和傳統網路網域131B，軟體定義網路子網域140通訊耦接至傳統網路網域141，軟體定義網路子網域150通訊耦接至傳統網路網域151A和傳統網路網域151B，軟體定義網路子網域160通訊耦接至傳統網路網域161。
於一些實施例中，軟體定義網路子網域130、140之間的通訊方式和軟體定義網路子網域150、160之間的通訊方式可以採用葉脊拓樸網路(Leaf-Spine Fabric)架構，亦即葉脊拓樸網路架構下的葉子(leaf)用以連接不同的軟體定義網路子網域130、140或150、160，作為軟體定義網路子網域130、140之間或軟體定義網路子網域150、160之間的溝通橋樑以及連接到傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B、161的主要出口。
於一些實施例中，軟體定義網路子網域130/140/150/160之間若存在傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161，則軟體定義網路子網域130/140/150/160之間的通訊方式可以採用穿隧協定(Tunneling Protocol)來溝通，然而軟體定義網路子網域 130、140之間的通訊方式和軟體定義網路子網域150、160之間的通訊方式並不限於葉脊拓樸網路和穿隧協定的架構，任何可以用以作為網域間群播的協定皆在本揭示內容所保護的範圍內。
於一些實施例中，如第1圖所示，傳統網路網域131A包含主要路由器134和多個通訊裝置135，傳統網路網域131B包含主要路由器136和多個通訊裝置137，傳統網路網域141包含主要路由器144和多個通訊裝置145，傳統網路網域151A包含主要路由器154和多個通訊裝置155，傳統網路網域151B包含主要路由器156和多個通訊裝置157，傳統網路網域161包含主要路由器164和多個通訊裝置165。
於一些實施例中，主要路由器134儲存傳統網路網域131A中所包含之所有通訊裝置135之位址，主要路由器136儲存傳統網路網域131B中所包含之所有通訊裝置137之位址，主要路由器144儲存傳統網路網域141中所包含之所有通訊裝置145之位址，主要路由器154儲存傳統網路網域151A中所包含之所有通訊裝置155之位址，主要路由器156儲存傳統網路網域151B中所包含之所有通訊裝置157之位址，主要路由器164儲存傳統網路網域161A中所包含之所有通訊裝置165之位址，其中所述位址包含網際網路協定位址(Internet Protocol Address，IP Address)。
於一些實施例中，以架構在獨立群播協定稀疏模式(Sparse-Mode，SM)的傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B、161為例，主要路由器134、136、144、154、 156、164作為一群播分散樹的樹根，多個通訊裝置135、137、145、155、157、165作為與主要路由器134、136、144、154、156、164相連接的主機。於一些實施例中，主要路由器134、136、144、154、156、164可以由架構在獨立群播協定中的匯合點(Rendezvous Point，RP)所實現，而多個通訊裝置135、137、145、155、157、165可以由架構在獨立群播協定中的指定路由器(Designated Router，DR)所實現。
於一些實施例中，如第1圖所示，軟體定義網路子網域130包含子網域管理單元132以及多個通訊裝置133，軟體定義網路子網域140包含子網域管理單元142以及多個通訊裝置143，軟體定義網路子網域150包含子網域管理單元152以及多個通訊裝置153，軟體定義網路子網域160包含子網域管理單元162以及多個通訊裝置163。
於一些實施例中，子網域管理單元132用以管理多個通訊裝置133，子網域管理單元142用以管理多個通訊裝置143，子網域管理單元152用以管理多個通訊裝置153，子網域管理單元162用以管理多個通訊裝置163。於實際應用面，子網域管理單元132、142、152、162分別儲存一管理列表，其中所述管理列表分別包含其所管理的多個通訊裝置133、143、153、163的網際網路位址。
於一些實施例中，網域管理單元111/112和子網域管理單元132/142/152/162分別儲存一路徑列表，其中所述路徑列表包含經過網域管理單元111/112或子網域管理單元132/142/152/162接收群播串流的用戶端的網際網路位址、群 播來源端的網際網路位址以及下一個要經過的路由器位址。於一些實施例中，所述路由器包含網域管理單元111、112、子網域管理單元132、142、152、162、主要路由器134、136、144、154、156、164或連接至軟體定義網路子網域130/140/150/160的通訊裝置135、137、145、155、157、165其中一者。
於實際應用中，軟體定義網路網域110/120可以由一個校區的網域來實現，軟體定義網路子網域130/140/150/160可以由一個校區裡的一棟建築物的網域來實現，通訊裝置133/143/153/163可以由位於這些建築物的網域內的電腦、路由器所實現，但本揭示內容並不限於此。
