[发明专利]接入网络的标识组播路由方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及接入网组播技术，尤其涉及接入网络的标识组播路 由方法及系统。

背景技术

随着新网络架构技术研究的兴起，如何在这些新的网络体系中 利用其优点改善组播机制、提出新的组播体系以及组播服务模型成 为了一个新的课题。一体化网络是一种新的基于身份位置分离思想 的网络体系架构，它引入接入标识、路由标识及其分离映射机制， 将身份与位置进行分离，为数据、语音、视频等业务提供一个一体 化的网络通信平台，致力于研究在身份位置分离下的路由可扩展性、 移动支持和安全等优点。

在一体化网络中，节点的接入标识采用平面化的编址方式，从 而使得接入网可以是一种区域内的多跳结构。在这个多跳网络中， 节点使用接入标识进行通信，不需要实际和有效的IP地址或者其他 用于和外部网络进行直接通信的路由标识。而组播(Multicast)作 为一种能有效解决一对多通信和多对多通信的技术，尚未被考虑在 一体化的接入网中进行部署。

作为组播技术的一个重要部分，IGMP(Internet Group Management Protocol，Internet组管理协议)提供了接入网中主机和 接入路由器之间的成员关系维护和必要的消息交互机制。当组播主 机希望加入特定的组播组并且开始接收组播数据时，它们就发送 IGMP消息以通知本地的组播路由器，主机也可以(用IGMPv2定义 的一些扩展)通知本地的组播路由器，表示主机希望离开IP组播组， 并因此对接收组播组信息不再感兴趣，路由器通过IGMP获得主机 的信息，并在每一个接口上维护与该接口直接相连的组播组成员关 系表。因此，IGMP的设计就默认了接入网总是单跳的场景，虽然从 IGMPv1到IGMPv2，再到IGMPv3，接入网的组播管理不断完善， 但是始终没有突破这一应用上的限制。

为了在核心网的路由器之间转发组播数据包，组播路由协议通 过路由器之间的信令交互建立和维护组播转发树。典型的组播路由 协议包括距离矢量组播路由协议(DVMRP)，协议无关组播协议-密 集模式(PIM-DM)和协议无关组播协议-稀疏模式(PIM-SM)等。 DVMRP是从路由信息协议(RIP)发展而来，它整合了RIP的多个特 性，是第一个支持组播功能的路由协议，现已经被应用在组播骨干 网MBone上。DVMRP为每个组播源和目的主机组构建不同的组播 转发树，每个转发树都是以组播源为根，以组播接收者为叶子节点。 这个转发树在组播源和组播接收者之间构建了一个最短转发路径。 当一个组播源要向组播组发送数据时，转发树就根据这个请求而建 立，并使用“广播-修剪”方法来维持。

PIM-DM采用扩散剪枝机制建立组播转发树。在PIM-DM域中， 运行PIM-DM协议的路由器周期性地发送Hello消息，发现邻接PIM 路由器，进行叶子网络和叶子路由器的判断，并且负责在多路访问 网络中选举指定路由器(DR)。PIM-DM协议假设域内所有的网络节 点都需要接收组播数据，首先将组播数据包扩散到全网，然后通过 剪枝删掉不需要数据的网段。密集模式的主要缺点是网络中的每个 路由器必须为每个源保存状态信息，不管其下游是否有成员。当成 员不密集时，网络中存储的大量状态信息会浪费大量带宽。为了克 服密集模式的这个缺点，出现了PIM-SM组播路由协议。

PIM-SM为每个组指定一个有效的汇聚点(RP)。PIM-SM构建两 种组播转发树，分别是以组播组G的汇聚点为根的共享树(RPT)和以 组播源为根的最短路径树(SPT)。PIM-SM允许接收者从RPT切换到 SPT来接收组播数据。PIM-SM协议最初先为组播组构建一个共享 树，组播源先将组播数据发送到RP，再由RP沿共享树向下转发到 每个接收者。若接收端的指定路由器检测到接收数据速率超过了预 定的门限值，它就会向组播源发送PIM加入请求消息以加入到最短 路径树中。一旦建成组播源到接收者的最短路径树，通过RP的相应 分枝就会被修剪掉，避免组播通信流量很大时汇集点RP处可能出现 的拥塞现象。