[发明专利]面向点到点的分组交换电信网络中的组播

说明书

本申请是申请日为2002年6月20日、申请号为02815994.2、题为“面向点到点的分组交换电信网络中的组播”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在电信网络中执行组播传输的方法、网络节点、路由器、服务节点和系统。

本发明尤其适用于面向点到点的分组交换电信网络。

背景技术

组播是这样一种服务，它允许发送源将同一数据的一个副本发送到可使该数据送达多个接收方的地址。在组播操作下，网络中任何一条链路上只有一个消息副本传送，而只在路径分叉的地方制作更多的消息副本。从网络的观点来看，组播大大降低了总带宽消耗，因为是在网络中适当点上，而不是在终端系统中复制数据。而且，发送组播消息的服务器只需要管理一个会话。

局域网支持组播已经许多年了。对于其中节点共享公共通信媒体的网络来说，组播是易于支持的。多个主机可以从通信媒体上读取专门编址的分组。

但是，将组播功能扩展到因特网中，就要在网络边缘处引入路由器，以便动态地决定如何转发到达的数据分组。例如，可以根据数据分组的首部中所含的地址以及根据路由器中管理的路由表来进行转发。执行组播寻址，例如使用指示组播组的一个地址的可能性很小。

如果在因特网协议IP网络中采用组播，则称之为IP组播。在IP组播内，组播会话组的成员总数是动态的，这意味着主机可能随时加入和离开。为了使网络上的主机可以表示它们加入或离开某个特定组播组的愿望，存在称之为因特网组播消息协议IGMP。因此，此协议可让系统知道主机当前属于哪个组播组。组播路由器需要此信息来了解要将组播数据分组转发到哪个接口。

IGMP是IP层的一部分，IGMP消息在IP数据分组中传送。IGMP的版本1参见S.E.Deering于1999年8月1日提交的题为“用于IP组播的主机扩展”的RFC 1112，而W.Fenner于1997年11月提交的题为“因特网组播管理协议，版本2”的RFC 2236中描述了版本2。IGMP针对IP版本4进行了开发。在因特网协议IP版本6中，有一个类似的协议，称之为组播侦听发现MLD，其用途与IGMP相同。MLD的第一个版本可参见S.Deering、W.Fenner、B.Haberman于1999年10月提交的题为“IPv6版的组播侦听发现(MLD)”的RFC 2710。但是，MLD中所用的消息对应于IGMP消息。在下文中，将以IGMP为例。显然不限于IGMP，本发明的功能还可采用MLD来实现。

原则上，IGMP使用两个基本消息来完成它的任务，成员报告和成员查询消息，并应用如下的规则。不同版本的IGMP可包含其他消息。

组播路由器定期发送成员查询，以查看任何主机是否仍属于任何一个组。路由器必须向每个接口发送一个查询。查询中的组地址是0，因为对应于每个主机，路由器期望收到来自每个组的主机的响应，其中每个主机含一个或多个成员。还可能发送针对一个特定组而非所有组的成员查询。主机通过如下操作来响应IGMP查询，即对每个仍含有至少一个用户的组发送一个IGMP报告。主机还通过发送成员报告来加入组。

利用通过报告接收到的信息和查询消息，就可建立这样一个表，其接口具有至少一个属于组播组的主机。再接收组播数据之后，路由器将数据通过具有至少一个成员的接口转发出去。

利用IP组播，无需知道发送方是谁或在哪里，接收方便可从它们接收通信业务量，而且发送方也无需知道接收方是谁。发送方和接收方都不需要关心网络拓扑，因为传送由网络来进行优化。通过IP组播的信息分发基于主机的分层连接，如组播传递树。已经提出了多种用于构建组播分发树的算法，例如生成树(spanning tree)、共享树(shared-tree)、基于源的树(source-based tree)、基于核的树(core-basedtree)。对应算法的说明可参见O.Hersent、D.Gurle、D.Petit所著的“IP技术：基于分组的多媒体通信系统”(Addison Wesley，Harlow，2000)。在建立组播传递树之后，通过IP组播路由选择协议来完成信息分发。对应IP组播路由选择协议的详细说明可以参见上述文献。