專利名稱：在基于802.1q VLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于VLAN組播技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及在基于802. lq VLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播 的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在基于以太網(wǎng)技術(shù)組建的接入網(wǎng)中，例如采用千兆以太網(wǎng)光纖到樓+百兆交換機(jī)端口到 戶的接入方式，或者采用千兆以太無源光網(wǎng)絡(luò)(GEPON)光纖到戶的接入方式，如果需要對IP (Internet Protocol,網(wǎng)際協(xié)議)組播業(yè)務(wù)的支持，通常的做法是在局端的接入控制路由器 端口上進(jìn)行多個(gè)VLAN (Virtual Local Area Network,虛擬局域網(wǎng))的組播數(shù)據(jù)復(fù)制，即組 播虛擬局域網(wǎng)注冊技術(shù)(Multicast VLAN Registration, MVR)。
在這種實(shí)現(xiàn)方案中，通過將每個(gè)終端設(shè)備的用戶網(wǎng)絡(luò)端口分配到一個(gè)單獨(dú)的VLAN中，可 以利用VLAN將組播業(yè)務(wù)用戶進(jìn)行隔離。當(dāng)終端用戶有組播業(yè)務(wù)請求到達(dá)位于接入網(wǎng)上聯(lián)的接 入控制路由器時(shí)，在接入控制路由器下行連接的接入網(wǎng)端口上，利用MVR技術(shù)將該用戶請求 組播組的IP組播數(shù)據(jù)復(fù)制到該用戶所在的VLAN中，即將組播數(shù)據(jù)的VLAN標(biāo)簽值設(shè)置為該終 端用戶所在的VLAN，并通過接入網(wǎng)將該組播流向下推送給該終端用戶。由于所有的終端用戶 通過VLAN進(jìn)行了隔離，因此其他終端用戶申請的組播組數(shù)據(jù)，由于不在本終端用戶所屬的VLAN 中，因此不會被本終端用戶所接收到。從而保證每個(gè)終端用戶只接收到自己需要的組播組數(shù) 據(jù)。
但是該方案由于在接入控制路由器端口上將一個(gè)組播流復(fù)制到多個(gè)VLAN中，形成多個(gè)組
播流，即使兩個(gè)不同的終端用戶需要接收同一套組播流，在接入網(wǎng)中也會有兩套內(nèi)容相同的 組播數(shù)據(jù)流在不同的VLAN中同時(shí)存在。這樣會大量浪費(fèi)接入網(wǎng)的帶寬資源。這與采用組播技 術(shù)可節(jié)省帶寬資源的初衷背道而馳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在IEEE (基于電氣和電子工程師協(xié)會)802. lq VLAN技術(shù) 的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的方法和裝置。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種在基于802.1q VLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的方法，包括以下步驟
1) 上行數(shù)據(jù)處理步驟終端用戶的上行數(shù)據(jù)包進(jìn)入接入網(wǎng)終端設(shè)備的UNI 口后，終端設(shè)
備首先捕捉上行數(shù)據(jù)中的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文，并據(jù)此建立和維護(hù)一張組播組地址記錄表，以 記錄本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請加入的組播組；然后將IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文中的原來具 有的UNI端口的VLAN標(biāo)簽值替換為統(tǒng)一的組播VLAN標(biāo)簽值，然后將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替換的 IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文繼續(xù)向上轉(zhuǎn)發(fā)；
2) 下行數(shù)據(jù)處理步驟首先分析下行的數(shù)據(jù)中哪些是具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所述組播組地址記錄表，過濾掉非本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請的組播數(shù)據(jù)；然后將組播數(shù)據(jù)中的組播VLAN標(biāo)簽值替換為UNI端口的 VLAN標(biāo)簽值，再通過UNI端口將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替換的組播數(shù)據(jù)向下轉(zhuǎn)發(fā)。
一種在基于802.1q VLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的裝置，包括
上行IGMP/MLD協(xié)議包抓包引擎模塊用于捕捉上行數(shù)據(jù)中的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文，并據(jù)
此建立和維護(hù)一張組播組地址記錄表，以記錄本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請加入的組播
組；
