[发明专利]一种具有最小时延的组播恢复的方法及其接入设备

说明书

技术领域

本发明涉及IP组播控制技术，尤其指一种实现接入网中具有最小时延组播恢复的方法及其接入设备。

背景技术

组播由于能够有效地实现一点对多点通信，使同一个分组在一个网段中只出现一次，从而节约大量网络带宽，同时使得到达用户终端的分组的时延最短。因此组播技术已经大量用于IPTV网络电视解决方案中。

传统的接入网针对组播业务的网络拓朴结构如图1所示，从BRAS/BNG(宽带远程接入服务器/宽带网关)到用户机顶盒有且只有一条通路，构成一个树形结构。由于一个接入设备/节点上接入大量用户(比如单个接入设备ISAM7302(智能多业务接入平台)可以接入768个用户，此外ISAM还可以构成最大4级的级联系统，其最大容量达16K用户)，因此中间节点或者链路的失效将导致多播业务(比如IPTV等)的中断。如何快速高效地恢复接入网中组播业务，是值得关注的问题。

对于接入网，目前针对单播的常用的保护上联工作链路(up-link)失效的方案有两种，即负载均衡的链路聚合(link aggregation/trunk)方案和基于生成树(STP/RSTP)的方案。它们可扩展支持一定的组播恢复。

链路聚合方案：接入设备通过多条物理线路连接同一个上一级设备，从逻辑上这些链路看成一条链路。负载在这些子链路上均衡，其中一条子链路负载转发IGMP(因特网组播管理协议)消息和组播业务，一旦此子链路失效，所有业务(包括组播业务)将重新在这个聚合链路(trunk)的剩余可用子链路进行业务均衡。在接入设备上的转发表不用发生任何变化。

生成树方案：对于使用生成树协议的二层网状网，组播业务的恢复一般是在生成树重构之后通过组播查询和组播报告等重建组播业务。

此外，现有还提出了一种组播业务快速恢复方法(不妨称为基于链路恢复的组播报告恢复方案)，分为三步：(1)链路故障检测和链路恢复；(2)链路恢复之后，接入设备主动向原备份链路对端设备发出组播请求报文；(3)对端设备解析请求报文，提高组播数据流给接入设备。

当前存在的保护上联工作链路的方案没有充分考虑组播的特殊性，不利于组播业务的快速恢复。因为这些方案是尽快给失效链路找到备份的物理链路，从物理上保证连接性，而与失效链路相连的设备上的组播转发表需要重新通过IGMP snooping等手段重构，效率低。

图1所示的针对组播的网络结构方案即使使用了链路聚合，也不能解决接入设备的上联链路失效或上一级设备失效情况。

而使用快速生成树协议的二层网状网，当一个端口被使能或者被阻塞时，其设备(运行IGMP proxy的设备)上处于活动状态的非路由器端口会发出组播常规查询消息(注意：如果仅仅运行IGMP snooping的设备，不会有组播常规查询消息)，用以加快网络的汇聚时间，这所需的时间相当长，显然不利于组播业务的快速恢复。由于组播常规查询消息查询周期时间一般是125s，并且下级设备或用户在10s内发生响应报文，所以在链路恢复或备份链路建立后，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)s内随机分布。

而基于链路恢复的组播报告恢复方案，仍然具有以下不足：

(1)接入设备在通过STP/RSTP等方式重新使链路恢复或备份链路建立后，向上一级报告组播请求报文，但运行STP的网络中断恢复时间为30-60s之间，而RSTP(快速生成树算法，IEEE802.1w)作为STP的升级，能将网络中断恢复时间缩短到1-2s。但仍然没有降至次毫秒级，这对于组播业务的开展不利。

(2)没有考虑IPv6的网络环境。

(3)没有考虑接入设备可能只维护了组播组的对应MAC信息，而没有对应IP组播地址信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现接入网中具有最小时延组播恢复的方法及其接入设备，以使得基于组播的业务具有更高的可靠性。

本发明所提供的一种具有最小时延的组播恢复的方法，第一接入设备(A1)通过工作链路、备份链路分别连接于若干上一级网络设备(S1、A2)，包括下列步骤：

(1)当第一接入设备(A1)监测到工作链路失效，其在不用等待重新构建二层生成树的前提下，操作如下步骤：

(a)根据当前组播转发表信息，该第一接入设备(A1)立即通过其备份端口主动给备份链路所连的另一个新的上一级设备(A2)报告该第一接入设备(A1)感兴趣的组播信息；

(b)第一接入设备(A1)根据当前组播转发表信息，构造组播流入端口为原来的备份端口的新组播转发表；