专利名称：监控组播用户的装置及实现方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种监控组播用户的装置及实现方法。
背景技术：
IGMP协议是Internet的组播管理协议，其标准RFC是RFC1112(version1，版本1)、RFC2236(version2，版本2)和RFC3376(version3，版本3)。通过该协议用户可以加入组播组，并从组播源接收组播数据报文。
IGMP组网大致有两种组网结构，具体如图1和图2所示，其中图1为组播源与组播用户直接相连的组网结构，图2为组播源与组播用户之间存在组播路由器的组网结构。
在所述的图1和图2中，PC1、PC2和PC3可以是计算机，也可以是机顶盒，在这里都是指组播用户。图1是组播源直接与组播用户相连的情况，组播源与组播用户在同一子网中，图2是组播源与组播用户之间使用组播路由器的情况，组播源与组播用户不在同一个子网中，但是组播路由器与组播用户在同一子网中。
在图1中，IGMP协议运行在组播源与组播用户之间；在图2中，IGMP协议运行在组播路由器与组播用户之间，组播路由器与组播源之间运行组播路由协议，如PIM(Protocol Independent Multicast，协议无关组播)协议。
其中，所述的IGMP协议其工作原理大致如下
加入组播组时，组播用户向其直接相连的子网发送IGMP报告报文，处于同一子网中组播源或者组播路由器根据授权情况将组播用户加入自己的用户列表中，并向收到报告报文的链路发送组播数据报文。这样组播用户就可以收到组播数据报文了。
离开组播组时，组播用户向其直接相连的子网发送IGMP离开报文，组播源或者组播路由器将组播用户从自己的用户列表中删除，并不再向用户所在链路发送组播数据报文。
组播源或者组播路由器会定时向其直接相连的子网发送IGMP查询报文，检测链路上是否有组播用户。组播用户如果希望接收(或者继续接收)组播数据报文，则回应一个IGMP报告报文；否则，组播用户不回应IGMP报告报文。组播源或者组播路由器如果发现某个链路经过预先设定的查询次数后，仍然没有收到回应的IGMP报告报文，则认为该链路上不存在组播用户，组播源或者组播路由器将停止向该链路发送组播数据报文。
上面提到的IGMP报告报文、IGMP离开报文和IGMP查询报文是IGMP协议的三种协议报文，这三种报文都是组播报文。
图1和图2只是IGMP协议应用的模型。在实际组网中，很多情况是组播用户并不是与组播源、组播路由器直接相连，用户与组播源、组播路由器之间往往还有一系列网络设备。例如，如图3所示，图3为组播源(组播路由器)与组播用户之间存在网络设备的情况。
图3中的网络设备是一个三层设备，所谓三层是根据国际互联网协议模型中的网络层，网络层处于物理层、链路层之上，下面的二层就是指的链路层，网络层设备的典型例子就是路由器，且该三层设备不支持组播路由协议，则组播用户发送的IGMP协议报文和组播源(组播路由器)发送的组播数据报文缺省情况下都会被这个网络设备丢弃。需要说明的是二层网络设备，如二层以太网交换机，是可以转发组播报文的，但是某些二层设备从网络安全性考虑或者二层网络机制的局限，仍然会对组播报文做丢弃处理。
在网络设备丢弃组播报文的情况下，为了使组播用户仍然能正常的加入和离开组播组，并能正常的从组播源(组播路由器)接收组播数据报文，则需要组播源(组播路由器)与组播用户之间的网络设备支持IGMP Proxy功能。所述的支持IGMP Proxy功能的网络设备称为IGMP Proxy设备。IGMPProxy设备在把一个组播用户从本机组播用户列表中删除时，如果发现这个用户是组播组的最后一个用户，则IGMP Proxy设备会向组播源(组播路由器)所在链路发送IGMP离开报文。
电信提供者有时需要实时监控组播用户的IGMP协议交互状况，以达到对组播用户的在线情况进行了解，或者进行某些统计数据，因此运行IGMP协议的设备需要提供监控组播用户的工具。