上行數(shù)據(jù)802. lqVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊用于將所述捕捉的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文中的原 來具有的UNI端口的VLAN標(biāo)簽值替換為統(tǒng)一的組播VLAN標(biāo)簽值，然后將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替換 的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文向上轉(zhuǎn)發(fā)；
下行數(shù)據(jù)分析引擎模塊:用于分析下行的數(shù)據(jù)中哪些是具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)；
下行數(shù)據(jù)802. lqVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊當(dāng)發(fā)現(xiàn)具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)時(shí)， 根據(jù)所述組播組地址記錄表，過濾掉非本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請的組播數(shù)據(jù)；再將 需要的組播數(shù)據(jù)中的組播VLAN標(biāo)簽替換為UNI端口的VLAN標(biāo)簽值，并通過UNI端口將經(jīng)過 VLAN標(biāo)簽替換的組播數(shù)據(jù)向下轉(zhuǎn)發(fā)。
本發(fā)明利用802. lq VLAN標(biāo)簽的替換技術(shù)，將原本需要在多個(gè)VLAN中進(jìn)行發(fā)送的組播數(shù) 據(jù)，歸并到統(tǒng)一的一個(gè)組播VLAN中進(jìn)行發(fā)送，從而解決了 MVR技術(shù)浪費(fèi)接入網(wǎng)帶寬資源的缺 陷。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖l為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明在接入網(wǎng)中支持組播業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種在基于802.1q VLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的方法，包括以下步驟
1) 上行數(shù)據(jù)處理步驟終端用戶的上行數(shù)據(jù)包進(jìn)入接入網(wǎng)終端設(shè)備的UNI 口后，終端設(shè) 備首先捕捉上行數(shù)據(jù)中的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文，并據(jù)此建立和維護(hù)一張組播組地址記錄表，以 記錄本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請加入的組播組；然后將IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文中的原來具 有的UNI端口的VLAN標(biāo)簽值替換為統(tǒng)一的組播VLAN標(biāo)簽值，然后將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替換的 IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文繼續(xù)向上轉(zhuǎn)發(fā)；
2) 下行數(shù)據(jù)處理步驟首先分析下行的數(shù)據(jù)中哪些是具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所述組播組地址記錄表，過濾掉非本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請的組播數(shù)據(jù)；然后將組播數(shù)據(jù)中的組播VLAN標(biāo)簽值替換為UNI端口的 VLAN標(biāo)簽值，再通過UNI端口將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替換的組播數(shù)據(jù)向下轉(zhuǎn)發(fā)。
—種在基于802.1qVLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的裝置，如圖1所示，位于終端 設(shè)備上，其包括上行數(shù)據(jù)方向的兩個(gè)數(shù)據(jù)處理引擎模塊 一是上行IGMP/MLD協(xié)議包抓包引 擎模塊，二是上行數(shù)據(jù)802.1qVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊；下行數(shù)據(jù)方向的兩個(gè)數(shù)據(jù)處理引擎模 塊 一是下行數(shù)據(jù)分析引擎模塊，二是下行數(shù)據(jù)802.1qVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊，其中，
上行IGMP/MLD協(xié)議包抓包引擎模塊，用于當(dāng)終端用戶(例如IPTV機(jī)頂盒)的上行數(shù)據(jù) 包(原始的上行以太網(wǎng)數(shù)據(jù))進(jìn)入用戶網(wǎng)絡(luò)接口 (UNI)后，捕捉所有上行數(shù)據(jù)中的IGMP/MLD 協(xié)議報(bào)文，并據(jù)此建立和維護(hù)一張組播組地址記錄表，已記錄本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶 申請加入的組播組。同時(shí)將這些上行數(shù)據(jù)(具有UNI端口 VLAN標(biāo)簽的IGMP/MLD協(xié)議包)，傳 送給所述上行數(shù)據(jù)802. lqVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊，此時(shí)IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文仍然具有UNI端 口的VLAN標(biāo)簽值；
