[发明专利]一种基于DVPN的组播数据传输方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于DVPN（Dynamic Virtual Private Network，动态虚拟专用网络）的组播数据传输方法和设备。

背景技术

越来越多的企业希望利用公共网络组建VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络），以连接地理位置不同的多个分支机构；然而企业分支机构通常采用动态地址接入公共网络，使得通信一端无法事先知道对端的公网地址，为组建VPN提出了难题。为此提出了DVPN技术，其通过NHRP（Next Hop Resolution Protocol，下一跳解析协议）或者VAM（VPN Address Management，VPN地址管理）协议收集、维护和分发动态变化的公网地址信息，从而在企业网各分支机构使用动态地址接入公网的情况下，在各分支机构间建立VPN。

DVPN包括Full-Mesh（全互联）网络，在该Full-Mesh网络中，Spoke之间可以建立direct（直连）隧道直接进行通信，且Hub主要作为路由信息交换的中心；具体的，Spoke在向Server（服务器）注册后可以获得Hub的信息，并与Hub建立永久的隧道连接；且任意两个Spoke之间可以建立direct隧道，该direct隧道是动态的，在一段规定时间内没有数据交互时需要被删除。

在Full-Mesh网络中，隧道建立过程包括如下步骤：

步骤1、如图1所示的Site（节点）接入网络的初始状态示意图；在初始状态下，各Site都接入到网络，但彼此之间没有建立隧道。

步骤2、如图2所示的Site向Server注册示意图；在各Site向Server注册的过程中，各Site可以通过注册请求报文和回应报文的交互，获得Hub或Spoke的身份，且在Spoke和Hub之间建立隧道；其中，该Server可以是NHS（对应于NHRP实现的方式）或者VAM Server（对应于VAM实现的方式）。

步骤3、如图3所示的Spoke之间建立direct隧道示意图；在Spoke之间建立direct隧道的过程中，假设Spoke1与PC1相连，Spoke2与PC2相连，当PC1需要发送数据给PC2时，Spoke1向Server发送下一跳解析请求报文，Server将Spoke2注册的公网地址通过下一跳解析响应报文通知给Spoke1，之后Spoke1可以利用Spoke2的公网地址建立到Spoke2的direct隧道。

在所有Spoke之间都建立direct隧道之后，则可以形成一个Full-Mesh网络，如图4所示，为Full-Mesh网络的示意图；该网络中包括Spoke和Hub之间的隧道以及Spoke和Spoke之间的direct隧道；此时，各Spoke之间的数据可以直接通过Spoke之间的direct隧道转发，而不需要通过Hub进行中转。

在Full-Mesh网络中组播数据的转发过程如下：当Spoke相连终端需要发送组播数据时，由于Spoke不知道将组播数据转发给哪些邻居，因此该Spoke只能将组播数据发送给Hub，由Hub将组播数据复制发送给所有已注册在线的Spoke。如图5所示的组播数据发送示意图，Spoke1、Spoke3、Spoke4各自下挂的子网中分别有PC1、PC3、PC4加入组播组MG1；Spoke1收到来自PC1的组播数据后，将组播数据进行单播隧道封装，经过路径1（Spoke1和Hub之间的隧道）发送给Hub；由Hub对组播数据进行复制，并分别发送给Spoke2，Spoke3和Spoke4；Spoke3在收到组播数据后，将组播数据发送给PC3，Spoke4在收到组播数据后，将组播数据发送给PC4；由于Spoke2下挂子网中没有PC加入此组播组，因此Spoke2会丢弃收到的组播数据。

在上述实现过程中，如图6所示的Hub复制转发组播数据示意图，通过Hub复制组播数据并转发给所有非组播源所在的Spoke时，如果上线的Spoke很多并且相连终端都没有加入组播组，则会有大量的组播数据在这些Spoke上被丢弃；当多个Spoke相连终端加入了不同组播组，而且都有组播数据发送时，Hub作为组播数据的复制和中转中心，其负载很大，性能极差。

发明内容

本发明提供一种基于DVPN的组播数据传输方法和设备，以由Spoke利用direct隧道直接发送组播数据，减轻Hub的处理负载。