目前采用的监控组播用户的方法主要为使用调试命令等手段实现，具体是将组播用户加入与离开组播组流程中程序执行的调试信息输出，从而实现针对组播用户的监控。
所述的调试信息是为定位故障而设置，其包含了大量与加入和离开组播过程无关的信息，如程序申请资源的信息、系统运行信息等。因此，相对可以从调试信息中获得的电信提供者关注的组播用户的加入与离开过程及其结果的信息将很少。
而且，所述的调试信息的输出要求特殊的实现方法，比如提供外部软件等来实现，因而如果没有这些手段则调试信息无法提供，则组播用户的加入与离开过程相关信息无法得到。
另外，所述的输出的调试信息一般无固定格式，信息内容基本上是无序的，即同一组播用户的加入与离开流程输出的信息内容与程序执行流程相关，不同的程序执行流程则输出不同的内容，因此，无效信息过多，从而无法获取如收视率等统计数据。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种监控组播用户的装置及实现方法，可以方便且准确地监控到服务提供商进行维护管理需要的组播用户开展组播业务过程中的相关信息。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明提供了一种监控组播用户的装置，包括监控模块与组播网络接入设备中的组播处理模块交互，用于监控组播处理模块的处理组播用户的相关信息，并将相应的信息发送给监控信息记录模块；监控信息记录模块用于记录监控模块监控获得组播用户的相关信息。
所述的监控模块设置于组播网络接入设备中，且所述的组播处理模块具体包括用户识别和鉴权处理模块及用户加入或离开组播组处理模块。
本发明中，所述的监控信息记录模块设置于本地的管理维护设备或维护终端中；或者，所述的监控信息记录模块设置于远端的管理维护设备或维护终端中；或者，所述的监控信息记录模块设置于维护组播网络接入设备中并与远端的管理维护设备或维护终端连接。
本发明还提供了一种监控组播用户的实现方法，包括在网络中，当监测到组播用户发送的组播报文时，则对组播报文的相关信息进行监控，并记录监控到的所述组播报文的相关信息。
所述的组播报文的相关信息包括加入或离开组播组的组播用户信息、加入或离开组播组的时间、加入或离开的组播组信息和/或针对组播加入或离开报文的处理结果信息。
所述的监控组播用户的实现方法包括当监测到组播用户发送的组播加入或离开报文时，则记录接收所述的报文的时间作为加入或离开组播组的时间，记录发送报文的组播用户信息作为加入或离开组播组的用户信息，记录所述报文中承载的组播用户要求加入或离开的组播组信息。
所述的监控组播用户的实现方法还包括监控对所述的组播用户发送的组播加入或离开报文的处理结果信息，记录所述的处理结果信息。
所述的处理结果信息包括加入或离开组播组成功的信息，加入或离开组播组失败的消息，以及加入或离开组播组失败的原因信息。
所述的方法具体包括在网络中，当监测到组播用户发送的组播加入或离开报文时，对所述报文进行识别和鉴权处理，处理完毕后，记录组播用户加入或离开组播组的时间、组播用户的信息和请求加入或离开的组播组信息；对所述经过识别和鉴权处理的报文进行加入或离开组播组处理，处理完毕后，记录相应的加入或离开组播组的处理结果信息。
所述的监控组播用户的实现方法还包括将监控记录的组播报文的相关信息实时或定时通过命令行或连接接口提供给维护终端和/或管理维护设备。
本发明中，将监控记录的组播报文的相关信息承载于基于接入设备与管理维护设备间运行的任何一种协议构造的报文中，发送给所述的管理维护设备。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明可以实时监控组播用户的动态流程，并向维护终端或管理维护设备输出服务提供商所关注的信息，如哪个组播用户端口、在什么时间进行的什么操作、加入与离开的组播组，以及用户端口上运行的IGMP协议版本信息(即IGMPV1、IGMPV2或IGMPV3)。
