[發(fā)明專利]PIM-SM源注冊優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110754030.1
• 申請日: 2021-07-04
• 公開（公告）號: CN113489642B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲濤
• 申請（專利權(quán)）人: 芯河半導(dǎo)體科技（無錫）有限公司
• 主分類號: H04L45/24
• 分類號: H04L45/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了PIM?SM源注冊優(yōu)化方法，注冊轉(zhuǎn)發(fā)樹創(chuàng)建流程是：當(dāng)S?DR接收到來自組播源的組播數(shù)據(jù)時(shí)，此時(shí)無任何組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，組播數(shù)據(jù)上送到協(xié)議層進(jìn)行注冊封裝，單播發(fā)送到RP；S?DR發(fā)送注冊報(bào)文時(shí)，監(jiān)聽發(fā)送端口，創(chuàng)建臨時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)T(S,G)，轉(zhuǎn)發(fā)端口為注冊報(bào)文發(fā)送端口；中間的路由器監(jiān)聽注冊報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)，同樣創(chuàng)建臨時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)T(S,G)，轉(zhuǎn)發(fā)端口為注冊報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)端口。本發(fā)明中注冊組播樹創(chuàng)建快速高效，減少了注冊報(bào)文持續(xù)發(fā)送的時(shí)間，減輕了S?DR的注冊處理負(fù)擔(dān)；來自于各個(gè)S?DR的注冊報(bào)文減少，從而極大的緩解RP的處理負(fù)擔(dān)，優(yōu)化了整個(gè)組播系統(tǒng)的性能瓶頸點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及組播路由技術(shù)領(lǐng)域，具體是PIM-SM源注冊優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

PIM-SM是大型網(wǎng)絡(luò)中常用的一種組播路由技術(shù)。其根據(jù)組播接收端的需求進(jìn)行組播數(shù)據(jù)的按需轉(zhuǎn)發(fā)。按照協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，PIM-SM組播轉(zhuǎn)發(fā)路徑的創(chuàng)建分為以下三個(gè)主要階段：

第一階段：RPT的創(chuàng)建。用于創(chuàng)建從組播匯聚點(diǎn)RP到接收端的共享轉(zhuǎn)發(fā)樹RPT。

如圖1所示，S-DR為組播源側(cè)的組播指定路由器，R-DR1和R-DR2為接受端側(cè)的組播指定路由器。接收者1和接收者2通過IGMP協(xié)議向指定路由器R-DR1和R-DR2申請加入特定組播組，觸發(fā)接R-DR1和R-DR2發(fā)起向RP的(*,G)Join消息，并沿途創(chuàng)建(*,G)轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，從而形成從RP到R-DR之間的組播轉(zhuǎn)發(fā)路徑樹，稱為共享樹RPT。組播數(shù)據(jù)到達(dá)RP后，將通過RPT轉(zhuǎn)發(fā)到R-DR1和R-DR2，并最終到達(dá)接收者1和接收者2。

第二階段：組播源注冊。用于創(chuàng)建從組播源到RP的組播轉(zhuǎn)發(fā)路徑，稱為組播源樹。

如圖2所示，當(dāng)S-DR接收到組播源發(fā)送的組播數(shù)據(jù)時(shí)，將觸發(fā)組播注冊源流程，首先由S-DR將原始組播數(shù)據(jù)封裝到注冊報(bào)文中，單播轉(zhuǎn)發(fā)到RP，RP接收到注冊報(bào)文后，向S-DR發(fā)送(S,G)Join消息，并沿路創(chuàng)建(S,G)組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，轉(zhuǎn)發(fā)端口為(S,G)Join消息的接收端口，最終形成從S-DR到RP的組播轉(zhuǎn)發(fā)路徑，稱之為組播源樹。此過程中，S-DR將持續(xù)對所接收的組播數(shù)據(jù)進(jìn)行注冊封裝，單播發(fā)送到組播匯聚點(diǎn)RP。

組播源樹，S-DR除繼續(xù)發(fā)送注冊報(bào)文外，同時(shí)拷貝原始數(shù)據(jù)通過組播源樹轉(zhuǎn)發(fā)到RP。當(dāng)RP接收到原始組播數(shù)據(jù)后，發(fā)送注冊停止消息到S-DR，停止注冊報(bào)文的發(fā)送。至此，后續(xù)的組播數(shù)據(jù)完全通過組播源樹轉(zhuǎn)發(fā)到RP。最后，通過階段一所創(chuàng)建的共享樹RPT組播轉(zhuǎn)發(fā)到接收者。

第三階段：STP切換。用于創(chuàng)建從組播源到R-DR的最短轉(zhuǎn)發(fā)路徑，減少不必要的通過RP的繞行。

如圖3所示，當(dāng)原始組播數(shù)據(jù)到達(dá)R-DR時(shí)，可根據(jù)觸發(fā)條件，發(fā)起到Source的(S,G)Join消息，從而創(chuàng)建從Source到R-DR的最短組播轉(zhuǎn)發(fā)路徑，稱之為SPT。而從RPT到SPT轉(zhuǎn)發(fā)路徑的切換稱之為SPT切換。以圖3為例，組播源到接收者1的最短路徑樹路徑為：組播源-S-DR-R-DR1-接收者1。

而以上過程中，尤其是第二階段的注冊過程，通常硬件無法自動(dòng)封裝注冊報(bào)文，需要上送到協(xié)議層進(jìn)行軟件封裝處理。若需要注冊封裝處理的報(bào)文過多，將對S-DR和SP造成極大的處理負(fù)擔(dān)，從而影響整個(gè)組播系統(tǒng)性能。

如圖4所示的主播注冊機(jī)制時(shí)序圖可以看出，從第一份組播數(shù)據(jù)觸發(fā)注冊過程開始，到S-DR接收到來自于RP的注冊停止消息為止。S-DR與RP之間需經(jīng)過4次的報(bào)文交互(即注冊報(bào)文、(S,G)Join消息、原始組播數(shù)據(jù)、注冊停止報(bào)文交互)過程后，才會停止注冊報(bào)文發(fā)送。交互次數(shù)多，且多為軟件層交互，處理時(shí)間長且不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致長時(shí)間大量的注冊報(bào)文被封裝發(fā)送到RP，增加S-DR注冊封裝的處理開銷的同時(shí)，也更加重了RP對注冊報(bào)文解封裝的處理負(fù)擔(dān)。對于RP，其將面對來自于多個(gè)S-DR的注冊報(bào)文，同時(shí)還要參與組播路由的其他過程處理，本就是組播系統(tǒng)中的性能瓶頸點(diǎn)，過多的注冊報(bào)文無疑將使其處理負(fù)擔(dān)更加嚴(yán)重，從而影響整個(gè)組播系統(tǒng)的穩(wěn)定。