上行數(shù)據(jù)802. lqVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊，用于將IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文中的原來的UNI端 口的VLAN標(biāo)簽值替換為統(tǒng)一的組播VLAN標(biāo)簽值，然后再通過上聯(lián)端口 (UPLINK)將已經(jīng)經(jīng) 過VLAN標(biāo)簽替換的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文(具有組播VLAN標(biāo)簽的IGMP/MLD協(xié)議包)向上轉(zhuǎn)發(fā)； 由于接入網(wǎng)上行的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文(即經(jīng)過處理后的上行以太網(wǎng)數(shù)據(jù))全部具有統(tǒng)一的組 播VLAN標(biāo)簽值，因此在接入控制路由器上下發(fā)的組播數(shù)據(jù)也全部在組播VLAN中；
下行數(shù)據(jù)分析引擎模塊，用于分析下行的數(shù)據(jù)(原始的上行以太網(wǎng)數(shù)據(jù))中哪些是具有 組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)時(shí)，將根據(jù)本設(shè)備上 的所述組播組地址記錄表，過濾掉非本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請的組播數(shù)據(jù)。只保留 該設(shè)備下終端用戶申請的組播數(shù)據(jù)，同時(shí)將這些組播數(shù)據(jù)交給所述下行數(shù)據(jù)802. lqVLAN標(biāo)簽
替換引擎模塊進(jìn)行進(jìn)一步處理；
下行數(shù)據(jù)802. lqVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊，用于將組播數(shù)據(jù)中的組播VLAN標(biāo)簽值替換為 UNI端口的VLAN標(biāo)簽值，然后再通過UNI端口將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替換的組播數(shù)據(jù)(具有UNI端 口 VLAN標(biāo)簽的組播數(shù)據(jù))向下轉(zhuǎn)發(fā)。因?yàn)榻?jīng)過VLAN標(biāo)簽替換的組播數(shù)據(jù)，只具有UNI端口 上的VLAN標(biāo)簽值，因此這些組播數(shù)據(jù)只會通過UNI端口到達(dá)終端用戶，而不會通過終端設(shè)備 上的其他端口再轉(zhuǎn)發(fā)出去。
本發(fā)明利用802.1q VLAN標(biāo)簽的替換技術(shù)，將用戶發(fā)送的組播請求報(bào)文中的VLAN標(biāo)簽， 替換為統(tǒng)一的組播VLAN標(biāo)簽，然后再向上行發(fā)送，這樣可將在不同VLAN中的用戶組播請求 歸并到統(tǒng)一的一個(gè)組播VLAN中。在接入網(wǎng)上聯(lián)的接入控制路由器上，由于只會收到終端用戶 位于組播VLAN中的組播請求，因此只需要將組播數(shù)據(jù)復(fù)制到組播VLAN中，推送給終端用戶。 當(dāng)組播VLAN中的組播流下行到達(dá)接入網(wǎng)的終端設(shè)備上時(shí)，同樣利用802. lq VLAN標(biāo)簽的替換 技術(shù)，結(jié)合IGMP/MLD Snooping的技術(shù)(IGMP snooping,互連網(wǎng)組管理協(xié)議偵聽，IPv4組播 偵聽的技術(shù)，MLD snooping, IPv6組播協(xié)議偵聽，它們?yōu)楝F(xiàn)有技術(shù)，用于解決二層設(shè)備在端 口上過濾該端口不需要的組播數(shù)據(jù)包，防止組播包泛濫，以節(jié)省端口有效帶寬問題。)，根據(jù) 本終端設(shè)備上的用戶申請的組播組，將對應(yīng)的下行組播組數(shù)據(jù)中的組播VLAN標(biāo)簽值，替換為 本終端用戶所屬VLAN的VLAN標(biāo)簽值。這樣就可以保證在該終端設(shè)備上連接的用戶正確接收 到自己申請的組播組數(shù)據(jù)。另外，在利用本方案進(jìn)行接入網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)，終端用戶的VLAN不能設(shè) 置為與組播VLAN相同的值。
采用本發(fā)明后在接入網(wǎng)中支持組播業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)如圖2所示。例如，用戶A和用戶B分別 連接在兩個(gè)終端設(shè)備的UNI端口，用戶A連接的UNI端口VLAN設(shè)置為VLAN2，用戶B連接的 UNI端口 VLAN設(shè)置為VLAN3。設(shè)置接入網(wǎng)采用的統(tǒng)一組播VLAN為VLAN999。
假設(shè)用戶A和用戶B申請相同的組播流1，原本用戶A和用戶B的組播請求會在VLAN2和 VLAN3中分別上行到接入控制路由器，而接入控制路由器會在VLAN2和VLAN3中分別復(fù)制組播 流1的數(shù)據(jù)，推送給用戶A和用戶B。采用本發(fā)明技術(shù)方案的終端設(shè)備能夠?qū)⒉煌琕LAN用戶 的組播請求歸并到同一個(gè)組播VLAN,即VLAN999中，并將下行VLAN999中組播數(shù)據(jù)的VLAN標(biāo) 簽還原為用戶連接的UNI端口的VLAN標(biāo)簽，從而保證在用戶正常申請和獲取組播流的前提下， 將組播帶寬限制在同一個(gè)VLAN中。
