CN1486038A - 组播精确转发的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种IP组播精确转发的控制方法，其步骤包括：1.组播模块在组播源和点播者之间建立组播路由，建立组播转发表；2.组播数据到来，先检查IP包是否合法，对于合法的IP包进入下一步；3.根据源地址和组播地址，查找三层表，如果获得组播转发表索引则进入下一步；4.判断三层表里组播标志是否有效，如果有效则进入下一步；5.查找组播转发表，检查源端口和VLAN是否匹配，如果匹配则进入下一步；6.查找组播转发表，如果源端口和目的端口在同一VLAN里，则进行二层转发；如果源端口和目的端口在不同VLAN，则需要进行三层转发。采用本发明的技术方案，在标准协议的基础上，实现了交换机所有端口精确转发组播数据。
Description
技术领域：
本发明涉及的是一种通信网络的组播精确转发的控制方法，特别是宽带以太网组播精确转发的控制，属于宽带网络通信领域。
背景技术：
传统的IP通信有两种方式，第一种单播unicast，第二种是广播broadcast。如果要将信息发送给网络中的多个主机而非所有主机，则要么采用广播方式，要么由源主机分别向网络中的多台目标主机以单播方式发送IP包。采用广播方式实现时不仅会将信息发送给不需要的主机，而且浪费带宽，也可能由于路由回环引起严重的广播风暴。采用单播方式实现时，由于IP包的重复发送会白白浪费掉大量带宽，也增加了服务器的负载。所以传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送多点接收的问题。
IP组播的基本思想是源主机只发送一份数据。这份数据中的目的地址为组播组地址，组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝，并且只有组播组内的目标主机可以接收，该数据网络中其它主机不能收到。
如何控制数据只发送给需要的主机、其它主机不能收到，就成了一个急待解决的问题。早期的组播主要用在路由器上面，近年来，随着技术的发展，出现了交换机，交换机几乎包括了路由器的所有功能，并且实现了硬件转发，速度更快。这就为组播在交换机的应用带来了以下新的问题：
路由器一个端口就是一个三层接口。交换机是按VLAN(虚拟局域网)来划分端口的，VLAN可以配多个端口。VLAN既可以是三层的VLAN，也可以是二层的VLAN，端口就可以既是三层的端口、又是二层的端口。路由器则不存在这个问题，对交换机来说，数据二层转发和数据三层转发是有本质的差别。组播数据转发必须区分这一点。
在交换机里，一个三层的VLAN就是一个三层的接口。这个接口可以有多个端口，传统的组播只能精确到三层接口，没法精确到三层接口的每个端口。组播数据只能在VLAN里广播，浪费了网络带宽，增加了网络负载。
当组播的源端口和出端口在同一VLAN时，源端口和出端口属于同一个三层的接口，传统的路由器和交换机RPF(反向路径查找)检查不通过根本无法点播。
发明内容：
本发明的目的是提供一种控制IP组播精确转发的方法，在标准协议的基础上，实现交换机所有端口精确转发组播数据。
本发明的技术方案如下：
组播精确转发的控制方法，其步骤包括：
1.组播模块在组播源和点播者之间建立组播路由，建立组播转发表；
2.组播数据到来，先检查IP包是否合法；如果有不合法的，则丢弃该数据包或者给CPU处理；对于合法的IP包，进入下一步；
3.根据源地址和组播地址，查找三层表，如果不能找到组播转发表索引，则可以选择丢弃或者给CPU处理；如果获得组播转发表索引，则进入下一步；
4.判断三层表里组播标志是否有效，如果无效则可以选择丢弃或者给CPU处理；如果有效则进入下一步；
5.查找组播转发表，检查源端口和VLAN是否匹配，如果不匹配则可以选择丢弃或者给CPU处理；如果匹配则进入下一步；
6.查找组播转发表，如果源端口和目的端口在同一VLAN里，则进行二层转发，对包不做任何处理；如果源端口和目的端口在不同VLAN，则需要进行三层转发。
所述的组播精确转发的控制方法，在步骤(1)中，建立组播转发表的方式如下：源端口和目的端口在同一VLAN，建立二层组播转发表；源端口和目的端口在不同VLAN，建立三层组播转发表，同时设置相应的端口工作模式为精确转发模式；
相应地，在步骤(6)中：
进行二层转发的方法是：端口模式为广播方式(不做设置时的缺省值)，二层出端口为该VLAN所有的端口；端口模式为其它值，二层出端口为设定的二层转发端口。端口模式只对二层转发有影响，对三层转发无影响。
进行三层转发的方法是：三层出端口为设定的三层转发端口。
实际转发的端口是二层转发端口和三层转发端口的总和。
所述的方法中，考虑到组播流量问题，所述的交换机支持组播流量分担。如果出端口是Trunk端口，根据特定的查找算法，进行流量分担。