本揭示內容的詳細實施方法參照第2圖中的通訊傳輸方法200於下述段落中描述，其中第2圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第1圖所示的通訊系統100的通訊傳輸方法200的流程圖。然而，本揭示內容並不限於下述的實施例。
需要注意的是，通訊傳輸方法200可應用於相同或相似於第1圖中所示結構之通訊系統100。而為使敘述簡單，以下將根據本揭示內容一實施例，以第1圖中的通訊系統100為例描述用戶端接收群播串流的方法，然本揭示內容不以此應用為限。
參照第1圖、第2圖，當一用戶端欲接收來自群播來源端的影像串流時，執行通訊傳輸方法200，以搜尋群播來源端位置，並與群播來源端建立通訊傳輸路徑，其中所 述通訊傳輸方法200包含以下步驟。
於步驟S210中，用戶端發出連線請求。於此步驟中，用戶端向其所在的軟體定義網路子網域130/140/150/160對應的子網域管理單元132/142/152/162發出一連線請求訊息，其中所述連線請求訊息可以是一架構在網際網路組管理協定下的連線請求訊號(Internet Group Management Protocol Join，IGMP Join)。
接著，執行步驟S220，判斷群播來源端是否與用戶端位於相同的軟體定義網路子網域內。於此步驟中，接收到連線請求訊息的子網域管理單元132/142/152/162判斷用戶端欲接收群播串流的群播來源端是否位於對應的軟體定義網路子網域130/140/150/160中。
於一些實施例中，子網域管理單元132/142/152/162判斷群播來源端是否位於對應的軟體定義網路子網域130/140/150/160中的方法包含判斷群播來源端是否存在子網域管理單元132/142/152/162所儲存的管理列表中，若判斷結果為是，執行步驟S260，建立用戶端和群播來源端之間的通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為一子網域內群播(intra-sub-domain multicast)。
於一些實施例中，子網域管理單元132/142/152/162判斷群播來源端是否位於對應的軟體定義網路子網域130/140/150/160中的方法包含藉由OpenFlow規則判斷來源端是否在對應的軟體定義網路子 網域130/140/150/160中。
若步驟S220的判斷結果為否，接續執行步驟S230。
於步驟S230中，判斷群播來源端是否位於用戶端所在的軟體定義網路子網域130/140/150/160連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161內。於此步驟中，接收到連線請求訊息的子網域管理單元132/142/152/162將此連線請求訊息轉換為使用傳統網路協定的一加入請求訊息，其中所述加入請求訊息可以為一架構在獨立群播協定下的加入請求訊息(PIM Join)，並將此加入請求訊息傳送至與對應的軟體定義網路子網域130/140/150/160相連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161中對應的通訊裝置135/137/145/155/157/165，接著，接收到此加入請求訊息的通訊裝置135/137/145/155/157/165將此加入請求訊息轉送至對應的主要路由器134/136/144/154/156/164。接著，藉由主要路由器134/136/144/154/156/164判斷群播來源端是否位於對應的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161中。
若判斷結果為是，則執行步驟S260，於用戶端和群播來源端之間建立一通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為一網際網路群播(internet multicast)路徑。詳細來說，主要路由器134/136/144/154/156/164在判斷群播來源端為其所在之傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161 中的通訊裝置135/137/145/155/157/165後，向群播來源端發送指定來源加入(Source Specific Join)訊息，並且此指定來源加入訊息會在其所經過的每一個通訊裝置135/137/145/155/157/165建立群播路由轉送表，待群播來源端收到此指定來源加入訊息後，直接送出群播封包至對應的主要路由器134/136/144/154/156/164，以建立用戶端和群播來源端之間的通訊傳輸路徑。若判斷結果為否，則主要路由器134/136/144/154/156/164回傳對應於群播來源端不在對應的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161中之一拒絕建立連線訊息至對應的子網域管理單元132/142/152/162，並接續執行步驟S240。
