专利名称：控制以太城域网中多点传送传输的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在提供除以太城域网(E-MAN)中的住宅区互联网接入之外的多点传送服务时，通过在使用多点传送路由器时结合互联网组管理协议(IGMP)探听防止出现多点传送传输的重复，控制不同服务提供商的多点传送传输和改进带宽效率。
背景技术：
所有类型的局域网(LAN)均符合IEEE 802标准，并且可以和介质访问控制(MAC)桥接器连接在一起。各种LAN可以被组合在一起以构成虚拟LAN(VLAN)。VLAN组由包括彼此可以物理分离的用户的逻辑工作组构成。IEEE 802.1Q标准定义了VLAN桥接器的操作，VLAN桥接器允许定义、操作和管理桥接LAN基础设施内的VLAN拓扑。VLAN为工作组的成员提供隐私和安全，并且提供广播域，使得广播传输被保持在VLAN内部。
通过E-MAN，用户高速连接到互联网或公司环境。另外，MAN提供商有机会为其客户方便地提供新服务，例如透明LAN服务(也被称为TLS)。当使用E-MAN为住宅区客户提供例如互联网接入的服务时，需要使用以太VLAN标签提供客户隔离。在E-MAN中，各个客户具有唯一的VLAN标签。以太网分组只被分发到分配有该VLAN标签的客户，即VLAN标签控制以太网中的流量。
VLAN标签被用来为客户提供安全和隔离。可以通过颜色码(即红、黄等等)标识各个VLAN。交换机将各个内部端口与至少一个VLAN颜色标签关联。由于指定LAN上的所有实体均使用对应交换机的相同共享端口，所有这些实体均与分配给该端口的VLAN指定相关。交换机的各个外部端口以类似方式与一或多个VLAN指定相关。为了识别网络中定义的各种VLAN指定，交换机和路由器通常参与VLAN配置协议。
交换机和路由器中的内容可寻址存储器存储将被插入到帧中以允许VLAN功能的标签部分，并且也可以存储优先权信息。标签信息和优先权信息被统称为标签数据。标签信息也包含与标签数据相关的查找数据。各组查找数据最好唯一并且对应于一组标签数据。
多点传送表示发送方通过单次传输将信息发送到一组接收方(多点传送组)。服务器向有关组(即VLAN)或其它多点传送组中的所有用户发送各个数据分组的单个复本。基于网络的多点传送服务允许服务器和其它数据源发送单独分组，所述分组由诸如路由器或交换机的网络设备自动复制和分发。
在典型的以太LAN中，使用所谓的互联网组管理/成员资格协议(IGMP)探听达到多点传送传输的带宽效率。现有技术的系统探听单个用户的数据以识别正参加具体多点传送组的用户，用户需要的服务质量和其它参数，以便建立多点传送过滤。
IGMP探听的执行与VLAN标签的使用无关。使用IGMP和协议独立多点传送(PIM)实现网际协议(IP)多点传送传输的组管理。通过发送以组的多点传送地址为目的IP地址的IGMP报告消息，客户申请到该组。这个消息被第一转发段上行路由器或服务器接收，并且触发PIM以通知上行多点传送路由器或服务器，从而建立多点传送树。
对于图1所示的E-MAN，在上行注册期间，客户1、2向宽带远程访问服务器(BRAS)9或边缘路由器9分别发送IGMP报告3、4或参加消息3、4，并且在到达其目的地之前经过城市接入结点5和若干以太网交换机8。为了保持E-MAN中的带宽，交换机8探听IGMP分组6、7，并且使用这些分组6、7中的信息确定哪个分段应当接收送往组地址的分组。这防止在与多点传送流无关的端口1、2上发送多点传送分组下行流。
然而使用VLAN标签会影响E-MAN中多点传送的操作。由于每个客户1、2具有唯一的VLAN标签，在E-MAN的入口点，即BRAS9或边缘路由器9上多点传送传输6、7发生重复。于是，如果连接到E-MAN的多点传送路由器9或服务器9接收具有不同VLAN标签的IGMP参加消息3、4，它发送所有这些VLAN的多点传送传输。这表明，通过交换机12从BRAS9或服务器9向城市接入结点5和客户1、2下行发送重复的传输，即具有不同VLAN标签的多个以太网帧10、11，这缺乏带宽效率。
因此，提供除住宅区互联网接入之外的多点传送服务产生了带宽效率问题。
发明内容
本发明的方法和装置涉及在城市接入结点上引入多点传送传输的单独VLAN标签，被称作多点传送VLAN标签，其中各个BRAS或边缘路由器必须针对其下行多点传送传输使用多点传送VLAN标签，并且当与IGMP探听结合使用时，多点传送VLAN标签通过分离不同服务提供商的多点传送传输并且防止多点传送传输的重复来提供带宽效率。
在本发明的一个实施例中，控制以太网中的多点传送传输的方法包含在以太网的城市接入结点上为从端口向接入服务器或边缘路由器上行发送的多点传送消息分配多点传送VLAN标签，使得多点传送VLAN标签与对应的接入服务器或边缘路由器相关；根据多点传送组地址和多点传送组地址的多点传送VLAN标签确定从接入服务器或边缘路由器向其下行发送多点传送消息的端口。
在本发明的另一个实施例中，使用IGMP探听执行分配步骤。
