[发明专利]一种二层冗余链路的快速组播切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种IP组播控制技术领域，具体地说是一种二层冗余链路的快速组播切换方法。

背景技术

在使用以太网的接入网络通信中，组播业务（如IPTV网络电视、IP会议电视业务、IP网上课程等）越来越成为一种普遍公众的服务。

图1是一种典型的IP组播体系结构示意，在用户主机与组播路由器之间使用组成员关系协议，如典型的IPv4中的IGMP与IPv6中的MLD，主机通过此协议告诉组播路由器，希望加入并接收某个特定组播组的信息，同时组播路由器通过此协议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态，以建立并且维护路由器直接联网段的组成员关系信息；同时为了有效地抑制组播业务流在链路层的扩散，在接入层的网络设备中引入了IGMP Snooping（IGMP侦听）等组播协议，上述网络设备可以是SOHO Router（家用小型网关）、SWITCH（交换机）等形式，它们通过监听或拦截用户主机向组播路由器发送的组播请求报告报文形成组播转发表并根据该表向用户主机提供组播业务复制、分发。

通常，接入层的网络设备一般会有主、备份链路连接到上级网络设备；对于一些关键上级网络设备还会提供相应的备份设备，主、备份链路分别连接到相应的主、备份上级网络设备。在主链路发生故障时，网络接入设备可以切换到备份链路并进一步对主链路所承载的业务进行恢复。

如图2所示，接入交换机通过两个上行链路接口Port1、Port2同时连接到两个上级网络设备SWITCH1和SWITCH2（备份设备），在二层转发网络中，采用二层链路冗余协议使链路备份工作。正常情况下，对应Port1的主链路所连接的SWITCH1处于工作状态，对应Port2的备份链路所连接的SWITCH2处于备份状态，或作单独备份、或作负载均衡分担组播数据流。当SWITCH1故障、主链路物理连接故障、或Port1故障（统称链路故障）时，接入交换机将切换到由备份设备SWITCH2和Port2组成的备份链路进行工作，但SWITCH2并没有SWITCH1上的组播转发信息。如此，即使备份链路连接在很短的时间内得到建立而使链路得以恢复，但主链路上承载的组播数据流并不会立即通过备份链路得到提供。

上述网络环境下，当链路故障发生后，即使链路在很短的时间内得到恢复，如果需要恢复链路故障前的组播业务，接入交换机所接入的用户主机需要重新发送组播加入请求；或通过组播路由器周期周期发送的GMQ（通用组成员查询：General Member Query）查询报文、用户响应查询报文使组播业务得到恢复，其恢复过程如图3。但由于GMQ查询周期时间一般为125秒，并且下级设备或用户在10秒内发生响应报文，所以其组播业务恢复时间较长，该恢复时间一般在链路恢复或备份链路建立后135（125+10）秒内随机分布。

综上所述，在上述网络环境下，虽然可以通过组播路由器周期发送GMQ查询报文使组播业务得以恢复，但是，恢复时间比较随机（135秒内随机分布），而且恢复时间较长，将影响组播业务提供。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二层冗余链路的快速组播切换方法，下游网络设备至少有两条链路与上游网络设备相连，并接收组播数据流。

本发明提供的一种二层冗余链路的快速组播切换方法，包括如下步骤：

a）下游网络设备通过二层链路冗余协议与上游网络设备间至少建立两条冗余链路，其中主链路端口处于Forwarding状态，正常收发用户数据包，备链路端口处于Discarding状态，不接收和发送任何用户数据包；

b）下游网络设备运行二层组播监听协议，在收到组播请求报文后，向作为组播监听协议路由端口的主链路端口转发，并将其复制从备链路端口以内部数据包形式发送出去；

c）上游网络设备解析所述组播请求报文，形成组播转发表，向下游网络设备的主备链路所连端口转发组播数据流；

d）下游网络设备根据二层组播监听协议将主链路端口收到的组播数据流转发到组播成员端口，将备链路端口收到的组播数据包阻塞在端口处，不做任何处理；

e）下游网络设备进行二层冗余链路的故障检测；

f）一旦下游网络设备在主链路上检测到故障，根据二层链路冗余协议，将备链路端口变为Forwarding状态，并根据二层组播监听协议将备链路端口收到的组播数据流转发到组播成员端口。