专利名称：实现组播业务的系统及方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种实现组播业务的技术。
背景技术：
随着通信技术的快速发展，为减轻传输网络的带宽压力，提出了利用组播技术进行业务的传送的通信方式。所述的组播技术是指发送者同时向多个接收者发送相同业务内容。这样，由于相同内容只需要向指定的组播地址发送一份即可，因而可以有效降低业务发送方和传输网络的负载，并可以有效利用网络资源。所述的组播技术的出现为IPTV(互联网电视)等多媒体业务的开展提供了快捷高效的传输实现方案。
在开展组播业务过程中，为了获取相应的组播内容，作为组播内容接收方的用户需要通过加入业务组播组的方式要求邻接的路由器发送相应的业务内容给本端，例如，具体可以采用IGMP(因特网组管理协议)或MLD(组播侦听发现)加入相应的组播组。开展组播业务的路由器还需要通过PIM-SM(稀疏模式独立协议组播)协议等组播路由协议与其它路由器交互以建立组播转发路径。这样，需要传送的组播业务内容就可以从组播源沿组播转发路径传递给组播内容接收方。
IGMP或MLD协议是开展组播业务过程中可以采用的两个重要协议，该协议为IP的一部分，其运行在主机和路由器之间，用于实现组播成员管理和发现。所述的IGMP或MLD协议允许路由器和主机之间相互告知有关组播传输的操作要求以及交流组播传输信息的状态报文等，例如，主机动态地加入或退出组播组；同时，IGMP还需要通过路由协议通告网络上组播组的成员变化状况，以便更新相应的组播路由信息。
IGMP或MLD协议实现的功能包括(1)主机通过IGMP或MLD协议通知本地路由器其希望加入并接收某个特定组播组的信息；(2)路由器通过IGMP或MLD协议周期性地查询局域网内某个已知组播组的成员是否处于活动状态，即该网段是否仍存在属于某个组播组的成员，也就是说，在路由器中需要记录某个组播组是否在本地有组播组成员的信息，以实现所连网络组播组成员关系的收集与维护，从而便于路由器信息记录的信息控制组播业务内容的下发。
在开展组播业务过程中，组播业务用户为了获取组播内容，其作为内容接收方用户必须通过主动加入业务组播组，组播承载网络接收请求后，通过路由协议更新路由器中记录的路由，并建立和维护动态转发路径，以便于利用所述的转发路径实现组播业务。
基于开展组播业务过程中采用的协议划分，针对组播业务的管理主要包括两个处理过程，首先需要执行的是业务应用层的管理过程，之后需要执行的是组播传送协议层管理过程，其中所述的业务应用层的管理过程主要是指用户与业务应用服务器之间的业务管理交互过程，例如，业务启动请求、业务终止请求、业务Keep Alive(保活)处理等，业务应用层的管理过程通常采用应用层协议进行信息交互，如HTTP(超文本传输协议)，SIP(会话初始协议)、RSTP(流传输协议)或RDP(远程桌面协议)等；所述的组播传送协议层管理过程是指主机或终端与临近的路由器相互告知的过程，当请求开始业务时候，主机或终端需要通知临近路由器加入组播组，路由器根据加入消息建立组播成员关系表，同时更新组播转发表。当请求终止业务时候，主机或终端需要通知临近路由器离开组播组，路由器根据离开消息删除指定的组播成员关系表，同时更新组播转发表，终止组播流转发到该主机或终端。
基于开展组播业务过程中采用的具体处理划分，主要包括两个基本处理过程，即组播业务开启处理过程和组播业务终止处理过程。而且，在所述的两个基本处理过程中，可以不必实现相应的业务应用层的管理过程，但是必需实现相应的组播传送协议层管理过程。
下面首先对组播业务开户处理过程，即用户申请组播业务的处理过程进行说明，如图1所示，现有的组播业务申请过程具体包括以下处理步骤步骤11用户向业务应用服务器申请指定组播业务；步骤12应用服务器对用户的申请进行处理后，确认用户的申请请求；步骤13用户收到应用服务器的申请确认后，发起IGMP JOIN(IGMP加入)报文请求加入指定的组播组；步骤14连接用户的AN(接入节点)收到所述的请求后，继续发送所述的加入请求报文；具体为，AN通过IGMP PROXY(IGMP代理)或IGMP SNOOPING(IGMP侦听)功能接收用户的IGMP JOIN请求，之后，处理用户的组播组成员加入请求，并在处理成功后配置组播转发路径，更新组播组成员关系表；如果用户请求的组播组在AN没有引入，即该用户为AN下的首次加入该组播的用户，则AN继续转发用户的组播组成员加入请求。
