[发明专利]IP网络中基于虚拟分发网的多播传送方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机通信技术领域，特别涉及IP网络中的多播(Multicast)传送方法。

背景技术

多播是一种有效的点到多点或多点到多点传送方法。目前，IP网络中提供的主要业务，如信息检索，电子邮件，即时通信等，都是建立数据包的单播传送(即点到点传送)技术之上。而许多新兴的业务，如Internet电视(即IPTV)、大型网络会议、大型分布式仿真等，涉及到大量计算机的同时交互，如果仍然采用单播，将浪费大量网络带宽资源，并且性能难以保证。而多播提供了一种有效的点到多点以及多点到多点传送机制，是这些业务顺利开展的关键。

为了支持IP网络上的多播，人们提出了许多方案，其中目前得到应用的方案主要有两种：IP多播和应用层多播。但是，IP多播存在一系列部署和应用上的难题：如不具备可渐进部署的能力，多播业务的不可管理和控制，域间多播不具备可扩展性等等，这些问题限制了IP多播的大规模部署及应用。另一方面，应用层多播又难以满足未来多播业务的需要，如对高速实时视频广播业务的支持。因此，仍然需要研究新的网络层多播方法。

针对现有IP多播方案存在的问题，本专利的发明人提出了一种“IP网络中基于虚拟分发网的多播传送方法”并申请专利(申请号为200710099365.4)。这种方法如下：首先，在网络中为每个多播会话建立一个虚拟分发网；所述的虚拟分发网由IP网络中的多个节点通过虚链路连接而成，其中，该节点包括参与多播会话的所有用户主机和选定的其他节点；由虚链路连接的两个节点互称为对方的虚邻居；该虚拟分发网具有一个唯一的IP地址标识，用来区分一个IP网络中的多个虚拟分发网；虚拟分发网上的每个节点建立并维护一个分发表，其中每个表项至少包括：虚拟分发网的标识、虚邻居列表、控制数据包在虚邻居之间的转发权限标志集合；然后，在虚拟分发网中，发送主机发送业务数据时，将接收主机的IP地址设置为虚拟分发网的IP地址标识；虚拟分发网上的每个节点对IP数据包进行分发，直到IP数据包被传送到虚拟分发网中的所有接收主机。上述专利发明具有许多优点，如支持网络层多播的逐步部署、更好地适应网络结构的动态变化、支持多播数据包的双向传送，并提供了一种简单有效的多播传送控制方法。这些优点有利于网络层多播的部署。

但是，上述多播方案存在一个问题：分发表的配置存在可扩展性方面的问题，这主要是由于采用转发权限标志集合来控制多播数据包的传送引起的。正如在该专利(申请号为200710099365.4)的实施方案中所描述的，每个转发权限标志集合可用一个N×N的矩阵来表示，其中N是当前节点在虚拟分发网上的虚邻居的个数，当该虚邻居的个数较少时，对转发权限标志集合的配置比较简单，当虚邻居的个数较多时，则需要配置大量的转发标志，并且该转发权限标志集合也将占用较多的存储空间，例如，当N＝20，则需要配置20×20＝400个标志，一个表项中光转发权限标志所占用的存储空间就大于50个字节，如果N的数目为30，则需要配置30×30＝900个标志，一个表项中光转发权限标志所占用的存储空间就大于110个字节。当虚拟分发网的规模非常大时(比如上万个节点)，无论是通过手工方式还是通过协议来配置这些节点上的分发表均较为复杂，因此，基于转发权限标志集合的虚拟分发网存在扩展性问题。

此外，还需要添加一定的机制来保证转发权限标志集合的正确性。转发权限标志集合是引导着多播数据包从发送用户主机到达所有接收用户主机，当转发权限标志配置是正确的，那么多播数据包能够正确传送，但是，如果转发权限标志集合在配置上出现问题，则会导致多播数据包的传送故障，例如出现回环(Loop)，即数据包在网络中被反复传送。因此，在该传送方法上还需添加额外的机制，以保证转发权限标志集合配置的正确性。

为了解决上述两个问题，我们需要研究新的虚拟分发网结构以及基于这种虚拟分发网的多播传送方法。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出了一种简化的虚拟分发网结构以及新的基于这种虚拟分发网的多播传送方法，该方法在维持原有方法优点的基础上，进一步简化了虚拟分发网的配置过程，有利于支持大规模的多播应用并保证多播数据包的正确传送。