本发明的优点和积极效果：采用本发明的技术方案，实现了IP组播在交换机上的实际应用，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，在实时数据传送、网络电视、多媒体会议、数据拷贝、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。
附图说明：
图1为本发明的组播精确转发的控制方法一具体实施例的流程图。
具体实施方式：
按照本发明的技术方案，下面给出本发明的一个实施例，图1示出了本发明方法的流程图。具体步骤如下：
1.配置media server服务器，启动组播服务。
2.在交换机启动组播功能，配置好相应的接口。
3.点播者开始点播，发出IGMP加入报文。
4.接口管理模块获得点播者所在的端口号、VLAN ID、槽号，通知组播路由模块。
5.组播模块在组播源和点播者之间建立组播路由，源端口和目的端口在同一VLAN，建立二层组播转发表；源端口和目的端口在不同VLAN，建立三层组播转发表，同时设置相应的端口工作模式为精确转发模式。数据从组播源沿着RPT树下发。
6.组播数据到来，先检查IP包是否合法：(1)是Ip包；(2)无option选项；(3)是IPV4包；(4)IP校验和正确；(5)TTL值正确；(6)目的地址属于D类地址。如果有一项不匹配，则属不合法丢弃该数据包，也可以选择送给CPU处理。一个具体的处理方式为：记载入系统日志，并给出告警。
7.根据组播地址或者源地址加上组播地址，查找三层表，获得组播转发表索引。如果没找到，则丢弃该数据包，也可以选择送给CPU处理。
8.判断三层表里组播标志位是否有效，如果无效则可以选择丢弃或者给CPU处理；如果有效则进入下一步。
9.查找组播转发表，检查源端口和VLAN是否匹配，不匹配可以选择丢弃或者给CPU处理。
10.查找组播转发表，根据当前的配置，检查是否需要在整个VLAN广播，是否需要进行二层转发，获得相应的出端口位图。
如果源端口和目的端口在同一VLAN里，则进行二层转发，对包不做任何处理；如果源端口和目的端口在不同VLAN，则需要进行三层转发，TTL值减1，替换源MAC和目的MAC，并重新计算校验和。
进行二层转发的方法是：端口模式为广播方式，二层出端口为该VLAN所有的端口；端口模式为其它值，二层出端口为设定的二层转发端口。
进行三层转发的方法是：三层出端口为设定的三层转发端口。
实际转发的端口是二层转发端口和三层转发端口的总和。
11.如果转发端口是Trunk端口，根据某种算法，如源MAC、源IP、目的MAC、目的IP，计算出端口。
12.数据从端口出来，到达点播者，开始播放。
13.点播者想停止点播，发出IGMP离开报文，组播模块更新组播路由。
14.更新组播转发表的出接口，对应端口置为空。
15.组播数据到来，检查对应端口为空，则不转发数据。
16.点播停止。
Claims (4)
1.组播精确转发的控制方法，其步骤包括：
(1)组播模块在组播源和点播者之间建立组播路由，建立组播转发表；
(2)组播数据到来，先检查IP包是否合法；如果有不合法的，则丢弃该数据包或者给CPU处理；对于合法的IP包，进入下一步；
(3)根据源地址和组播地址，查找三层表，如果不能找到组播转发表索引，则选择丢弃或者给CPU处理；如果获得组播转发表索引，则进入下一步；
(4)判断三层表里组播标志是否有效，如果无效则选择丢弃或者给CPU处理；如果有效则进入下一步；
(5)根据组播转发表索引查找组播转发表，检查源端口和VLAN是否匹配，如果不匹配则选择丢弃或者给CPU处理；如果匹配则进入下一步；
(6)查找组播转发表，如果源端口和目的端口在同一VLAN里，则进行二层转发，对包不做任何处理；如果源端口和目的端口在不同VLAN，则进行三层转发。
2.如权利要求1所述的组播精确转发的控制方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，建立组播转发表的方式如下：源端口和目的端口在同一VLAN，建立二层组播转发表；源端口和目的端口在不同VLAN，建立三层组播转发表，同时设置相应的端口工作模式为精确转发模式；
相应地，所述步骤(6)中，进行二层转发的方法是：如果端口模式为广播方式则二层出端口为该VLAN所有的端口，如果端口模式为其它值则二层出端口为设定的二层转发端口；进行三层转发的方法是：三层出端口为设定的三层转发端口；实际转发的端口是二层转发端口和三层转发端口的总和。
3.如权利要求2所述的组播精确转发的控制方法，其特征在于，所述实际转发的端口如果是Trunk端口，则根据查找算法，计算出端口进行流量分担。
4.如权利要求3所述的组播精确转发的控制方法，其特征在于，所述算法选自源MAC、源IP、目的MAC或者目的IP算法。
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