通過以上描述的組播VLAN歸并方法和裝置，避免了在接入控制路由器的端口上進(jìn)行組播 流在多個(gè)VLAN中復(fù)制，從而減少了接入控制路由器的組播復(fù)制工作負(fù)荷，減輕了接入控制路 由器的組播性能壓力。同時(shí)也大大節(jié)省了接入網(wǎng)的帶寬資源和VLAN資源。
權(quán)利要求
1、一種在基于802.1q VLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的方法，其特征在于包括以下步驟1)上行數(shù)據(jù)處理步驟終端用戶的上行數(shù)據(jù)包進(jìn)入接入網(wǎng)終端設(shè)備的UNI口后，終端設(shè)備首先捕捉上行數(shù)據(jù)中的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文，并據(jù)此建立和維護(hù)一張組播組地址記錄表，以記錄本設(shè)備UNI口連接的終端用戶申請加入的組播組；然后將IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文中的原來具有的UNI端口的VLAN標(biāo)簽值替換為統(tǒng)一的組播VLAN標(biāo)簽值，然后將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替換的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文繼續(xù)向上轉(zhuǎn)發(fā)；2)下行數(shù)據(jù)處理步驟首先分析下行的數(shù)據(jù)中哪些是具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所述組播組地址記錄表，過濾掉非本設(shè)備UNI口連接的終端用戶申請的組播數(shù)據(jù)；然后將組播數(shù)據(jù)中的組播VLAN標(biāo)簽值替換為UNI端口的VLAN標(biāo)簽值，再通過UNI端口將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替換的組播數(shù)據(jù)向下轉(zhuǎn)發(fā)。
2、 一種在基于802.1qVLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的裝置，其特征在于包括-上行IGMP/MLD協(xié)議包抓包引擎模塊用于捕捉上行數(shù)據(jù)中的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文，并據(jù)此 建立和維護(hù)一張組播組地址記錄表，以記錄本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請加入的組播 組；上行數(shù)據(jù)802. lqVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊用于將所述捕捉的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文中的原來 具有的UNI端口的VLAN標(biāo)簽值替換為統(tǒng)一的組播VLAN標(biāo)簽值，然后將經(jīng)過VLAN標(biāo)簽替 換的IGMP/MLD協(xié)議報(bào)文向上轉(zhuǎn)發(fā)；下行數(shù)據(jù)分析引擎模塊用于分析下行的數(shù)據(jù)中哪些是具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù); 下行數(shù)據(jù)802.1qVLAN標(biāo)簽替換引擎模塊當(dāng)發(fā)現(xiàn)具有組播VLAN標(biāo)簽值的組播數(shù)據(jù)時(shí)，根 據(jù)所述組播組地址記錄表，過濾掉非本設(shè)備UNI 口連接的終端用戶申請的組播數(shù)據(jù)；再將 需要的組播數(shù)據(jù)中的組播VLAN標(biāo)簽替換為UNI端口的VLAN標(biāo)簽值，并通過UNI端口將經(jīng) 過VLAN標(biāo)簽替換的組播數(shù)據(jù)向下轉(zhuǎn)發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在基于802.1q VLAN技術(shù)的接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)組播優(yōu)化的方法及裝置，利用802.1q VLAN標(biāo)簽的替換技術(shù)，將用戶發(fā)送的組播請求報(bào)文中的VLAN標(biāo)簽，替換為統(tǒng)一的組播VLAN標(biāo)簽，然后再向上行發(fā)送，這樣可將在不同VLAN中的用戶組播請求歸并到統(tǒng)一的一個(gè)組播VLAN中。在接入網(wǎng)上聯(lián)的接入控制路由器上，由于只會收到終端用戶位于組播VLAN中的組播請求，因此只需要將組播數(shù)據(jù)復(fù)制到組播VLAN中，推送給終端用戶。本發(fā)明將原本需要在多個(gè)VLAN中進(jìn)行發(fā)送的組播數(shù)據(jù)，歸并到統(tǒng)一的一個(gè)組播VLAN中進(jìn)行發(fā)送，從而解決了原來組播VLAN復(fù)制技術(shù)浪費(fèi)接入網(wǎng)帶寬資源的缺陷。
文檔編號H04L12/28GK101170464SQ20061011753
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者舜 朱, 進(jìn) 李 申請人:上海未來寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心有限公司