專利名稱：一種組播方法及組播網絡系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種組播方法及組播網絡系統。
背景技術：
組播是指在發送者和每一個接收者之間實現點到多點網絡連接。如果一臺發送者同時給多個接收者傳輸相同的數據，也只需發送一份相同數據包。它提高了數據傳送效率， 減少了骨干網絡出現擁塞的可能性。隨著寬帶的發展，多媒體的相關服務需求的日益增長刺激了 IP組播技術的普及和發展，成為新一代網絡的不可缺少的關鍵技術。

目前的組播實現機制為運行于組播路由器之上的組播路由協議負責將組播數據轉發到連接用戶終端的終端組播路由器，終端組播路由器同時運行組播路由協議和 IGMP (互聯網組管理協議)協議。IGMP協議運行于用戶終端和與之直接相連的組播路由器之間，實現所連網絡組成員關系的收集與維護。終端組播路由器通過IGMP協議學習到下游用戶終端的組播需求，通過組播路由協議將需要的組播數據申請下來，轉發給用戶終端。現有的二層組播相關協議有IGMP Snooping (捕獲)和IGMP Proxy (代理)。IGMP Snooping的實現機理是交換機通過偵聽用戶終端發向路由器的IGMP成員報告消息的方式，形成組成員和交換機接口的對應關系；交換機根據該對應關系將收到的組播數據包只轉發給具有組成員的接口。從而避免了組播在虛擬局域網(VLAN)內進行泛洪式傳輸造成的不必要的流量。IGMP Proxy與IGMP Snooping實現功能相同但機理相異IGMP Snooping 只是通過偵聽IGMP的消息來獲取有關信息，而IGMP Proxy則攔截了終端用戶的IGMP消息并進行相關處理后，再將它轉發給上層路由器。現有的組播VLAN轉發技術在IGMP Snooping的基礎上，將原本需要在多個VLAN中進行發送的組播數據，歸并到一個統一的組播VLAN中進行發送，解決了 IGMP Snooping技術浪費接入網帶寬資源的問題。現有的組播轉發技術不能很好的解決帶寬資源浪費的問題，如圖1所示(虛線表示組播數據流)，匯聚交換機C上實現組播跨VLAN復制功能，交換機A和B實現IGMP Snooping功能。組播數據在組播VLAN 10內，由組播路由器R轉發到匯聚交換機C后，組播數據被復制到用戶的VLAN 5和VLAN 6內，然后將兩份相同的組播數據發送給下游的交換機B，交換機B轉發兩份重復的組播數據到交換機A，交換機A按偵聽到的用戶請求情況將兩份VLAN不同的組播數據分別轉發給用戶終端1和用戶終端2。可見，在匯聚交換機C到交換機A的鏈路上有重復的組播數據，當下游用戶量比較大時會造成極大的帶寬浪費，嚴重影響網絡資源利用率。同時由于匯聚交換機需要復制大量組播數據，對它的性能要求很高，現實應用中也不易實現。現有技術的另外一個缺陷是匯聚交換機上只有一個組播VLAN，所有組播數據不加區分的在一個組播VLAN內轉發，不能靈活的對組播數據進行區分與隔離，進而導致在某些特殊的應用場景下不能滿足使用需求。例如，當有多個組播源同時提供組播業務時，來自不同組播源的組播數據可能會使用了相同的組播地址(要確保不會出現相同地址，就需要人工配置，增加了網絡維護的復雜度)。這時，下游的交換機及最終用戶都是無法區分這兩條組地址相同的組播數據的，雖然它們所攜帶的信息可能互不相關，甚至差之千里。最終轉發到用戶的會是兩份組播數據，而其中一份是用戶根本不需要的。既浪費帶寬，也可能會影響用戶業務

發明內容
本發明要解決的技術問題是如何在組播中提高網絡帶寬利用率。為了解決上述問題，本發明提供了一種組播方法，包括組播路由器根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據，將收到的組播數據發送給第一交換機；所述第一交換機為組播網絡系統中距離用戶終端最近的交換機；所述第一交換機將所述組播數據從組播虛擬局域網VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN內，并發送給該用戶VLAN中的用戶終端。進一步地，所述組播路由器收到的組播協議報文是在組播VLAN內的；所述組播 VLAN包括一個或多個。進一步地，當有多個組播VLAN時，所述組播路由器根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據的步驟前還包括第二交換機當收到組播協議報文時，根據保存的第一對應關系將組播協議報文從用戶VLAN內轉換到組播VLAN內，然后發送給所述組播路由器；所述第二交換機為組播網絡系統中距離所述組播路由器最近的交換機；所述第一對應關系為端口、用戶VLAN標識、組播組地址和組播VLAN標識之間的對應關系。進一步地，當有多個組播VLAN時，所述第一交換機將所述組播數據從組播VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN內是指所述第一交換機根據第二對應關系，將所述組播數據從組播VLAN內轉換到相應的組播出端口、及一個或多個用戶VLAN內；所述第二對應關系為組播VLAN標識、組播組地址、組播出端口及各組播出端口對應的用戶VLAN標識之間的對應關系。進一步地，所述用戶/組播VLAN標識為數字，所述組播組地址為IP地址。本發明還提供了一種組播網絡系統，包括組播路由器、一個或多個交換機；所述一個或多個交換機中至少包括距離用戶終端最近的第一交換機；組播路由器，用于根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據，將收到的組播數據發送給第一交換機；所述第一交換機用于將所述組播數據從組播VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN 內，并發送給該用戶VLAN中的用戶終端。