步骤15所述的用户的组播成员加入请求被逐级处理传送到IP EDGE(IP边缘)，即IP EDGE收到IGMP JOIN加入指定组播组请求后，配置组播转发路径，更新组播组成员关系表，继续转发该请求；步骤16用户组播组成员加入请求被逐级转发，最后到达组播源，即应用服务器，组播开始发送组播流数据。
下面再对组播业务终止处理过程，即相应的用户请求终止组播业务过程进行说明，如图2所示，现有的组播业务终止过程具体包括以下处理步骤步骤21用户向业务应用服务器终止指定组播业务请求；步骤22应用服务器对用户的终止请求进行处理后，确认用户的请求；步骤23用户发起组播组成员离开请求；步骤24AN收到用户的播组成员离开请求后，AN删除组播转发路径，同时更新组播组成员关系表，如果该组播组是AN最后一个成员，继续转发组播组成员离开请求。
步骤25用户的组播成员离开请求被逐级处理传送到IP EDGE，IPEDGE采用与AN中相同的处理原则处理该请求，以实现针对该用户的组播业务的终止处理。
由上述现有技术提供的开展组播业务的处理过程不难看出，相应的组播业务处理过程存在以下缺点1、开展组播业务过程中需要两个协议管理过程，一个是业务应用层，另一个是组播网络的协议，二者未实现有效的结合，导致针对实际网络的管理较为困难；即在开展组播业务过程中，在主机或终端与业务运营商网络之间必需实现相应的组播协议管理过程，但由于应用层的管理过程对于网络层透明，而组播传送协议管理过程则是运行在网络层，因而导致两个管理过程不能很好有机结合起来，即很难提供电信的可运营和可管理需求；2、现有的IGMP和MLD等组播组管理协议均为无法提供安全保证的协议，因而，存在比较大的组播安全隐患；例如，现有的IGMP和MLD等组播组成员管理协议没有请求确认式的交互机制(如用户请求加入组播组的过程便没有相应的确认响应机制)，这就使得针对请求加入的用户的鉴权较为困难，不利于对开展组播业务的用户实现管理，因而，使得难以为组播用户提供良好的用户体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现组播业务的系统及方法，从而可以方便地实现针对组播业务的灵活管理，提高开展组播业务的安全性能。
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实现组播业务的系统，包括终端设备和用于为终端设备提供组播业务的应用服务器，且所述的系统还包括设置于网络侧的应用层网关功能子系统及组播传送管理功能子系统，其中，应用层网关功能子系统，用于处理网络侧与终端设备间交互的开展组播业务过程中的应用层协议消息，并根据应用层协议消息的处理结果触发组播传送管理功能子系统；组播传送管理功能子系统，用于进行承载网组播路径的配置管理，所述的组播路径为将应用服务器发来的组播业务传送到所述终端设备的路径。
所述的应用层网关功能子系统还与业务订阅数据管理单元通信，并在确定业务订阅数据管理单元对终端设备的认证通过后触发所述的组播传送管理功能子系统，其中，业务订阅数据管理单元，用于管理业务订阅数据，在应用层网关功能子系统的触发下根据所述的业务订阅数据对请求加入组播组的终端设备进行组播业务认证，并将认证通过的信息通知应用层网关功能子系统。
所述的应用层网关功能子系统还与鉴权、认证和/或计费服务器通信，用于对接入的终端设备进行接入鉴权、接入认证和/或业务计费处理。
所述的应用层网关功能子系统还与组播业务应用服务器通信，根据收到的终端设备发来的应用层协议消息通知组播业务应用服务器下发或终止组播业务。
本发明中，所述的应用层网关功能子系统设置于接入节点设备中或独立设置于网络侧。
所述的组播传送管理功能子系统设置于至少一个网络设备中，或独立设置网络侧。
所述的应用层网关功能子系统包括一个或多个应用层网关功能体，所述的应用层网关功能体分别用于处理网络侧与终端设备间交互的开展组播业务过程中的应用层协议消息。
所述的组播传送管理功能子系统包括一个或多个组播传送管理功能体，所述的组播传送管理功能体分别用于进行承载网组播路径的配置管理。