於步驟S240中，判斷群播來源端是否與用戶端位於相同的軟體定義網路網域110/120內。於此步驟中，子網域管理單元132/142/152/162在接收到拒絕建立連線訊息後，將連線請求訊息轉傳至其所位於的軟體定義網路網域110/120對應的網域管理單元111/121，並藉由網域管理單元111/121判斷群播來源端是否位於對應的軟體定義網路網域110/120中。於一些實施例中，詳細的步驟參照第3圖一併說明，其中第3圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第1圖所示的通訊系統100的通訊傳輸方法200的步驟S240的詳細流程圖，其中步驟S240包含步驟S310、S320和S330。
於步驟S310中，判斷群播來源端是否位於與用戶端所在的軟體定義網路網域110/120內之另一軟體定義 網路子網域130/140/150/160內。於此步驟中，網域管理單元111/121將連線請求訊息轉傳至上述另一軟體定義網路子網域130/140/150/160所對應的子網域管理單元132/142/152/162，並藉由子網域管理單元132/142/152/162判斷群播來源端是否位於對應的軟體定義網路子網域130/140/150/160內。若判斷結果為是，則執行步驟S260，於用戶端和群播來源端之間建立一通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為一子網域間群播(inter-sub-domain multicast)。若判斷結果為否，則接續執行步驟S320。
於步驟S320中，判斷群播來源端是否位於與上述另一軟體定義網路子網域130/140/150/160連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161內。於此步驟中，接收到連線請求訊息的子網域管理單元132/142/152/162將此連線請求訊息轉換為加入請求訊息，並將此加入請求訊息傳送至與對應的軟體定義網路子網域130/140/150/160相連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161中的通訊裝置135/137/145/155/157/165，接著，通訊裝置135/137/145/155/157/165將此加入請求訊息轉送至對應的主要路由器134/136/144/154/156/164，並藉由主要路由器134/136/144/154/156/164判斷群播來源端是否位於與上述另一軟體定義網路子網域130/140/150/160連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161中。若判斷結果為 是，則執行步驟S260，於用戶端和群播來源端之間建立一通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為網際網路群播路徑。若判斷結果為否，主要路由器134/136/144/154/156/164回傳一拒絕建立連線訊息至對應的子網域管理單元132/142/152/162，並且接續執行步驟S330。
於步驟S330中，判斷用戶端所在的軟體定義網路網域110/120內是否存在尚未搜尋過的另一軟體定義網路子網域130/140/150/160。於此步驟中，子網域管理單元132/142/152/162將收到的來自主要路由器134/136/144/154/156/164的拒絕建立連線訊息轉傳至網域管理單元111/121後，網域管理單元111/121判斷其所管理的軟體定義網路網域110/120除了搜尋過的兩個軟體定義網路子網域130/140/150/160，是否存在另外的軟體定義網路子網域130/140/150/160。若判斷結果為是，則執行步驟S310，繼續搜尋所述另外的軟體定義網路子網域130/140/150/160中是否存在群播來源端，並接續搜尋與其連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161中是否存在群播來源端。若判斷結果為否，則接續執行步驟S250。
於步驟S250中，判斷群播來源端是否位於與用戶端所在的軟體定義網路網域110/120通訊耦接的另一軟體定義網路網域110/120中。於此步驟中，網域管理單元111/121將連線請求訊息傳送至與其位於相同階層並通訊耦街的另一網域管理單元111/121，並藉由所述另一網域管理單元111/121判斷群播來源端是否位於對應的軟體定義 網路網域110/120中。
於一些實施例中，軟體定義網路網域110/120之間互相交換群播來源端的資訊的機制包含來源探測(Source Probing)和來源通知(Source Notification)，其中來源探測的方法是網域管理單元111/121在收到連線請求訊息時會向其他的網域管理單元111/121詢問群播來源端的位置，而來源通知的方法是在網域管理單元111/121收到群播來源端啟用通知後，主動通知其他網域管理單元111/121群播來源端已處於啟用狀態。
於一些實施例中，詳細的步驟參照第4圖一併說明，其中第4圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第1圖所示的通訊系統100的通訊傳輸方法200的步驟S250的詳細流程圖，其中步驟S250包含步驟S410、S420、S430、S440和S450。
