[发明专利]一种组播快速切换的方法、系统和三层网络设备

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种组播快速切换的方法、系统和三层网络设备。

背景技术

目前随着网络电视(IPTV)、视频会议等业务等开展，组播业务在现有网络上越来越受到广泛的应用，鉴于网络业务的健壮性，网络构建时要求在核心层进行链路备份或设备备份，这样当一个链路失效或一台设备实现后，能够切换到另一个链路或另一台设备上从而不影响原来的业务。

图1为一种常用的网络架构，如图1所示，位于核心层的三层交换机即交换机B和交换机C互为备份，使能虚拟路由冗余协议(VRRP，VirtualRouter Redundancy Protocol)、生成树协议(STP，Spanning Tree Protocol)、组播路由协议、互联网组管理协议(IGMP，Internet Group ManagementProtocol)、组播监听发现协议(MLD，Multicast Listener Discovery)等，位于数据中心接入层的交换机A和位于用户接入层的交换机D是二层交换机，使能二层组播路由协议、STP协议等。

在上述网络架构中，通过配置组播路由协议，使得组播流从组播源经由交换机A、交换机B、交换机D最终到达接收端。由于在虚拟局域网(VLAN)中已经运行了STP，当交换机B和交换机D之间的链路发生故障之后，交换机B会将自身中故障链路所对应的端口即BD端口设为阻塞状态，而将BC端口从阻塞状态设置为转发状态，从感知链路故障到完成端口设置的时间很短，通常仅需要约200ms～2s的时间。然而，完成该端口设置后，组播流并不能立即从组播源经由交换机A、交换机B、交换机C、交换机D的链路到达接收端，因为该新的链路的转发表尚未形成。该新的链路的转发表形成过程需要经历以下过程：交换机B所在VLAN的查询器在该VLAN中发送查询报文，用于查询VLAN中可用的链路，接收端接收到该查询报文后回复查询报告报文，该查询报告报文经历的链路为经由交换机D、交换机C、交换机B，如果交换机B为该VLAN中的指定路由器(DR)，则交换机B根据该查询报告报文建立该新的链路的转发表项。

然而，由于查询器发送查询报文是周期性的，且时间间隔固定为60s，因此，在端口设置完成后可能会等待较长的时间查询器才会发送查询报文，导致在链路故障后需要延迟较长时间才能够建立新的链路转发表项，在这段延迟时间内造成组播业务的不连续。

为了解决这一问题，现有技术中主要提供了两种解决方案，其一，是将查询器发送查询报文的时间间隔缩小，例如，缩小至5s，但是这会增加VLAN中查询报文的流量，相应地也会增加VLAN中查询报告报文的流量，会给各交换机的处理性能造成很大的压力。其二，是在交换机上预先配置所有端口的转发表项，这样，当其中BD端口设置为阻塞状态，BC端口设置为转发状态后，能够立即使用BC端口对应的转发表，而无需通过查询报文的发送来建立新的链路转发表，但是，预先在交换机上配置所有端口的转发表需要预先知道组播业务所使用的组播组，配置工作十分复杂。可以看出，现有技术的两种解决方案均不能合理地缩小组播切换的时间从而提高组播业务的连续性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种组播快速切换的方法、系统和三层网络设备，以便于合理地缩小组播切换的时间，从而提高组播业务的连续性。

一种组播快速切换的方法，该方法包括：

在组播业务的虚拟局域网VLAN中，如果查询器所在的三层网络设备通过周期性发送桥协议数据单元BPDU检测到以自身为根桥的生成树拓扑结构发生变化时生成拓扑变化通知桥协议数据单元TCN BPDU，或者接收到TCN BPDU，则在该VLAN中发送查询报文；

该VLAN中作为指定路由器DR的三层网络设备根据接收端在接收到查询报文后发送的查询报告报文，形成链路转发表，并将组播流切换至该链路转发表所对应的链路上进行发送。

一种三层网络设备，该三层网络设备包括：查询触发单元和查询器；

所述查询触发单元，用于在该三层网络设备通过周期性发送桥协议数据单元BPDU检测到以该三层网络设备为根桥的生成树拓扑结构发生变化时生成拓扑变化通知桥协议数据单元TCN BPDU，或者接收到TCN BPDU时，向所述查询器发送触发通知；

所述查询器，用于接收到所述触发通知后，在该三层网络设备所在的VLAN中发送查询报文。

一种组播快速切换的系统，该系统包括查询器所在的三层网络设备和作为指定路由器DR的三层网络设备；