在本发明的另一个实施例中，也在从城市接入结点上行配置的中间交换机上执行IGMP探听，以便根据多点传送组地址和多点传送VLAN标签确定用于多点传送消息的端口。
在本发明的另一个实施例中，接入服务器或边缘路由器能够只检索分配有直接对应于该接入服务器或边缘路由器的多点传送VLAN标签的各个多点传送消息。
在本发明的另一个实施例中，在从接入服务器或边缘路由器下行配置的中间交换机上执行确定步骤。
在本发明的另一个实施例中，从接入服务器或边缘路由器向确定的端口下行发送多点传送消息而多点传送消息没有重复。
在本发明的另一个实施例中，从接入服务器或边缘路由器下行配置的中间交换机包含申请表，申请表含有多点传送组地址和多点传送VLAN标签列表。
在本发明的另一个实施例中，各个多点传送消息与送往网络中上行配置的不同接入服务器或边缘路由器，及下行配置的不同端口的其它多点传送消息分离。
在本发明的另一个实施例中，在以太网中多点传送数据分组的方法包含通过城市接入结点向接入服务器或边缘路由器上行发送多点传送消息以参加多点传送会话；当多点传送消息被城市接入结点接收时，存储包含多点传送消息的信息，该信息包含多点传送消息与标识多点传送会话的多点传送索引之间的关系，和借以接收多点传送消息的端口的端口标识；将多点传送VLAN标签定义成多点传送索引并且使多点传送VLAN标签与多点传送消息关联，其中多点传送VLAN标签与多个正使用城市接入结点的用户相关；下行多点传送多点传送会话的数据分组，其中接入服务器或边缘路由器根据存储的信息接收数据分组，根据各个组目的地址和相关的多点传送VLAN标签向下行数据分组的复本插入相关的多点传送VLAN标签，并且向各个端口下行发送多点传送消息的复本。
在本发明的另一个实施例中，城市接入结点包含向被上行发送到接入服务器或边缘路由器的多点传送消息中分配多点传送VLAN标签的装置；和存储多点传送组地址、端口标识和多点传送VLAN标签的装置。
在本发明的另一个实施例中，配置在用户和接入服务器或边缘路由器之间的中间以太网交换机包含根据与多点传送消息相关的多点传送组地址和多点传送VLAN标签的组合确定多点传送消息的目的地的装置；和根据多点传送组地址和多点传送VLAN标签的组合向目的地传递多点传送消息的装置。
在本发明的另一个实施例中，中间以太网交换机的确定装置包含存储含有多点传送组地址和多点传送VLAN标签的列表的申请表的装置。
在本发明的另一个实施例中，控制以太网中多点传送传输的装置包含从端口接收多点传送消息，执行IGMP探听，并且为多点传送消息分配多点传送VLAN标签的城市接入结点；从城市接入结点上行配置的第一中间以太网交换机，第一中间以太网交换机确定用于对应多点传送组地址的各个端口和多点传送组地址的多点传送VLAN标签；接收多点传送消息和在向多点传送组地址加入多点传送VLAN标签之后下行发送多点传送消息的接入服务器或边缘路由器；和从接入服务器或边缘路由器下行配置的第二中间以太网交换机，第二中间以太网交换机根据多点传送组地址和多点传送VLAN标签向端口传递多点传送消息。
在本发明的另一个实施例中，控制以太网中多点传送传输的装置包含在以太网的城市接入结点上为从端口向接入服务器或边缘路由器上行发送的多点传送消息分配多点传送VLAN标签，使得多点传送VLAN标签与对应的接入服务器或边缘路由器相关的装置；和根据多点传送组地址和多点传送组地址的多点传送VLAN标签，确定从接入服务器或边缘路由器向其下行发送多点传送消息的端口的装置。
这里概述了本发明的某些特性，以便随后的详细描述及本发明对现有技术的贡献更易于理解。当然也涉及本发明的如下所述并且构成所附权利要求主题的附加特性。
因此，在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应当理解本发明不限于下面的描述或附解中涉及的详细构造和部件方案。本发明的方法和装置能够具有其它实施例，并且可以通过各种方式实现和实施。应当理解，这里使用的措辞和术语，以及下面所包含的抽象只是为了描述，不应该被看作限制性的。
同样地，本领域的技术人员会理解，这里公开的内容所基于的概念可以容易地被用作完成本发明各种目的的其它结构、方法和系统的设计基础。因此重要的是，权利要求被视作包含这些等同构造，只要它们不偏离本发明的方法和装置的宗旨和范围。
图1描述了具有分组的下行重复的传统IGMP探听和多点传送。
图2描述了本发明的一个实施例，其中使用多点传送VLAN标签将多点传送传输发送到客户。
具体实施例方式
本发明的方法和装置包含在城市接入结点上引入多点传送传输的单独多点传送VLAN标签，各个BRAS或边缘路由器将多点传送VLAN标签用于其下行多点传送传输，并且当与IGMP探听结合使用时，多点传送VLAN标签防止多点传送传输的重复。
对于普通单点传送传输，仍然使用普通VLAN标签，借此保证客户隔离和安全。因此，根据常规方法在城市接入结点上增加VLAN标签，并且VLAN标签被发送到服务提供商接入服务器或BRAS。
然而如图2所示，对于多点传送传输，为使用连接到MAN的相同接入服务器17或边缘路由器17的所有用户或客户1、2引入单独的多点传送VLAN标签以作为多点传送索引。