於步驟S410中，判斷是否存在另一軟體定義網路網域110/120通訊耦接至用戶端所在的軟體定義網路網域110/120。於此步驟中，網域管理單元111/121藉由傳送連線請求訊息至另一軟體定義網路網域110/120對應的網域管理單元111/121判斷用戶端所在的軟體定義網路網域110/120是否通訊耦接至另一軟體定義網路網域110/120。若判斷結果為是，接續執行步驟S420，若判斷結果為否，執行步驟S450，判斷群播來源端已停止群播串流，因而導致搜尋不到群播來源端的位置。
於一些實施例中，執行步驟S450之前，搜尋除了 軟體定義網路網域110、120、傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B、161外之傳統網域(未繪示)，其原因在於，群播來源端很可能位於與傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161耦接之另外的傳統網路網域(未繪示)，若都搜尋不到，執行步驟S450，判斷群播來源端已停止群播串流。
於步驟S420中，判斷群播來源端是否位於所述軟體定義網路網域110/120中之一軟體定義網路子網域130/140/150/160內。於此步驟中，接收到連線請求訊息的網域管理單元111/121將此連線請求訊息轉傳至其所包含的軟體定義網路子網域130/140/150/160對應的子網域管理單元132/142/152/162，並藉由接收到連線請求訊息的子網域管理單元132/142/152/162判斷群播來源端是否位於對應的軟體定義網路子網域130/140/150/160中。若判斷結果為是，則執行步驟S260，於用戶端和群播來源端之間建立一通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為網域間群播(inter-domain multicast)路徑。
若步驟S420的判斷結果為否，執行步驟S430。
於步驟S430中，判斷群播來源端是否位於與上述軟體定義網路子網域130/140/150/160連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161內。於一些實施例中，此步驟之執行流程與步驟S320雷同，於此將不再贅述。若判斷結果為是，則執行步驟S260，於用戶端和群播來源端之間建立一通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為網際 網路群播路徑。若判斷結果為否，主要路由器134/136/144/154/156/164回傳一拒絕建立連線訊息至對應的子網域管理單元132/142/152/162，並且接續執行步驟S440。
於步驟S440中，判斷與用戶端所在的軟體定義網路網域110/120通訊耦接的另一軟體定義網路網域110/120內是否存在尚未搜尋過的另一軟體定義網路子網域130/140/150/160。於一些實施例中，此步驟之執行流程與步驟S330雷同，於此將不再贅述。若判斷結果為是，則執行步驟S410，繼續搜尋所述另外的軟體定義網路子網域130/140/150/160中是否存在群播來源端，並接續搜尋與其連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161中是否存在群播來源端。若判斷結果為否，則重新執行步驟S410，判斷是否存在另一軟體定義網路網域110/120耦接至用戶端所在的軟體定義網路網域110/120。
於步驟S260中，建立用戶端和群播來源端之間的通訊傳輸路徑。詳細來說，群播來源端根據用戶端的位址計算通訊傳輸路徑並且建立群播樹(Multicast Tree)，以利後續用戶端接收來自群播來源端之群播串流。
第5圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種第2圖中通訊傳輸方法200的說明示例。
於一實施例中，通訊系統100a除了包含通訊系統100內之元件更包含用戶端510和群播來源端520。於此實施例中，首先執行步驟S210，用戶端510向子網域管理 單元132發出連線請求訊息。接著執行步驟S220，子網域管理單元132判斷群播來源端520位於軟體定義網路子網域130中，因而接續執行步驟S260，建立用戶端510和群播來源端520之間之通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為子網域內群播路徑。
於一實施例中，通訊系統100a除了包含通訊系統100內之元件更包含用戶端510和群播來源端530。於此實施例中，首先執行步驟S210，用戶端510向子網域管理單元132發出連線請求訊息，接著，執行步驟S220，子網域管理單元132判斷群播來源端520不在軟體定義網路子網域130中(亦即判斷結果為否)。接續執行步驟S230，子網域管理單元132將連線請求訊息轉換為與傳統網路協定相容的加入請求訊息(例如PIM Join)，並將此加入請求訊息同時傳送至傳統網路網域131A之主要路由器134及傳統網路網域131B之主要路由器136。接著，藉由主要路由器136搜尋到群播來源端530位於傳統網路網域131B(亦即判斷結果為是)。接續執行步驟260，建立用戶端510和群播來源端520之間之通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為網際網路群播路徑。