所述的应用层网关功能子系统中还包括保活Keep Alive机制处理单元，用于管理在终端开展组播业务过程中应用层网关功能子系统与终端设备之间组播业务的状态。
所述的Keep Alive机制处理单元包括查询定时器和业务查询单元，且查询定时器，用于在终端开展组播业务过程中控制业务查询单元定期与终端设备之间进行监测终端设备是否在线的消息的交互；业务查询单元，用于在查询定时器的触发下，定时向终端设备发送用于监测终端设备是否在线的业务状态查询请求。
所述的应用层网关功能子系统还包括查询等待定时器，当应用层网关功能子系统向终端设备发送用于监测终端设备是否在线的消息时启动该查询等待定时器，当接收到终端返回的响应消息时停止该查询等待定时器，当查询等待定时器超时时，确定业务已经不在线，并触发进行相应的业务下线处理。
所述的业务下线处理包括通知组播传送管理功能子系统进行组播组终止处理和应用层网关子系统进行业务下线处理。
所述的组播传送管理功能子系统还包括
拓扑管理单元，用于管理网络的拓扑信息；路径配置管理单元，用于在开展组播业务过程中，实现组播传送路径的配置和管理，所述的管理网络的拓扑信息包含网络拓扑结构信息的管理以及网络和链路的资源信息的管理。
所述的路径配置管理单元还包括对组播承载网络之网元的组播路径转发表的配置和管理，并用于对组播传送路径的服务质量QOS参数的配置和管理。
所述的组播传送路径的QOS参数的配置和管理还包括组播路径的连接接纳控制CAC管理和网络资源分配回收管理，所述的CAC用于判断组播承载网络剩余的资源是否满足待建立的组播路径的QOS所要求的资源。
所述的组播传送管理功能子系统还包括协议转换单元，用于将应用层网关功能子系统发送来的协议转换为组播承载网络组播管理的协议。
所述的组播承载网络组播管理的协议包括因特网组管理协议IGMP或组播侦听发现MLD协议。
本发明还提供了一种实现组播业务的方法，包括终端设备向应用层网关功能子系统发送用于开展组播业务的应用层协议消息；应用层网关功能子系统收到所述的消息后，触发所述的组播传送管理功能子系统对承载网组播路径进行配置管理。
所述的应用层消息包括会话初始协议STP消息、流媒体传输协议RSTP消息、超文本传输协议HTTP消息和/或远端桌面协议RDP消息。
所述的方法还包括应用层网关功能子系统根据设置的策略通知组播业务应用服务器下发或终止组播业务。
所述的方法还包括应用层网关功能子系统向业务订阅数据管理单元对终端设备申请的组播业务进行认证；和/或，应用层网关功能子系统向鉴权、认证和/或计费服务器对接入网络的终端设备进行接入鉴权、接入认证和/或业务计费处理。
所述的方法具体包括终端设备向应用层网关功能子系统发送应用层的组播业务请求/终止消息；应用层网关功能子系统收到所述的消息后，通知组播传送管理功能子系统进行承载网组播路径的配置管理操作或删除操作。
所述的组播传送管理功能子系统收到应用层网关功能子系统的通知后，转换为相应的组播传送协议消息，并发送。
所述的相应的组播传送协议包括IGMP或MLD协议。
所述的方法还包括应用层网关功能子系统定时向终端设备与终端设备间进行消息交互，根据所述的消息交互结果监测终端设备业务是否在线。
所述的终端设备与应用层网关功能子系统之间采用保密机制进行所述的应用层协议消息的交互。
所述的组播传送管理功能子系统进行承载网组播路径的配置管理操作还包括组播路径的连接接纳控制CAC处理和网络资源分配回收管理，所述的CAC用于判断组播承载网络剩余的资源是否满足待建立的组播路径的QOS所要求的资源。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用本发明开展组播业务过程中，应用层协议和组播网络的协议实现了有效结合，从而使得针对组播网络的管理较为方便，即通过应用层协议，运营商可以提供灵活的运营管理。
而且，由于在开展组播业务的过程中，终端设备与网络侧之间通过应用层协议进行交互，因而，可以大大地提高组播业务的安全性；同时，本发明的实现还使得针对请求加入的用户开展的组播业务的鉴权、计费管理更为便捷，从而有利于对开展组播业务的用户实现管理，进而为开展组播业务的组播用户提供良好的用户体验。