MAN管理向不同城市接入结点13提供将要使用的多点传送VLAN标签，而作为确定连接的客户1、2的服务提供商，以及将服务提供商与必须用于该传输的多点传送VLAN标签关联的装置，E-MAN提供商为每个连接的服务提供商分配VLAN标签并且在存储器中安装城市接入结点内的规则。可以预先配置城市接入结点13以便将VLAN标签与客户关联，也可以对其编程以便根据多点传送消息3、4中的信息确定VLAN标签与客户的关联。
在注册期间，客户1、2上行发送IGMP报告消息(参加消息)3、4，所述IGMP报告消息未标记或标记有客户1、2使用的单点传送VLAN标签。城市接入结点13包含存储介质或存储器以作为存储从客户1、2接收的信息的装置，所述信息包含参加消息3、4和IGMP报告消息、多点传送组消息和标识多点传送会话及端口标识1、2的多点传送VLAN标签之间的关系，其中通过所述多点传送会话和端口标识1、2接收参加消息3、4。
在城市接入结点13中进行IGMP探听，之后各个IGMP消息被作为分配装置的城市接入结点13(重新)标记上多点传送VLAN标签。当消息14、15被上行传递时，作为传递装置的各个以太网交换机进行IGMP探听和多点传送VLAN标签学习，以便作为确定装置记忆和确定用于某些对应多点传送组地址的端口。另外，交换机16也作为确定装置记忆和确定用于指定多点传送组地址的VLAN标签。通过这种方式，IGMP消息14、15通过服务提供商接入服务器17或边缘路由器17到达其目的地。注意，由于不同的VLAN标签被用于不同接入服务器17或边缘路由器17的多点传送流，保证送往一个服务提供商的IGMP报告消息14、15不被另一个服务提供商看见。
对于下行多点传送传输，连接到E-MAN的接入服务器17或边缘路由器17使用上行城市接入结点13存储的信息和消息14、15向下行数据分组18的复本插入相同多点传送组地址以及多点传送VLAN标签，以便传递具有适当多点传送VLAN标签的下行多点传送分组18。这保证一个接入服务器17或边缘路由器17的下行多点传送传输不会到达连接到另一个接入服务器或边缘路由器的客户。具有不同VLAN标签的数据分组18不发生重复。在必要时，在传送到客户1、2之前，初始单点传送VLAN标签被回放到多点传送分组18中。
在下行多点传送传输中，交换机16使用申请表，申请表可以包含作为存储装置的内容可寻址存储器，并且含有所有组目的地址和申请实体的多点传送VLAN标签，以及多点传送传输应当发送到的具体端口的当前列表。尽管在图2中只在上行和下行方向示出单独的交换机16，然而可以使用多个交换机16以作为中间以太网交换机。
当多点传送传输到达从交换机16下行的城市接入结点13时，城市接入结点13向各个端口1、2并且针对各个多点传送VLAN标签发送数据分组18的一个复本。
保证针对具有不同VLAN标签的客户的数据分组没有重复的优点是保持客户隔离。因此，分离不同服务提供商的多点传送传输-即使不止一个BRAS 17或边缘路由器17被连接到E-MAN，其多点传送传输也是分离的。这不仅适用于下行多点传送传输流18，而且适用于上行IGMP报告消息14、15。
当然，尽管一个服务提供商的多个客户被放在单独的多点传送传输组中，对每个客户的单点传送传输仍然是分离的。一个客户不可以向另一个客户发送单点传送传输，除非它们具有相同的VLAN标签，即在使用虚拟专用网(VPN)服务的情况下。
此外，在城市接入结点13上增加多点传送VLAN标签对于客户1、2是透明的。客户1、2不知道在城市接入结点13上增加的多点传送VLAN标签的存在。客户1、2只向网络发送未标记的报告3、4。
于是，上述方法和装置以有效利用带宽的方式提供了多点传送服务，并且保持客户隔离。
虽然具体参照实施例描述了本发明的方法和装置，然而本领域的技术人员会理解，在不偏离本发明的宗旨和范围的前提下可以进行各种形式和细节的改变、改进和修改。
权利要求
1.以太网中控制多点传送传输的方法，包括在以太网的城市接入结点上为从端口向接入服务器和边缘路由器之一上行发送的多点传送消息分配多点传送VLAN标签，使得所述多点传送VLAN标签与所述接入服务器和所述边缘路由器的对应一个相关；根据多点传送组地址和所述多点传送组地址的所述多点传送VLAN标签，确定从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个向其下行发送多点传送消息的端口。
2.如权利要求1所述的方法，其中使用IGMP探听执行所述分配步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其中也在从所述城市接入结点上行配置的中间交换机上执行所述IGMP探听，以便根据所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签确定用于所述多点传送消息的端口。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个能够只检索分配有直接对应于所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个的所述多点传送VLAN标签的各个多点传送消息。