於上述實施例中，由於主要路由器134為傳統網路網域131A和軟體定義網路子網域130相連接之路由器，且主要路由器136為傳統網路網域131B和軟體定義網路子網域130相連接之路由器，因而直接將加入請求訊息傳送至主要路由器134和136。相較之下，若傳統網路網域 131A中和軟體定義網路子網域130相連接之路由器為通訊裝置135，則子網域管理單元132將加入請求訊息傳送至通訊裝置135，而通訊裝置135再將此加入請求訊息轉傳至主要路由器134。
於一實施例中，通訊系統100a除了包含通訊系統100內之元件更包含用戶端510和群播來源端540。於此實施例中，首先執行步驟S210，用戶端510向子網域管理單元132發出連線請求訊息，接著，執行步驟S220，子網域管理單元132判斷群播來源端520不在軟體定義網路子網域130中(亦即判斷結果為否)。接續執行步驟S230，子網域管理單元132將連線請求訊息轉換為與傳統網路協定相容的加入請求訊息(例如PIM Join)，並將此加入請求訊息同時傳送至傳統網路網域131A之主要路由器134及傳統網路網域131B之主要路由器136，主要路由器134及主要路由器136判斷群播來源端520不在傳統網路網域131A、131B中(亦即判斷結果為否)並傳送拒絕建立連線訊息至子網域管理單元132，子網域管理單元132將此訊息回覆至網域管理單元111。接續執行步驟S240中之步驟S310，網域管理單元111將連線請求訊息轉傳至上述另一軟體定義網路子網域140所對應的子網域管理單元142，子網域管理單元142判斷群播來源端位於對應的軟體定義網路子網域140內(亦即判斷結果為是)。接續執行步驟260，建立用戶端510和群播來源端540之間之通訊傳輸路徑，其中所述通訊傳輸路徑為子網域間群播路徑。
於一實施例中，通訊系統100a除了包含通訊系統100內之元件更包含用戶端510和群播來源端550。於此實施例中，首先執行步驟S210，用戶端510向子網域管理單元132發出連線請求訊息，接著，執行步驟S220，子網域管理單元132判斷群播來源端520不在軟體定義網路子網域130中(亦即判斷結果為否)。接續執行步驟S230，子網域管理單元132將連線請求訊息轉換為與傳統網路相容的加入請求訊息(例如PIM Join)並同時傳送至傳統網路網域131A之主要路由器134及傳統網路網域131B之主要路由器136，主要路由器134及主要路由器136判斷群播來源端520不在傳統網路網域131A、131B中(亦即判斷結果為否)並傳送拒絕建立連線訊息至子網域管理單元132，子網域管理單元132將此訊息回覆至網域管理單元111。接續執行步驟S240，網域管理單元111判斷群播來源端550不在軟體定義網路網域110中(亦即判斷結果為否)。接續執行步驟S250中之S410，網域管理單元111經由傳送連線請求訊息至網域管理單元121判斷存在另一軟體定義網路網域120(亦即判斷結果為是)，接續執行步驟S420，子網域管理單元152判斷群播來源端550不在軟體定義網路子網域150中(亦即判斷結果為否)。接續執行步驟S440，網域管理單元121判斷軟體定義網路網域120存在尚未搜尋過的另一軟體定義網路子網域160(亦即判斷結果為是)。接續執行步驟S420，子網域管理單元162判斷群播來源端550位於軟體定義網路子網域160中(亦即判斷結果為是)。接續執行步驟260，建 立用戶端510和群播來源端550之間之網域間群播路徑。
於一些實施例中，上述第2圖中的通訊傳輸方法200及第5圖中的示例是架構在用戶端為通訊系統100及通訊系統100a中第一個進行接收群播串流的用戶，若用戶端並非通訊系統100或通訊系統100a中第一個進行接收來自群播來源端的群播串流的用戶，則用戶端可以經由已建立好的通訊傳輸路徑接收群播串流。
於一些實施例中，由於無法判別用戶端是否為通訊系統100或通訊系統100a中第一個接收來自群播來源端的群播串流的用戶，子網域管理單元132/142/152/162或網域管理單元111/121在接收到連線請求訊息的時候，先搜尋其所儲存的路徑列表，判斷是否已經有用戶端經由此子網域管理單元132/142/152/162或網域管理單元111/121連接至群播來源端，若路徑列表中存在其他用戶，則直接依據路徑列表建立用戶端和群播來源端的通訊傳輸路徑。於一些實施例中，建立用戶端和群播來源端的通訊傳輸路徑包含計算通訊傳輸路徑並建立群播樹。
詳細來說，若群播來源端存在子網域管理單元132/142/152/162的路徑列表中，則不論群播來源端位於與用戶端相同的軟體定義網路子網域130/140/150/160中或是位於與用戶端相同的軟體定義網路子網域130/140/150/160相連接的傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161，皆可以直接執行步驟S260，建立用戶端和群播來源端之間之通訊傳輸路徑。
舉例而言，參照第5圖，若通訊系統100a除了包含通訊系統100內之元件更包含用戶端510和群播來源端550，則當另一用戶端560耦接至通訊系統100a並接收來自群播來源端550的群播串流時，用戶端560與群播來源端550建立通訊傳輸路徑的步驟如下所述。