图1为现有技术中组播业务申请过程示意图；图2为现有技术中组播业务终止过程示意图；图3为本发明提供的实现组播业务的系统结构示意图；图4为本发明提供的组播业务申请过程的具体实现流程示意图一；图5为本发明提供的组播业务终止过程的具体实现流程示意图一；图6为本发明提供的组播业务保活过程的具体实现流程示意图；图7为本发明提供的组播业务申请过程的具体实现流程示意图二；图8为本发明提供的组播业务终止过程的具体实现流程示意图二。
具体实施例方式
本发明的核心是在用户接入网络引入应用层网关功能子系统(ALGSS，Application layer gateway Subsystem)，以及组播传送管理功能子系统(MCMSS，Multicast Carrier Management Subsystem)，基于所述的应用层网关功能子系统及组播传送管理功能子系统，在用户和连接用户的AN(接入节点)能够直接采用SIP或者HTTP等应用层协议进行交互，而不再需要使用组播成员管理协议，从而在开展组播业务过程中引入了请求确认响应机制，以提高组播业务用户的体验及网络安全性，而且，运营商可以通过应用层协议提供灵活的运营管理。
本发明提供的系统的结构的具体实现如图3所示，具体包括(1)业务订阅数据管理(SSDM，Server Subscription Data Management)，用于管理业务订阅数据，便于根据相应的数据信息实现对用户的组播业务请求进行认证等操作，所述的业务订阅数据可以为用户签约业务数据等数据信息；(2)应用层网关功能子系统(ALGSS，Application layer gatewaySubsystem)，用于对应用层协议进行处理，包括执行协议转换处理、业务寻路处理等功能，所述的协议转换处理具体是在应用层网关功能子系统与不支持应用层协议的实体通信时，将收到的应用层协议消息转换为相应的实体支持的协议的处理，所述的业务寻路处理具体是在应用层网关功能子系统与其他实体通信时，确定其他实体的地址信息的处理过程；具体一点讲，ALGSS主要负责管理和处理用户的组播业务请求(包括申请组播业务和终止组播业务的请求)，同时，还可以采取不同策略控制组播流的转发路径，实现组播业务的真正可运营可管理；所述的ALGSS还用于对用户发来的申请或终止等组播业务请求消息进行认证，并在认证通过后与组播传送管理功能子系统通信，以进行开展组播业务所需要的后续处理，其中所述的认证可以为ALGSS在本地进行认证，也可以向其他实体(如SSDM)进行鉴权认证等操作；所述的ALGSS还与鉴权、认证和/或计费服务器通信，用于对接入网络的终端设备进行接入鉴权、接入认证和/或相应的业务计费处理；所述的ALGSS是一个逻辑功能子系统，具体可以由一个或多个ALGF(应用层网关功能体Application Layer Gateway Functionality)组成，即所述的ALGSS包括一个单独的ALGF物理装置或者设备，或者包括多个ALGF物理装置或者设备；当所述的ALGSS包括多个ALGF时，相应的各ALGF相互之间可以通过代理、重定向等寻址手段进行寻址。
其中，所述的ALGF可以集成(内嵌)于AN中，即由AN实现相应的ALGF的功能；所述的ALGF也可以为一个单独的ALGF物理装置或者设备；或者，也可以由多个设备或装置共同实现ALGF。
本发明所述的系统中，所述的应用层网关功能子系统中还包括保活KeepAlive机制处理单元，用于管理在终端开展组播业务过程中应用层网关功能子系统与终端设备之间组播业务的状态，所述的Keep Alive机制处理单元包括查询定时器和业务查询单元，其中，查询定时器，用于在终端开展组播业务过程中控制业务查询单元定期与终端设备之间进行监测终端设备是否在线的消息的交互；业务查询单元，用于在查询定时器的触发下，定时向终端设备发送用于监测终端设备是否在线的业务状态查询请求。
本发明所述的系统中，所述的应用层网关功能子系统还包括查询等待定时器，当应用层网关功能子系统向终端设备发送用于监测终端设备是否在线的消息时启动该查询等待定时器，当接收到终端返回的响应消息时停止该查询等待定时器，当查询等待定时器超时时，确定终端设备不在线，并触发进行相应的业务下线处理，所述的业务下线处理包括通知组播传送管理功能子系统进行组播组终止处理和应用层网关子系统进行业务下线处理。