而且，本发明还可以根据实时监控组播用户加入离开组播组的信息，简单定位组播用户的异常离开组播的原因，比如组播用户老化，表明没有收到正常IGMP协议报文，等等。
因此，本发明的实现使得服务提供商可以根据收集到的信息进行收视率的统计、热点频道的统计等。
图1为组播源与组播用户直接连接的组网结构示意图；图2为组播源与组播用户间存在组播路由器时的组网结构示意图；图3为组播源与组播用户间存在网络设备时的组网结构示意图；图4为本发明所述的系统的结构示意图；图5为本发明所述的方法的处理流程图。
具体实施例方式
本发明的核心是通过提供操作界面的外部命令或者第三方设备的接口，对组播用户加入、离开组播组的过程，以及其加入与离开组播组的结果信息进行监控，从而实现对组播用户的有效管理和控制。
本发明的目的是为监测组播用户开展组播业务过程中的相关信息，以便对服务提供商对组播用户及组播网络进行维护管理。为实现相应信息的监测，则需要对组播用户加入和离开组播组的过程进行监控。
为便于理解本发明，下面首先对组播用户加入与离开组播组的过程进行说明，相应的处理过程具体如下组播用户加入与离开组播组实际上就是与路由器之间运行IGMP协议，比如组播用户加入组播组需要上报一个IGMP报告报文(即组播加入报文，或称为IGMP加入报文)，离开一个组播组可以主动上报一个IGMP离开报文(即组播离开报文，或称为IGMP离开报文)，也可以由路由器到达老化时间后将用户从组播组中删除，从而实现组播用户离开组播组的处理过程；当用户加入组播组时可能不成功，不成功的原因可以包括系统已达最大容量、用户加入的组播组对该组播用户没有权限或者该组播组没有存在、组播用户的频道数已达最大等等。
基于以上组播用户加入或离开的组播组的处理过程，下面结合附图对本发明提供的监控组播用户的装置进行说明。
本发明所述的监控组播用户的装置的结构如图4所示，具体包括设置于组播网络接入设备中的监控模块，以及与所述监控模块相连的监控信息记录模块，下面将分别对两个模块的具体实现进行说明监控模块与组播网络接入设备中的用户识别和鉴权处理模块及用户加入或离开组播组处理模块连接，用于根据用户识别和鉴权处理模块及用户加入或离开组播组处理模块的处理信息监控网络中组播用户加入或离开组播组的信息，并将相应的信息发送给监控信息记录模块；监控信息记录模块用于记录监控模块监控获得的组揪用户加入或离开组播组的信息。
在所述装置中，监控信息记录模块既可以设置于本地的管理维护设备或维护终端中，或者，也可以设置于远端的管理维护设备或维护终端中；另外，所述的监控信息记录模块还可以设置于维护组播网络接入设备中并与远端的管理维护设备或维护终端连接，将其记录的信息发送给远端的管理维护设备或维护终端。
本发明并不是IGMP协议内容的简单跟踪，而是通过识别IGMP协议来实现组播用户点播行为的实时动态跟踪，从而实现组播用户加入与离开组播组的业务流程监控的目的。
本发明所述的方法提供的监控处理流程主要包括以下工作过程(1)当组播用户加入某一组播组时，IGMP PROXY设备系统会捕获到IGMP加入报文，并把IGMP加入报文送到组播用户识别/鉴权处理子模块，组播用户识别/鉴权处理子模块处理完毕后把鉴权结果传送给监控模块，监控模块此时记录系统时间、组播用户信息、点播的组播组信息；然后，进入组播用户加入组播组配置子模块，把组播用户加入组播组表中，此时监控模块记录组播用户加入组播组的结果；最后，当需要上报IGMP加入报文到上层路由器时，在上报一个IGMP加入报文到上层路由器，监控模块此时可以记录组播流到达的系统时间。
(2)当组播用户离开某一组播组时，IGMP PROXY设备系统会捕获到IGMP离开报文，并把IGMP离开报文送到组播用户识别/鉴权处理子模块，组播用户识别/鉴权处理子模块处理完毕后把鉴权结果传送给监控模块，监控模块此时记录系统时间、组播用户信息、点播的组播组信息；然后，进入组播用户离开组播组配置子模块，根据需要把组播用户从组播组表中删除(是否从组播组表中删除，还决定于组播用户的老化时间)，此时监控模块记录组播用户离开组播组的结果；最后，当需要上报IGMP离开报文到上层路由器时，在上报一个IGMP离开报文到上层路由器，监控模块此时可以记录组播流到达的系统时间。