首先，用戶端560發送一連線請求訊息至子網域管理單元142，並藉由子網域管理單元142依據其所儲存的路徑列表判斷是否有另一用戶端經由此子網域管理單元142接收來自群播來源端550之群播串流，子網域管理單元142讀取路徑列表後未發現路徑列表中存在關聯於群播來源端550之路徑資訊，因此接續依據其所儲存之管理列表判斷群播來源端550是否位於軟體定義網路子網域140中，判斷結果為否，因此接續傳送加入請求訊息至與軟體定義網路子網域140連接之通訊裝置145，通訊裝置145將此加入請求訊息轉送至主要路由器144，主要路由器144判斷群播來源端550不在傳統網路網域141中，因而回傳拒絕建立連線訊息至子網域管理單元142。接著，子網域管理單元142傳送連線請求訊息至網域管理單元111，網域管理單元111依據其所儲存之路徑列表判斷有另一用戶端510經由網域管理單元111連接至群播來源端550，網域管理單元111將此資訊封裝成一建立連線許可訊息回傳至用戶端560，用戶端560依據此建立連線許可訊息和群播來源端550建立通訊傳輸路徑。
第6圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示 的一種第2圖中通訊傳輸方法200的說明示例。
於一些實施例中，通訊系統100b除了包含通訊系統100內之元件外更包含群播來源端610、用戶端620和用戶端630，其中用戶端620、630同時接收來自群播來源端610之群播串流，並且用戶端620和群播來源端610之間存在通訊傳輸路徑P1，用戶端630和群播來源端610之間存在通訊傳輸路徑P2。
於上述實施例中，當用戶端620停止接收來自群播來源端的群播串流時，傳送一離開訊息至子網域管理單元132，以刪除用戶端620和網域管理單元111之間之通訊傳輸路徑，當子網域管理單元132收到一離開訊息時，子網域管理單元132讀取儲存的路徑列表，若路徑列表中除了用戶端620外無其他用戶端(亦即路徑列表中僅存在一筆用戶端網際網路位址的資料)，則除了刪除用戶端620至子網域管理單元132之間的通訊傳輸路徑，進一步刪除子網域管理單元132至網域管理單元111之間之通訊傳輸路徑。接著，子網域管理單元132將離開訊息轉傳至網域管理單元111，網域管理單元111讀取儲存的路徑列表，若路徑列表中除了用戶端620外更包含用戶端630，則保留網域管理單元111至群播來源端之通訊傳輸路徑。
於一些實施例中，通訊系統100b除了包含通訊系統100內之元件外更包含群播來源端610、用戶端620和用戶端640，其中用戶端620、640同時接收來自群播來源端610之群播串流，並且用戶端620和群播來源端610之間 存在通訊傳輸路徑P1，用戶端640和群播來源端610之間存在通訊傳輸路徑P3。
於上述實施例中，當用戶端620停止接收來自群播來源端610的群播串流時，傳送一離開訊息至子網域管理單元132，當子網域管理單元132收到此離開訊息時，子網域管理單元132讀取儲存的路徑列表，若路徑列表中除了用戶端620外無其他用戶端，則除了刪除用戶端620至子網域管理單元132之間的通訊傳輸路徑，進一步刪除子網域管理單元132至網域管理單元111之間的通訊傳輸路徑。接著，子網域管理單元132將離開訊息轉傳至網域管理單元111，網域管理單元111讀取儲存的路徑列表，若路徑列表中除了用戶端620外無其他用戶端，則刪除網域管理單元111至網域管理單元121之間的通訊傳輸路徑。接著，網域管理單元111將離開訊息轉傳至網域管理單元121，網域管理單元121讀取儲存的路徑列表，若路徑列表中除了用戶端620外更包含用戶端640，則保留網域管理單元121至群播來源端610之通訊傳輸路徑。
如此一來，可以知道即使用戶端620/630/640停止接收來自群播來源端610的群播串流，用戶端620/630/640和群播來源端610的通訊傳輸路徑並不會因此而全部移除，僅會移除未與其他用戶端620/630/640共用的部分通訊傳輸路徑。
參照第7圖，第7圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種通訊系統700的示意圖。如第7圖所示， 於一些實施例中，通訊系統700包含軟體定義網路主網域(main domain)701、702和傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B、161、731、741、751、761，其中傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B和161通訊耦接至軟體定義網路主網域701，傳統網路網域731、741、751和761通訊耦接至軟體定義網路主網域702。
於第7圖所示的實施例中，通訊系統700僅包含兩個軟體定義網路主網域701、702，然而並不限於此，通訊系統700可以包含任意數量的軟體定義網路主網域701/702。
於一些實施例中，軟體定義網路主網域701包含一個主網域管理單元703以及多個軟體定義網路網域110、120，軟體定義網路主網域702包含一個主網域管理單元704以及多個軟體定義網路網域710、720。於一些實施例中，主網域管理單元703用以管理軟體定義網路主網域701中所有的軟體定義網路網域110、120，主網域管理單元704用以管理軟體定義網路主網域702中所有的軟體定義網路網域710、720。於一些實施例中，主網域管理單元703、704各自包含一管理列表和一路徑列表，其中主網域管理單元703的管理列表儲存其所包含的所有軟體定義網路網域110、120之網際網路位址，主網域管理單元704的管理列表儲存其所包含的所有軟體定義網路網域710、720之網際網路位址，而路徑列表包含經過主網域管理單元703、704接收群播串流的用戶端的網際網路位址、群播來源端的網際網路位址以及下一個要經過的路 由器位址。
