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CN1458771A - 一种基于二层交换设备的组播报文转发方法 - Google Patents

一种基于二层交换设备的组播报文转发方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于二层交换设备的组播报文转发方法，该方法首先由二层交换设备从接入端口接收因特网组管理协议(IGMP)报文，判断报文中是否有虚拟局域网(VLAN)头，如果没有，给该报文加上接入端口的虚拟局域网标识(VLANID)构成虚拟局域网头，然后生成接入端口的VLANID和组播媒体接入控制(MAC)地址到收到该IGMP报文的物理端口的映射关系表，以及生成上行端口的虚拟局域网标识和组播媒体接入控制地址到收到该IGMP报文的物理端口的影射关系表，最后根据上述映射关系表进行组播报文的转发；采用上述方案可以解决二层交换设备上行端口收到的不带VLAN头的组播数据报文无法有效转发的问题，可以避免网络资源的浪费。

Description

一种基于二层交换设备的组播报文转发方法
技术领域
本发明涉及通信网络中的报文转发方法，具体地说涉及基于二层交换设备的组播报文转发方法。
背景技术
目前在宽带网络中，用户终端通常会通过二层交换设备接入网络，其中最为常见的二层交换设备是支持802.1Q协议的以太网二层交换机(LANSWITCH)。下面以LANSWITCH为例说明组播报文的转发。所有由LANSWITCH接入网络的用户终端发出的报文都要被加上一个特殊的用于用户终端识别的标记，实际中，该标记通常为虚拟局域网(VLAN：Virtual Local Area Network)标签，此VLAN标签可以唯一标识此用户终端接入LANSWITCH的特定物理接口，即用户从接入端口发来的以太网格式的报文经过该交换机都将加上一个VLAN头以标识用户接入的端口位置。LANSWITCH对于收到的所有报文的转发方法如下：根据报文中的目的MAC地址和VLAN头中的VLANID查找二层转发表，即MAC地址和VLANID到物理端口的映射表，如果找到匹配项，则把报文从相应的物理端口转发出去；如果没有找到匹配项，则把报文向VLAN头中的VLANID对应的所有物理端口进行转发，相当于广播式发送。由于二层转发表是根据报文中的源MAC地址和VLANID以及收到此报文的物理端口来生成的，由于组播MAC地址不能当作标识终端设备的单播MAC地址使用，因此组播报文使用的是根本不会作为源媒体访问控制(MAC)地址出现的组播MAC地址作为报文的目的MAC地址，如果不做特殊处理的话，LANSWITCH无法为组播MAC地址生成二层转发表，LANSWITCH对于组播报文只能采取向所有端口以广播的方式发送，极大地浪费了系统带宽资源并严重影响LANSWITCH的性能。为了改善LANSWITCH对组播报文的处理，LANSWITCH截获用户的因特网组管理协议(IGMP)报文，以收到此IGMP报文的端口的VLAN标识(VLANID)和组播MAC地址生成关于此组播MAC地址的二层转发表，一旦LANSWITCH生成了关于组播MAC地址的二层转发表后，对于后面收到的组播数据报文，就完全可以按照普通报文一样查找二层转发表进行转发，从而避免LANSWITCH对组播报文的广播转发。
由上述LANSWITCH对报文的处理中可以看出，当LANSWITCH收到一个不带VLAN头的报文时会自动的给此报文扩展一个VLAN头，而且这个VLAN头是以收到此报文的端口的VLANID来构造的。当LANSWITCH生成关于组播MAC地址的二层转发表时，其VLANID使用的是收到此IGMP报文的用户侧的接入端口的VLANID，而当LANSWITCH上行端口收到不带VLAN头的组播数据报文时(实际中，组播节目源都在网络侧，组播数据报文都是从LANSWITCH上行端口发过来的)，LANSWITCH会为这个报文加上上行端口的VLANID构成的VLAN头，而用户侧端口和上行侧端口的VLANID是不相同的，因此这将导致生成的关于组播MAC地址的二层转发表对于LANSWITCH上行端口收到的不带VLAN头的组播数据报文毫无作用，LANSWITCH仍会把组播报文当作广播报文处理，根据VLANID对应的物理端口进行转发，仍将浪费大量的网络资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种避免网络资源浪费的基于二层交换设备的组播报文转发方法。
为达到上述目的，本发明提供的基于二层交换设备的组播报文转发方法，包括：
(1)二层交换设备从接入端口接收因特网组管理协议(IGMP)报文；
(2)判断报文中是否有虚拟局域网(VLAN)头，如果有，转步骤(3)，否则给该报文加上接入端口的虚拟局域网标识(VLANID)构成虚拟局域网头；
