[发明专利]一种组播保护方法

说明书

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，特别涉及一种组播保护方法。

背景技术

在网络各种数据、音频/视频应用中，当需要将一个节点的信号传送到多个节点时，无论是采用重复点对点通信方式，还是采用广播方式，都会严重浪费网络带宽，只有组播才是最好的选择。组播能使一个或多个组播源把数据包发送给特定的组播组，而只有加入该组播组的主机才能接收到组播源发来的信息。组播的优点在于它能够向一组目的节点高效快速地传送信息。

而在常规的组播中，数据按组播树转发，因此单个节点的故障就会影响到故障点以下的所有成员。传统的组播保护有两种：一个是链路保护，它对于组播树中每条链路都建立一个与之相关的备份链路；另一个是路径保护，它从源节点到目的节点建立一条与原路径节点无关的备份路径。但是第一种方法耗费资源，因为每相邻两个节点之间都必须有备份路径；第二种方法建立的备份路径过长，导致切换时间相应的增大。传统的冗余树构成方法的具体如下：首先确定一个包含源点的环，按逆时针方向去掉与源点相连的最后一边形成A树，再按顺时针方向去掉最后一边形成C树。为A中每个节点设置一个权值，权值的大小以加入A中的顺序单调递减，此环的全部节点组成集合M1，之后确定始点和终点都在M1上的通道，通道上节点的权值设置介于始点和原来M1中小于起始点的最大的点的权值之间，且其上各个点的权值要按照顺序递减。按照逆时针方向将通道上的最后一条边去掉，然后把它加到A树上以形成新的A树，将通道按顺时针方向去掉最后一边加入C树以形成新的C树，把新的节点加入到M1中形成M2。按照这样计算方法，将所有的节点都加入到了两种树中，最后称A是组播树，C是备份树。此种方法虽然简单，但是一个节点发生故障，整个组播树结构都要发生变化，势必需要较长的时间进行切换。

发明内容

本发明的目的是解决网络现有的组播保护方法存在的问题，提出了一种组播保护方法。

本发明的技术方案是：一种组播保护方法，包括：

步骤1.建立拓扑矩阵，根据组播成员的信息找到特殊节点，包括源节点、叶子节点和分支节点，将特殊节点按照组播树结构进行分级，源节点为一级节点，依次对其它特殊节点分级，并且将特殊节点按照从上到下从左到右重新标号，去掉拓扑矩阵中源节点到第一个分支节点之间的所有非特殊组播组节点，查找并计算出源节点到第一个分支节点之间的不包含组播成员节点的最短路径P₀；

步骤2.继续去掉拓扑矩阵中第一个分支节点到下一级特殊节点之间的所有非特殊组播组节点，计算第一个分支节点到下一级特殊节点的最短路径P_1，i、P_1，i+1...P_1，m，作为通道1i、1(i+1)...1m，其中i到m为二级特殊节点从左到右的新标号，如果在分支节点与下一级特殊节点之间找不到新的路径，则将这两个节点间的最短路径赋值为∞；

步骤3.继续去掉拓扑矩阵中第二级中的分支节点到下一级特殊节点之间的所有非特殊组播组节点，计算这个分支节点到下一级特殊节点的最短路径P_2，j、P_2，j+1...P_2，n，作为通道2i、2(j+1)...2n，其中，j到n为三级特殊节点从左到右的新标号；

步骤4.按照步骤3中的操作，依次在剩下的分支节点与其对应的下一级特殊节点之间查找不包含组播成员节点的最短路径；

步骤5.计算最后一个特殊节点形成的通道，构造组播树和备份树。

步骤5中构造备份树和组播树的具体过程如下：

步骤51.源节点到第一个分支节点的最短路径P₀和源节点到第一个分支节点的树干构成第一个环，根据冗余树构成算法，形成组播树和备份树；

步骤52.第一个分支节点到其下一级特殊节点之间的最短路径P_1，i、P_1，i+1...P_1，m和第一个分支节点到下一级特殊节点之间的树干构成第2、3...m-i+1环，根据冗余树构成算法，添加通道1i、1(i+1)...1m到组播树和备份树；

步骤53.直到最后一个特殊节点形成的通道加入备份树和组播树后，所有组播组成员节点均被覆盖到，得到组播树和备份树；

步骤54.对备份树进行优化，将下标右边的标号相同的最短路径进行比较，取两者间较短的路径作为最终的备份路径。