於一些實施例中，如第7圖所示，軟體定義網路網域110包含一個網域管理單元111和多個軟體定義網路子網域130、140，其中軟體定義網路子網域130通訊耦接至傳統網路網域131A和131B，軟體定義網路子網域140通訊耦接至傳統網路網域141；軟體定義網路網域120包含一個網域管理單元121和多個軟體定義網路子網域150、160，其中軟體定義網路子網域150通訊耦接至傳統網路網域151A和151B，軟體定義網路子網域160通訊耦接至傳統網路網域161；軟體定義網路網域710包含一個網域管理單元711和多個軟體定義網路子網域730、740，其中軟體定義網路子網域730通訊耦接至傳統網路網域731A和731B，軟體定義網路子網域740通訊耦接至傳統網路網域741；軟體定義網路網域720包含一個網域管理單元721和多個軟體定義網路子網域750、760，其中軟體定義網路子網域750通訊耦接至傳統網路網域751A和751B，軟體定義網路子網域760通訊耦接至傳統網路網域761。
詳細來看，通訊系統700和通訊系統100之差異在於，通訊系統100中的軟體定義網路網域110及120存在一更大的軟體定義網路主網域701中，換句話說，通訊系統700包含了兩個通訊系統100，因此，通訊系統700為一個包含三個階層的軟體定義網路架構，然而不限於此，任何數量的階層的軟體定義網路架構皆在本揭示內容所保護的範圍內。
於實際應用中，軟體定義網路主網域701/702可 以由多個學校的網域來實現，軟體定義網路網域110/120/710/720可以由其中一個學校的其中一個校區的網域來實現，而軟體定義網路子網域130/140/150/160/730/740/750/760可以由一個校區裡的一棟建築物的網域來實現，但本揭示內容並不限於此。
參照第7圖和第8圖，第8圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第7圖所示的通訊系統700的通訊傳輸方法800的流程圖。其中所述通訊傳輸方法800包含步驟S210、S220、S230、S240、S250、S810及S260。
第8圖所示的通訊傳輸方法800和第2圖所示的通訊傳輸方法200之差別在於增加了步驟S810，判斷群播來源端是否位於與用戶端所在的軟體定義網路主網域701/702通訊耦接的另一軟體定義網路主網域701/702。詳細來說，由於通訊傳輸方法200對應的通訊系統100為部分的通訊系統700，因此，在用戶端欲連接至群播來源端的時候，除了搜尋所存在軟體定義網路主網域701/702以及與軟體定義網路主網域701/702通訊耦接之傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161/731/741/751/761外，更需要搜尋與所存在的軟體定義網路主網域701/702通訊耦接的另一軟體定義網路主網域701/702，因而增加步驟S810，在用戶所在的軟體定義網路主網域701/702以及與軟體定義網路主網域701/702通訊耦接之傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161/731/741/751/761中搜尋不到群播來源時，搜尋與所在軟體定義網路主網域701/702 通訊耦接之另一軟體定義網路主網域701/702以及與此另一軟體定義網路主網域701/702通訊耦接之傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161/731/741/751/761。
於一些實施例中，當得知群播來源端位於另一軟體定義網路主網域701/702時，建立用戶端和群播來源端之一通訊傳輸路徑，且此通訊傳輸路徑為一主網域間群播(inter-main-domain multicast)。若群播來源端位於與另一軟體定義網路主網域701/702通訊耦接之傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161/731/741/751/761時，建立用戶端和群播來源端之一通訊傳輸路徑，且此通訊傳輸路徑為網際網路群播。
於一些實施例中，當得知群播來源端不在通訊系統700中之軟體定義網路主網域701、702，亦不在與軟體定義網路主網域701、702耦接之傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B、161、731、741、751、761時，搜尋與所述傳統網路網域131A、131B、141、151A、151B、161、731、741、751、761耦接之另外的傳統網路網域(未繪示)，若都搜尋不到，判斷群播來源端已停止群播串流。
