[发明专利]一种组播数据流的负载均衡方法、路由设备及网络系统

说明书

技术领域

本发明涉组播技术领域，尤其涉及一种组播数据流的负载均衡方法、路由 设备及网络系统。

背景技术

组播技术是一种点到多点的网络协议(Internet Protocol，IP)传输技术， 允许一个或多个发送者(组播源)同时发送单一的数据包到多个接收者的网络 技术。组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的成员主机才 能接收到数据包。组播技术的基本思想是在离接收者最近的地方才进行复制组 播数据，这样可以极大地节省大量重复数据传输时的网络带宽，组播技术是多 媒体数据通信的主要路由技术之一。

协议无关组播(Protocol Independent Multicast，PIM)协议是目前应用较 为广泛的组播路由协议，其中稀疏模式协议无关组播(Protocol Independent  Multicast-Sparse Mode，PIM-SM)协议是其中主要应用的协议。互联网组管理 协议(Internet Group Management Protocol，IGMP)用于管理组播组的成员关 系，主机通过IGMP协议向邻接的组播路由器通告组播组的成员关系。

PIM-SM/IGMP应用的主要过程包括共享树的建立过程、源树的建立过程、 组播数据分发过程。

如图1所示，PIM-SM协议可以采用共享树进行组播数据的分发，在一棵 共享树中，有一个汇聚点(Rendezvous Point，RP)，RP负责向一个组播组的所 有接收者分发组播数据。当组播源发送组播数据时，数据首先要通过与组播源 直连的第一跳路由器(即路由器A)，送到该汇聚点(即路由器B)，再由这个汇 聚点沿着共享树将组播数据分发到其他接收者。

如何算出一个组地址所对应的RP，是由每台路由器上保存的组-RP映射信 息决定的。组-RP映射信息是PIM-SM协议中非常重要的资源，在同一个 PIM-SM域内，每一台路由器上保存的组-RP映射信息是一致的，给定任何一 个组地址G，通过组-RP映射信息可以计算出唯一的RP地址。

以图1所示的例子说明PIM-SM/IGMP中共享树的建立过程：组播数据接 收者的主机通过发送IGMP加入报文给邻接路由器，收到IGMP加入报文的路 由器也叫最后一跳路由器(路由器C和路由器D)，最后一跳路由器取出IGMP 加入报文中携带的组地址G，再根据本地保存的组-RP映射信息，计算出组地 址G所对应的RP；再向RP逐跳发送PIM(*，G)加入报文，如路由器C和路由 器D分别向路由器B发送PIM(*，G)加入报文，于是就建立了从最后一跳路由 器到RP的一棵分发树也即共享树。

PIM-SM/IGMP中源树的建立过程：组播源S向组播组G发送数据流(S，G)， 第一跳路由器(路由器A)收到第一份组播数据(S，G)，取出组播数据中的组地址 G，再根据本地保存的组-RP映射信息，计算出组地址G所对应的RP，接着向 RP单播注册报文，即向RP通告组播源(S，G)的存在；RP收到注册报文后，就 知道网络内存在组播源(S，G)，于是向组播源逐跳发送PIM(S，G)加入报文，如 图1所示，路由器B向路由器A发送PIM(S，G)加入报文，于是就建立了从RP 到组播源的分发树也即源树。

从图1所示的是每个组播数据接收者只连接着一台路由器的情况，这台路 由器接收并全部处理了来自组播数据接收者的IGMP加入信息；但如果组播数 据接收者连接着一个共享网络，也就是说组播数据接收者连接着多台路由器， 到底该由共享网络内的哪一台路由器接收并处理IGMP加入信息，为了解决这 一问题，PIM-SM协议引入了DR机制。

在PIM-SM的最新协议RFC(Request For Comments，请求注解)4601中 规定：对于连接在共享网络上的所有PIM-SM路由器，需要通过一种简单的选 举机制，选出一台PIM-SM路由器来处理直连主机。这个被选举出来的PIM-SM 路由器，称为DR。

如图2所示，在共享网络1中，有路由器1、路由器2和路由器3连在共 享网络1上，在共享网络1内，通过DR选举机制，选举出路由器3为DR； 类似地，在共享网络2中，选举出路由器6为DR。