進一步地，所述組播路由器收到的組播協議報文是在組播VLAN內的；所述組播 VLAN包括一個或多個。進一步地，當有多個組播VLAN時，所述一個或多個交換機中還包括距離所述組播路由器最近的第二交換機，用于當收到組播協議報文時，根據保存的第一對應關系將組播協議報文從用戶VLAN內轉換到組播VLAN內，然后發送給所述組播路由器；所述第一對應關系為端口、用戶VLAN標識、組播組地址和組播VLAN標識之間的對應關系。進一步地，當有多個組播VLAN時，所述第一交換機將所述組播數據從組播VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN內是指所述第 一交換機根據第二對應關系，將所述組播數據從組播VLAN內轉換到相應的組播出端口、及一個或多個用戶VLAN內；所述第二對應關系為組播VLAN標識、組播組地址、組播出端口及各組播出端口對應的用戶VLAN標識之間的對應關系。進一步地，所述用戶/組播VLAN標識為數字，所述組播組地址為IP地址。本發明將組播數據的復制點充分下移，提高了網絡帶寬利用率，并且減輕了匯聚交換機的工作負載，優化了網絡性能，降低了網絡負荷。本發明的優化方案提出多組播VLAN 注冊和復制功能，實現了組播數據的靈活轉發，并可實現根據不同需要對組播數據進行區分控制，滿足了很多特殊應用場景的需求；并且可在原有單組播VLAN基礎上進行擴充，能很好地集成到原有系統中，兼容性好，實現方便。


圖1是現有技術中組播網絡系統的工作示意圖；圖2是實施例一的組播方法的具體例子的流程示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖及實施例對本發明的技術方案進行更詳細的說明。需要說明的是，如果不沖突，本發明實施例以及實施例中的各個特征可以相互結合，均在本發明的保護范圍之內。另外，在附圖的流程圖中雖然示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。實施例一，一種組播方法，包括組播路由器根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據，將收到的組播數據發送給第一交換機；所述第一交換機為組播網絡系統中距離用戶終端最近的交換機；所述第一交換機將所述組播數據從組播VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN內， 并發送給該用戶VLAN中的用戶終端。本實施例中的“距離用戶終端最近”不是指物理距離，而是指在組播網絡系統中與用戶終端之間傳輸數據時經過的設備最少；比如圖1所示的組播網絡系統中，交換機A即為所述第一交換機，交換機B、C為中間交換機；按照本實施例的方法，由交換機A將組播數據轉換到用戶VLAN 5和6內，也就是進行多組播數據VLAN復制功能，然后分別通過用戶VLAN 5和用戶VLAN 6發送給用戶終端1和2 ；可以看出，由于復制的組播數據僅在交換機A和用戶終端之間傳輸時出現，在交換機C和B之間、B和A之間都不出現。現有技術造成帶寬資源浪費的主要原因是組播數據復制點在轉發層次中的位置比較高，即接近組播路由器，這便導致復制點下游的設備上會有大量重復的組播數據流。而本實施例將組播數據的復制點充分下移，在距離用戶最近的交換機上進行組播數據的復制，因此可節省網絡帶寬資源，將組播對帶寬的浪費減為零；另外將組播數據復制工作轉移到了下游交換機上，也減輕了匯聚交換機或網管設備的負載。本實施例中，所述組播路由器可以直接通過網絡將組播數據發送給所述第一交換機，也可以通過一個或多個其它的交換機發送給所述第一交換機；所述組播路由器和用戶終端之間傳輸所經過的交換機稱為中間交換機；所述中間交換機實現組播的基本轉發功能即可，只需在第一交換器之外的中間交換機上使能組播偵聽功能，使其按組播偵聽功能進行基本轉發，不需要參與其它相關處理，不需要額外實現新的功能，可直接使用現有組播網絡系統中的交換機，因此易于網絡升級，兼容性好。本實施例中，在所述組播路由器上使能組播路由功能及IGMP功能，從而使組播路由器可以向組播源申請將組播數據，通過終結下游交換機發來的IGMP報文，轉換為組播路由協議報文，將組播數據引到本組播路由器。同時組播路由器可通過IGMP協議維護下游組播用戶的組播成員關系。需要注意的是，組播路由器收到的組播協議報文都是在組播VLAN 內的。 本實施例中，所述組播VLAN可包括一個或多個，相應的，組播路由器收到的組播協議報文可以是一個組播VLAN內的，也可以是多個組播VLAN內的。本實施例中，當有多個組播VLAN時，所述組播路由器根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據的步驟前還可以包括第二交換機當收到組播協議報文時，根據保存的第一對應關系將組播協議報文從用戶VLAN內轉換到組播VLAN內(即實現多組播VLAN注冊功能)，然后發送給所述組播路由器；所述第一對應關系為用戶接入端口、用戶VLAN標識、組播組地址和組播VLAN標識之間的對應關系；所述用戶VLAN和組播VLAN標識可以但不限于為數字，所述組播組地址可以但不限于為IP地址；所述第二交換機為組播網絡系統中距離所述組播路由器最近的交換機；同樣的， 這里的“距離組播路由器最近”也不是指物理距離，而是指在組播網絡系統中與組播路由器之間傳輸數據時經過的設備最少，比如圖1中的匯聚交換機C就是第二交換機。本實施例中，當所述組播路由器和用戶終端之間只經過一個交換機時，第一、第二交換機為同一個交換機。實現多組播VLAN注冊時，需要配置用戶VLAN標識、用戶接入端口以及組播組地址與組播VLAN標識的第一對應關系。當所述第二交換機從某個用戶VLAN或者某個端口收到用戶的組播協議報文時，可以根據配置的第一對應關系進行多組播VLAN注冊。所述第一對應關系可以但不限于為一張類似下面的組播VLAN注冊關系表，由第二交換機維護，索引為用戶接入端口、用戶VLAN標識及組播組地址。表一、組播VLAN注冊關系表