5.如权利要求1所述的方法，其中在从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个下行配置的中间交换机上执行所述确定步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其中从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个向所述确定的端口下行发送所述多点传送消息而没有所述多点传送消息的重复。
7.如权利要求5所述的方法，其中从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个下行配置的所述中间交换机包括申请表，申请表含有多点传送组地址和多点传送VLAN标签的列表。
8.如权利要求4所述的方法，其中各个所述多点传送消息与送往网络中上行配置的接入服务器和边缘路由器中的不同一个，及下行配置的不同端口的其它多点传送消息分离。
9.以太网中控制多点传送传输的方法，包括接收上行传送到城市接入结点的多点传送消息；在所述城市接入结点上执行IGMP探听；在所述城市接入结点上为所述多点传送消息分配多点传送VLAN标签；在从所述城市接入结点上行配置的至少一个以太网交换机的每个上执行IGMP探听，以便确定用于对应多点传送组地址的各个端口和与所述多点传送组地址相关的多点传送VLAN标签；在从所述至少一个以太网交换机上行配置的接入服务器和边缘路由器之一上接收所述多点传送消息；从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个下行发送所述多点传送消息，所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个在所述多点传送消息中包含所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签；和根据所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签向从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个下行的端口提供所述多点传送消息；其中根据在所述城市接入结点上确定的涉及所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签的信息，避免针对除了从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个下行的所述端口之外的其它端口的所述多点传送消息的重复。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述多点传送VLAN标签指定预定接入服务器和边缘路由器中的一个。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述城市接入结点是预先配置以便使所述多点传送VLAN标签与用户关联的城市接入结点，并且根据所述多点传送消息中的信息确定哪个多点传送VLAN标签与用户关联。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述城市接入结点包含存储有关所述多点传送消息涉及的多点传送会话的信息，和从其接收所述多点传送消息的端口的端口标识的存储介质。
13.如权利要求9所述的方法，其中由从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个下行配置的至少一个以太网交换机执行所述提供步骤，并且所述交换机根据所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签确定向其发送所述多点传送消息的所述端口。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个能够只检索分配有直接对应于所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个的所述多点传送VLAN标签的各个多点传送消息。