在上述(1)和(2)描述的处理过程中，监控模块可以在每阶段都通过命令行或相应的接口输出信息到维护终端或管理维护设备，也可以在组播用户的加入/离开过程全部完成后，再通过命令行或相应的接口输出信息到维护终端或管理维护设备上。
其中，监控模块与管理维护设备接口是通过一定的协议来完成，所述协议可以是企业私有协议也可以是标准协议，比如SYSLOG、SNMP(简单网络管理协议)、TL1(Transaction Lanage 1，交互语音)、APP协议等等。监控模块可以将监控到的组播用户的信息承载于相应的协议报文中发送给所述的管理维护设备，具体可以采用监控模块与管理维护设备间运行的任何一种协议构造相应的报文进行监控信息的传递。
所述的监控模块与维护终端间的命令接口是在IGMP组播协议运行的路由器设备内或者运行IGMP PROXY或IGMP SNOOPING(IGMP监听)的DSL(数字用户线)接入设备内的程序，它直接通过操作界面的命令完成将监控到的组播用户加入与离开组播组的过程信息发送给维护终端。
以上接口既可以针对所有组播用户也可以针对具体某一个组播用户，也就是说可以对指定的用户进行监控。
本发明提供的一种监控组播用户的实现方法如图4和图5所示，该方法在具体实现过程中包括以下步骤步骤51组播网络接入设备中的用户报文捕获模块捕获到组播用户发来的组播报文，具体可以为组播加入报文或者组播离开报文；步骤52所述的用户报文捕获模块将捕获到的报文交给用户识别/鉴权处理模块进行识别和鉴权处理，并获得相应的鉴权处理结果信息，然后，分别执行步骤53和步骤54；步骤53当用户识别/鉴权处理模块对所述组播报文处理完毕后，将所述的鉴权处理结果信息中的部分信息发送给监控模块，并执行步骤57；也就是说，在组播用户加入与离开组播组的处理流程中调用其与监控模块间的接口，以便于将鉴权处理结果中的部分信息发送给监控模块，所述的部分信息具体包括请求加入或离开的组播用户的信息，以及请求加入或离开的组播组信息，加入组播组的时间，离开组播组的时间等信息通过相应的接口发送给监控模块；步骤54将鉴权处理结果发送给用户加入或离开组播组处理模块，以便于进行相应的加入或离开处理；步骤55由用户加入或离开组播组处理模块根据所述的鉴权处理结果对所述的报文进行加入或离开处理，获得相应的加入或离开处理结果；步骤56将加入或离开处理结果信息通过相应的接口发送给监控模块，并执行步骤57；所述的处理结果信息包括加入组播组的处理成功或者失败的信息，加入失败的原因信息，以及离开组播组的结果信息；步骤57由监控模块将通过用户识别和鉴权处理模块及用户加入或离开组播组处理模块获得的信息通过命令行或接口发送给维护终端或管理维护设备，从而使得相应的服务提供商可以获得针对组播用户的监控信息。
本发明中，所述的监控信息具体包括组播用户的端口信息、加入离开的组播组信息(包括组IP地址、组播源IP地址、组名称)、加入组播组的时间信息、离开组播组的时间信息、加入/离开组播组的成功失败信息(离开失败的原因包括系统处理错误或者系统忙等)、组播用户对组播组的权限(观看、预览)信息，以及用户端口上运行的IGMP协议版本信息(如IGMPV1、IGMPV2或IGMPV3)等。
例如，监控模块获得监控信息为“1，0/3/5，224.1.1.1，WATCH，2005-6-18 18:08:08，2005-6-18 18:50:06，CCTV-1，SUCC”，则其含义为序号＝1、用户端口信息＝0/3/5、组播组IP地址＝224.1.1.1、权限＝观看、上线时间＝2005-6-18 18:08:08、下线时间＝2005-6-18 18:50:06、组播组名称＝CCTV-1、鉴权结果＝成功。