(3)生成接入端口的虚拟局域网标识(VLANID)和组播媒体接入控制(MAC)地址到收到该IGMP报文的物理端口的映射关系表，以及生成上行端口的虚拟局域网标识和组播媒体接入控制地址到收到该IGMP报文的物理端口的影射关系表；
(4)根据上述映射关系表进行组播报文的转发。
本发明在生成组播二层转发表时使用了LANSWITCH的上行端口的VLANID，增加了一个LANSWITCH的上行端口的VLANID和组播MAC地址到收到此IGMP报文的物理端口的映射关系表，由于在生成组播二层转发表时建立两个转发表：一个转发表中的VLANID使用收到IGMP加入报文的用户侧端口的VLANID，另一个转发表中的VLANID使用LANSWITCH的上行端口的VLANID，从而解决了LANSWITCH上行端口收到的不带VLAN头的组播数据报文无法有效转发的问题，因此采用本发明所述方法转发IGMP组播报文可以避免网络资源浪费。
附图说明
图1是本发明方法的实施例流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
通常，经二层交换设备处理的组播报文有两种：IGMP报文和组播数据报文。这是不同的两种报文，虽然他们都使用组播MAC地址作为目的MAC地址：IGMP报文是用户终端通告网络设备需要某个组播服务的信令控制报文，用户只有在需要和离开某个组播服务时，才会发出相应的IGMP报文，而且IGMP报文的目的MAC地址和相应的组播数据报文的目的MAC地址采用完全相同的组播MAC地址；而组播数据报文才是真正的承载组播服务内容的数据报文。因此，二层交换设备生成组播报文二层转发表需要IGMP报文的参与才可能实现，然后利用二层转发表进行组播数据报文的转发。
为了使二层交换设备能够实现带VLAN头和不带VLAN头的组播报文的非广播式转发，本发明在生成组播二层转发表时多建立一个二层转发表，这样通过两个二层转发表即可实现带VLAN头和不带VLAN头的组播报文的非广播式转发。下面通过以太网二层交换机(LANSWITCH)为例说明本发明。
图1是本发明方法的实施例流程图。按照图1，实现本发明共有5个步骤。首先，LANSWITCH在步骤1，从接入端口接收因特网组管理协议(IGMP)报文，然后在步骤2判断该报文中是否有虚拟局域网(VLAN)头，如果有，转步骤4，否则在步骤3给该报文加上接入端口的虚拟局域网标识(VLANID)构成虚拟局域网头，例如，对于不支持802.1Q协议的用户终端发出的IGMP报文都不会有VLAN头，因此IGMP报文的VLAN头都是由LANSWITCH自动加上的，且是以接入端口的虚拟局域网标识(VLANID)构成的；然后转步骤4；在步骤4，生成接入端口的虚拟局域网标识(VLANID)和组播媒体接入控制(MAC)地址(即IGMP报文的目的MAC地址)到收到该IGMP报文的物理端口的映射关系表，生成该表是传统的LANSWITCH的功能，这样做是为了和传统兼容，因为如果LANSWITCH上连的上层设备支持802.1Q协议时，它可以发出带有接入端口的VLANID的组播数据报文；同时生成上行端口的虚拟局域网标识和组播媒体接入控制地址(即IGMP报文的目的MAC地址)到收到该IGMP报文的物理端口的映射关系表；最后在步骤5，根据上述映射关系表进行组播数据报文的转发。
当LANSWITCH上行端口收到不带VLAN头的组播数据报文时，LANSWITCH会自动为这个报文加上上行端口的VLANID构成的VLAN头，然后LANSWITCH根据报文中的组播MAC地址，即组播数据报文的目的MAC地址和上行端口的VLANID查找二层转发表，由于步骤3已经生成了上行端口的VLANID和相应的组播MAC地址到收到该IGMP报文的物理端口的映射关系表，LANSWITCH把组播数据报文直接转发到这个物理端口，保证了发出IGMP报文的用户能够收到组播数据报文，获得组播服务。

Claims (2)

1、一种基于二层交换设备的组播报文转发方法，包括：
(1)二层交换设备从接入端口接收因特网组管理协议(IGMP)报文；
(2)判断报文中是否有虚拟局域网(VLAN)头，如果有，转步骤(3)，否则给该报文加上接入端口的虚拟局域网标识(VLANID)构成虚拟局域网头；
(3)生成接入端口的虚拟局域网标识(VLANID)和组播媒体接入控制(MAC)地址到收到该IGMP报文的物理端口的映射关系表，以及生成上行端口的虚拟局域网标识和组播媒体接入控制地址到收到该IGMP报文的物理端口的映射关系表；
(4)根据上述映射关系表进行组播报文的转发。
2、根据权利要求1所述的组播报文转发方法，其特征在于：所述二层交换设备为二层以太网交换机。
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