15.分离以太网中多个服务提供商的多点传送传输的方法，包括从端口向城市接入结点上行发送多点传送消息；在所述城市接入结点上执行IGMP探听；在所述城市接入结点上为所述多点传送消息分配多点传送VLAN标签，并且所述多点传送VLAN标签与接入服务器和边缘路由器中的对应一个相关；在从所述城市接入结点上行配置的至少一个以太网交换机的每个上执行IGMP探听，以便确定用于对应多点传送组地址的各个端口和与所述多点传送组地址相关的多点传送VLAN标签；在从所述至少一个以太网交换机上行的所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个上接收所述多点传送消息，其中根据所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签使送往一个接入服务器和边缘路由器的所述多点传送消息与送往其它接入服务器和边缘路由器的其它多点传送消息分离；和从所述接入服务器向从其接收所述上行多点传送消息的所述端口下行发送所述多点传送消息，所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个在所述多点传送消息中包含所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签；其中根据在所述城市接入结点上确定的涉及所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签的信息，避免针对除了从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个下行的所述端口之外的其它端口的所述多点传送消息的重复。
16.以太网中控制多点传送数据分组的方法，包括通过城市接入结点向接入服务器和边缘路由器之一上行发送多点传送消息以参加多点传送会话；当所述多点传送消息被所述城市接入结点接收时，存储包含所述多点传送消息的信息，该信息包含所述多点传送消息与标识所述多点传送会话的多点传送索引之间的关系，和借以接收所述多点传送消息的端口的端口标识；将多点传送VLAN标签定义成所述多点传送索引并且使所述多点传送VLAN标签与所述多点传送消息关联，其中所述多点传送VLAN标签与多个正使用所述城市接入结点的用户相关；下行多点传送所述多点传送会话的数据分组，其中所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个根据存储的所述信息接收数据分组，根据各个组目的地址和相关的多点传送VLAN标签向下行数据分组的复本插入所述相关的多点传送VLAN标签，并且向各个端口下行发送所述多点传送消息的复本。
17.城市接入结点，包括向被上行发送到接入服务器和边缘路由器之一的多点传送消息中分配多点传送VLAN标签的装置；和存储多点传送组地址、端口标识和所述多点传送VLAN标签的装置。
18.配置在用户和接入服务器和边缘路由器之一之间的中间以太网交换机，所述交换机包括根据与所述多点传送消息相关的多点传送组地址和多点传送VLAN标签的组合确定多点传送消息的目的地的装置；和根据所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签的所述组合向所述目的地传递所述多点传送消息的装置。
19.如权利要求18所述的中间以太网交换机，其中所述确定装置包含存储含有多点传送组地址和多点传送VLAN标签的列表的申请表的装置。
20.控制以太网中多点传送传输的装置，包括从端口接收多点传送消息，执行IGMP探听，并且为所述多点传送消息分配多点传送VLAN标签的城市接入结点；从所述城市接入结点上行配置的第一中间以太网交换机，第一中间以太网交换机确定用于对应多点传送组地址的各个端口和所述多点传送组地址的多点传送VLAN标签；接入服务器和边缘路由器之一，接收所述多点传送消息并且在向所述多点传送组地址增加所述多点传送VLAN标签之后下行发送所述多点传送消息；和从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个下行配置的第二中间以太网交换机，所述第二中间以太网交换机根据所述多点传送组地址和所述多点传送VLAN标签向端口传递所述多点传送消息。
21.控制以太网中多点传送传输的装置，包括在以太网的城市接入结点上为从端口向接入服务器和边缘路由器之一上行发送的多点传送消息分配多点传送VLAN标签，使得所述多点传送VLAN标签与所述接入服务器和所述边缘路由器的对应一个相关的装置；和根据多点传送组地址和所述多点传送组地址的所述多点传送VLAN标签，确定从所述接入服务器和所述边缘路由器中的所述一个向其下行发送多点传送消息的端口的装置。
全文摘要
控制以太网中的多点传送传输的方法和装置包含向城市接入结点上行发送多点传送消息，在城市接入结点上执行IGMP探听并且向多点传送消息分配多点传送VLAN标签，在上行配置的以太网交换机上执行IGMP探听以确定用于对应多点传送组地址和与多点传送组地址相关的多点传送VLAN标签的各个端口，在接入服务器或边缘路由器上接收多点传送消息，和根据该信息向端口下行发送包含多点传送组地址和多点传送VLAN标签的多点传送消息，从而避免针对除了与多点传送VLAN标签相关的端口之外的其它端口的多点传送消息的重复。
文档编号H04L12/18GK1424833SQ02154588
公开日2003年6月18日 申请日期2002年12月10日 优先权日2001年12月10日
发明者斯文·乌海, 克里斯蒂安·马里·阿德林·胡布雷特, 德克·尤金·伊达·乌姆斯 申请人:阿尔卡塔尔公司