[发明专利]一种防止二层组播数据流洪泛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以太网组播技术领域，尤其涉及以太网组播数据保护的方法。

背景技术

因特网组管理协议(Internet Group Management Protocol，IGMP)在主机和路由器之间提供必要的用于组成员关系维护的消息机制。

当组播主机希望加入指定的组播组并且开始接收组消息时，它们就发送IGMP消息以通知本地的组播路由器。路由器通过IGMP获得主机的信息，并在每一个端口上维护与该端口直接相连的组播组成员关系表。主机也可以用IGMPv2(Internet Group Management Protocol Version 2)定义的一些扩展消息机制向本地的组播路由器发送消息，例如可以发送IGMPv2离开组消息表示主机希望离开IP组播组，对接收组播组消息不再感兴趣。

现在大多数的网络设备都使用IGMPv2标准，下面就图1、图2和图3简单说明主机通过IGMPv2加入和离开组播组的过程。

首先是加入过程，如图1所示，成员加入一个组播组不用等待路由器发出成员关系查询报文时再响应加入，可以直接发送一个IGMPv2成员报告消息就可以直接加入这个组了，这样在组内没有其它成员的情况下缩短了主机加入组播组的延迟。

其次是离开过程，离开过程还要分两种：

第一种如图2所示，主机1离开组播组的步骤如下：

(a1)主机1向组播组路由器(224.0.0.2)发送IGMPv2离开组消息以便通知子网中的所有路由器它正在离开组；

(a2)IGMP查询路由器(本例中假定为三层交换机)收到来自主机1的离开组消息，则发送一个特定组查询消息以确定当前子网中，该组是否还有主机为接受者；

(a3)由于主机2仍然是组224.1.1.1的成员，因此它收到该特定组查询消息后，对IGMPv2特定组查询消息做出响应，以便通知子网中的路由器仍有组成员存在。

第二种如图3所示，主机2是组224.1.1.1的最后一个成员，现在主机2也想离开组，主机2离开组的步骤如下：

(b1)主机2向组播组路由器(224.0.0.2)发送IGMPv2离开组消息，以便通知子网中的所有路由器它正在离开组；

(b2)路由器(本例中假定为三层交换机)收到主机2发送的离开IGMPv2组消息，并且发送特定组查询消息以便确定当前子网中是否有主机属于224.1.1.1；

(b3)由于现在在子网中已经没有一个组224.1.1.1的成员了，因此没有主机对于该特定组查询消息作出响应，路由器则删除该端口相连的组播组成员关系表。

在上述的加入过程之后和最后一个用户离开之前，三层交换机生成接入端口的VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)ID和组播媒体接入控制MAC地址到收到该IGMPv2加入报文的物理端口的映射关系表，然后根据上述映射关系表进行组播报文的转发，然而在第一个用户加入之前和最后一个用户离开之后三层交换机是没有维护这个组播组的成员关系表的，这个时候如果VLAN内收到一个这样的组播数据包是应该被洪泛，还是被丢弃？首先可以知道的是这样的组播数据包不能轻易的被丢弃，因为在现实网络中，很多协议报文用的都是组播的MAC地址，例如OSPF协议报文的目的MAC地址是0x01005e000005，这样的组播报文是不会有对应的组播组成员关系表的，但是这样的报文是不能被丢弃的，必须要被洪泛，如图4所示，三层交换机在两个路由器之间做二层透传，两个路由器都起OSPF(OpenShortest Path First)通告路由，这样三层交换机就做了一个透传OSPF协议包的作用，这个时候组播数据包是必须被洪泛的。

那么，在没有用户发送IGMPv2加入消息加入组播组前或者全部用户都离开组播组后，组播数据在VLAN中洪泛，如图5所示，当没有任何用户发IGMPv2加入消息的时候，三层交换机不形成任何组播组成员关系表，收到组播数据包后，组播数据在VLAN中洪泛；当组播组中最后一个用户发送IGMPv2离开消息后，三层交换机把对应组播组成员关系表的成员端口删除，由于是最后一个用户离开了，所以还要继续删除这个组播组成员关系表，这样，收到组播数据包后，组播数据流又在VLAN中洪泛了。

当有一个用户要加入组播组并发送IGMPv2加入消息后，三层交换机形成对应的组播组成员关系表，并把这个用户端口加到成员关系表的出端口中，这样组播数据包就能正常转发到这个端口上，组播数据不会在VLAN中洪泛。