用戶接入端口 I用戶VLAN標識組播組IP地址組播VLAN標識~ ~~2Π239. 1. 1. 18
權利要求
1.一種組播方法，包括組播路由器根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據，將收到的組播數據發送給第一交換機；所述第一交換機為組播網絡系統中距離用戶終端最近的交換機；所述第一交換機將所述組播數據從組播虛擬局域網VLAN內轉換到一個或多個用戶 VLAN內，并發送給該用戶VLAN中的用戶終端。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述組播路由器收到的組播協議報文是在組播VLAN內的；所述組播VLAN包括一個或多個。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，當有多個組播VLAN時，所述組播路由器根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據的步驟前還包括第二交換機當收到組播協議報文時，根據保存的第一對應關系將組播協議報文從用戶 VLAN內轉換到組播VLAN內，然后發送給所述組播路由器；所述第二交換機為組播網絡系統中距離所述組播路由器最近的交換機；所述第一對應關系為端口、用戶VLAN標識、組播組地址和組播VLAN標識之間的對應關系。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，當有多個組播VLAN時，所述第一交換機將所述組播數據從組播VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN內是指所述第一交換機根據第二對應關系，將所述組播數據從組播VLAN內轉換到相應的組播出端口、及一個或多個用戶VLAN內；所述第二對應關系為組播VLAN標識、組播組地址、組播出端口及各組播出端口對應的用戶VLAN標識之間的對應關系。
5.如權利要求3或4所述的方法，其特征在于所述用戶/組播VLAN標識為數字，所述組播組地址為IP地址。
6.一種組播網絡系統，包括組播路由器、一個或多個交換機；其特征在于所述一個或多個交換機中至少包括距離用戶終端最近的第一交換機；組播路由器，用于根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據，將收到的組播數據發送給第一交換機；所述第一交換機用于將所述組播數據從組播VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN內， 并發送給該用戶VLAN中的用戶終端。
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于所述組播路由器收到的組播協議報文是在組播VLAN內的；所述組播VLAN包括一個或多個。
8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，當有多個組播VLAN時，所述一個或多個交換機中還包括距離所述組播路由器最近的第二交換機，用于當收到組播協議報文時，根據保存的第一對應關系將組播協議報文從用戶VLAN內轉換到組播VLAN內，然后發送給所述組播路由器；所述第一對應關系為端口、用戶VLAN標識、組播組地址和組播VLAN標識之間的對應關系。
9.如權利要求7所述的系統，其特征在于，當有多個組播VLAN時，所述第一交換機將所述組播數據從組播VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN內是指所述第一交換機根據第二對應關系，將所述組播數據從組播VLAN內轉換到相應的組播出端口、及一個或多個用戶VLAN內；所述第二對應關系為組播VLAN標識、組播組地址、組播出端口及各組播出端口對應的用戶VLAN標識之間的對應關系。
10.如權利要求8或9所述的系統，其特征在于所述用戶/組播VLAN標識為數字，所述組播組地址為IP地址。
全文摘要
本發明公開了一種組播方法及組播網絡系統；所述方法包括組播路由器根據接收到的組播協議報文從組播源請求組播數據，將收到的組播數據發送給第一交換機；所述第一交換機為組播網絡系統中距離用戶終端最近的交換機；所述第一交換機將所述組播數據從組播虛擬局域網VLAN內轉換到一個或多個用戶VLAN內，并發送給該用戶VLAN中的用戶終端。本發明能夠在組播中提高網絡帶寬利用率。
文檔編號H04L12/18GK102347906SQ201110363089
公開日2012年2月8日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者袁寶安 申請人:瑞斯康達科技發展股份有限公司