综上所述，本发明可以获得服务提供商所关注的信息，如哪个用户端口、什么时间进行的什么操作、加入与离开的组播组、以及用户端口上运行的IGMP协议版本信息(即IGMPV1，IGMPV2或IGMPV3)；并可以根据收集到的信息进行收视率的统计、热点频道的统计等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种监控组播用户的装置，其特征在于，包括监控模块与组播网络接入设备中的组播处理模块交互，用于监控组播处理模块的处理组播用户的相关信息，并将相应的信息发送给监控信息记录模块；监控信息记录模块用于记录监控模块监控获得组播用户的相关信息。
2.根据权利要求1所述的监控组播用户的装置，其特征在于，所述的监控模块设置于组播网络接入设备中，且所述的组播处理模块具体包括用户识别和鉴权处理模块及用户加入或离开组播组处理模块。
3.根据权利要求1或2所述的监控组播用户的装置，其特征在于所述的监控信息记录模块设置于本地的管理维护设备或维护终端中；或者，所述的监控信息记录模块设置于远端的管理维护设备或维护终端中；或者，所述的监控信息记录模块设置于维护组播网络接入设备中并与远端的管理维护设备或维护终端连接。
4.一种监控组播用户的实现方法，其特征在于，包括在网络中，当监测到组播用户发送的组播报文时，则对组播报文的相关信息进行监控，并记录监控到的所述组播报文的相关信息。
5.根据权利要求4所述的监控组播用户的实现方法，其特征在于，所述的组播报文的相关信息包括加入或离开组播组的组播用户信息、加入或离开组播组的时间、加入或离开的组播组信息和/或针对组播加入或离开报文的处理结果信息。
6.根据权利要求4或5所述的监控组播用户的实现方法，其特征在于，该方法包括当监测到组播用户发送的组播加入或离开报文时，则记录接收所述的报文的时间作为加入或离开组播组的时间，记录发送报文的组播用户信息作为加入或离开组播组的用户信息，记录所述报文中承载的组播用户要求加入或离开的组播组信息。
7.根据权利要求6所述的监控组播用户的实现方法，其特征在于，该方法还包括监控对所述的组播用户发送的组播加入或离开报文的处理结果信息，记录所述的处理结果信息。
8.根据权利要求7所述的监控组播用户的实现方法，其特征在于，所述的处理结果信息包括加入或离开组播组成功的信息，加入或离开组播组失败的消息，以及加入或离开组播组失败的原因信息。
9.根据权利要求4或5所述的监控组播用户的实现方法，其特征在于，所述的方法具体包括在网络中，当监测到组播用户发送的组播加入或离开报文时，对所述报文进行识别和鉴权处理，处理完毕后，记录组播用户加入或离开组播组的时间、组播用户的信息和请求加入或离开的组播组信息；对所述经过识别和鉴权处理的报文进行加入或离开组播组处理，处理完毕后，记录相应的加入或离开组播组的处理结果信息。
10.根据权利要求4或5所述的监控组播用户的实现方法，其特征在于，该方法还包括将监控记录的组播报文的相关信息实时或定时通过命令行或连接接口提供给维护终端和/或管理维护设备。
11.根据权利要求10所述的监控组播用户的实现方法，其特征在于，将监控记录的组播报文的相关信息承载于基于接入设备与管理维护设备间运行的任何一种协议构造的报文中，发送给所述的管理维护设备。
全文摘要
本发明涉及一种监控组播用户的装置及实现方法。本发明的核心是在网络中，当监测到组播用户发送的组播加入或离开报文时，则对组播加入或离开报文的相关信息进行监控，其中包括针对所述报文的处理结果信息，然后记录监控到的所述组播报文的相关信息，以便于服务提供商可以获得组播用户加入或离开组播组的相关信息。由于本发明可以根据实时监控组播用户加入离开组播组的信息，并可以简单定位组播用户的异常离开组播的原因，比如组播用户老化，表明没有收到正常IGMP协议报文，等等。因此，本发明的实现使得服务提供商可以收集到足够的组播用户的相关信息，以用于进行收视率的统计、热点频道的统计等。
文档编号H04L12/24GK1889472SQ20051008016
公开日2007年1月3日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者王德义 申请人:华为技术有限公司