綜上所述，藉由設置一種橫跨多個軟體定義網路主網域701/702及多個傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161/731/741/751/761的通訊系統100/700，以擴展群播串流服務範圍，使得位於通訊系統100/700中的用戶端能夠接收來自傳統網路網域131A/131B/141/151A/151B/161/731/741/751/761的 群播串流服務、來自軟體定義網路主網域701/702的群播串流服務以及來自其他傳統網路網域(未繪示)的群播串流服務。換句話說，群播服務範圍將不受傳統網路與軟體定義網路的限制，以提升群播串流的方便性。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，於不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種通訊傳輸方法，適用於包含使用軟體定義網路(SDN)協定和傳統網路協定的網絡架構下，包含：藉由一第一軟體定義網路子網域之一第一子網域管理單元接收一用戶端傳送對應至一群播來源端之一連線請求訊息，其中該用戶端位於該第一軟體定義網路子網域；藉由該第一子網域管理單元判斷該群播來源端是否位於該第一軟體定義網路子網域；當該第一子網域管理單元判斷該群播來源端不在該第一軟體定義網路子網域中時，傳送對應於該群播來源端之一加入請求訊息至一第一傳統網路網域之一第一主要路由器，其中該加入請求訊息係架構於一傳統群播協定，且該第一傳統網路網域與該第一軟體定義網路子網域相連接；藉由該第一主要路由器判斷該群播來源端是否位於該第一傳統網路網域；當該第一主要路由器判斷該群播來源端不在該第一傳統網路網域中時，藉由該第一子網域管理單元傳送該連線請求訊息至一第一軟體定義網路網域之一第一網域管理單元，其中該第一軟體定義網路網域包含該第一軟體定義網路子網域以及一第二軟體定義網路子網域；以及當該群播來源端位置得知後，建立該用戶端和該群播來源端之間之一通訊傳輸路徑。
  2. 如請求項1所述之通訊傳輸方法，更包含：藉由該第一網域管理單元傳送該連線請求訊息至該第二軟體定義網路子網域之一第二子網域管理單元；藉由該第二子網域管理單元判斷該群播來源端是否位於該第二軟體定義網路子網域；以及當該群播來源端不在該第二軟體定義網路子網域中時，藉由該第二子網域管理單元傳送該加入請求訊息至與該第二軟體定義網路子網域連接之一第二傳統網路網域之一第二主要路由器，以判斷該群播來源端是否位於該第二傳統網路網域中。
  3. 如請求項1所述之通訊傳輸方法，更包含：在該第一網域管理單元判斷該群播來源端不在該第一軟體定義網路網域中時，將該連線請求訊息傳送至一第二軟體定義網路網域之一第二網域管理單元，以判斷該群播來源端是否位於該第二軟體定義網路網域中。
  4. 如請求項3所述之通訊傳輸方法，更包含：在該第二網域管理單元判斷該群播來源端不在該第二軟體定義網路網域中時，將該連線請求訊息傳送至一軟體定義網路主網域之一主網域管理單元，以判斷該群播來源端是否位於該軟體定義網路主網域中，其中該軟體定義網路主網域包含該第一軟體定義網路網域以及該第二軟體定義網路網域。
  5. 如請求項2所述之通訊傳輸方法，其中該第一子網域管理單元、該第二子網域管理單元以及該第一網域管理單元各自儲存一路徑列表，該通訊傳輸方法更包含：將該群播來源端之位址儲存於對應於該通訊傳輸路徑之該路徑列表中。
  6. 如請求項1所述之通訊傳輸方法，其中藉由該第一子網域管理單元判斷該群播來源端是否位於該第一軟體定義網路子網域的操作包含：藉由該第一子網域管理單元讀取儲存於該第一子網域管理單元中之一路徑列表，並判斷該群播來源端之位址是否存在該路徑列表中；以及當該群播來源端之位址存在該路徑列表中，基於該路徑列表建立該通訊傳輸路徑。
  7. 如請求項6所述之通訊傳輸方法，更包含：於該用戶端離開該第一軟體定義網路子網域時，移除該通訊傳輸路徑。
  8. 一種通訊系統，包含：複數個軟體定義網路網域，彼此互相通訊耦接，且各自包含：複數個軟體定義網路子網域，其中該些軟體定義網路子網域各自包含一子網域管理單元，其中該子網域管理單元儲存該些軟體定義網路子網域對應一者所包含之所有通訊裝置之位址；以及一網域管理單元，用以管理該些軟體定義網路子網域；以及複數個傳統網路網域，分別耦接至該些軟體定義網路子網域中對應一者，其中該些傳統網路網域之一第一傳統網路網域包含：一主要路由器，儲存該第一傳統網路網域中所包含之所有通訊裝置之位址。
  9. 如請求項8所述之通訊系統，其中當一第一軟體定義網路子網域之一第一子網域管理單元接收到來自一用戶端的一連線請求訊息時，依序詢問該第一子網域管理單元、連接至該第一軟體定義網路子網域之該些傳統網路網域對應至少一者之該主要路由器、與該第一軟體定義網路子網域位於相同的一第一軟體定義網路網域的一第二軟體定義網路子網域之一第二子網域管理單元、與該第一軟體定義網路網域通訊耦接之一第二軟體定義網路網域，以找尋該連線請求訊息對應之一群播來源端之位址。
  10. 如請求項8所述之通訊系統，其中該傳統網路網域使用之群播協定包含獨立群播協定(Protocol Independent Multicast，PIM)、距離向量群播路由選擇協定(Distance Vector Multicast Routing Protocol，DVMRP)以及群播開放式最短路徑優先(Multicast Open Shortest Path First，MOSPF)。
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