(3)组播传送管理功能子系统(MCMSS，Multicast CarrierManagement Subsystem)，用于进行承载网组播路径、QOS(服务质量)、拓扑和/或策略等控制和管理，主要用于在ALGSS的控制下进行组播路径的配置管理，所述的配置管理包括配置或删除组播路径等操作处理；所述的MCMSS具体是处理ALGSS发来的组播管理协议消息如IGMP等，以便于实现开展组播业务过程中的相应处理，如加入或离开组播组的处理等；若ALGSS发来的不是组播管理协议消息，则需要由MCMSS将ALGSS发来的消息转换为组播管理协议消息；MCMSS是一个逻辑功能子系统，其具体可以由一个或多个MCMF(Multicast Carrier Management Functionality，组播传送管理功能体)组成，即一个或多个MCMF可以组成一个MCMSS子系统，各个MCMF相互之间可以通过代理、重定向等寻址手段进行寻址，以实现MCMF之间的通信。
所述的MCMF可以集成(内嵌)于NE(网络设备)中，即由NE实现相应的MCMF的功能，或者，所述的MCMF还可以为单独的物理装置或者设备，或者，所述的MCMF还可以为由多个设备或装置共同实现。
本发明所述的系统中，所述的组播传送管理功能子系统还包括拓扑管理单元，用于管理网络的拓扑信息，以便于提供给路径配置管理单元作为路径配置管理的依据；路径配置管理单元，用于在开展组播业务过程中，实现组播传送路径的配置和管理，所述的路径配置管理单元还包括对组播承载网络之网元的组播路径转发表的配置和管理，并用于对组播传送路径的服务质量QOS参数的配置和管理，所述的组播传送路径的QOS参数的配置和管理还包括组播路径的连接接纳控制CAC管理和网络资源的分配回收管理。所述的CAC用于判断组播承载网络剩余的资源是否满足待建立的组播路径的QOS所要求的资源。
本发明所述的系统中，所述的组播传送管理功能子系统还包括协议转换单元，用于将应用层网关功能子系统发送来的协议转换为组播承载网络组播管理的协议，所述的组播承载网络组播管理的协议包括因特网组管理协议IGMP或组播侦听发现MLD协议。
(4)网络附属子系统(NASS，Network Attachment Subsystem)，用于提供用户终端接入注册和访问网络的初始化，具体用于提供网络级别的标识和管理用户的IP地址以及认证用户接入；NASS通过标准的接口对外提供查询用户位置信息，即用户所在的AN以及所在AN内部的链路，所述的链路包括物理链路和逻辑链路，本发明中MCMSS便可以向NASS获取用户位置信息，从而便于MCMSS根据用户位置信息进行组播路径的配置操作，即确定向用户发送给播业务的路径。
本发明中，在通过ALGSS和MCMSS采用业务应用层协议实现组播业务管理的过程中，所述的ALGSS和MCMSS具体是根据用户的上层协议过程进行组播组成员管理，相应的管理主要包括组播组成员加入请求管理，组播组成员离开请求管理、组播组成员状态以及组播传送通道的管理。而且，在通过ALGSS和MCMSS实现组播业务管理的过程中，运营商还可以对组播业务进行认证、鉴权、计费等管理。
为便于对本发明的理解，下面将结合附图对本发明提供的组播组成员加入请求管理，组播组成员离开请求管理以及组播组成员状态管理的处理过程的具体实现方式进行详细说明。
本发明提供的组播业务申请处理过程的具体实现流程如图4所示，具体包括以下处理步骤步骤41UE(用户)通过网络向ALGSS发送业务开始请求Service-Start-Req消息，以便于向网络侧申请指定的组播业务；在该步骤中，具体采用的是具有请求响应机制的应用层协议，例如，采用SIP或HTTP或RDP或RSTP等应用层协议；步骤42ALGSS收到用户的组播业务申请后，发起针对该用户的鉴权、认证等操作，例如，对该用户的业务申请进行鉴权操作等；具体为，ALGSS收到所述的Service-Start-Req消息后，处理该用户的组播业务申请，即首先根据本地配置策略对业务申请进行本地处理，比如消息拥塞管理控制等，之后，根据配置的策略将业务申请进行远程认证等处理，进行远程认证处理可以根据实际策略选择认证系统，例如，选择到SSDM认证系统认证或到AS认证系统认证进行认证；步骤43ALGSS对业务申请处理通过后，如通过相应的鉴权认证后，ALGSS通知MCMSS处理组播加入请求；例如，ALGSS可以向MCMSS发送请求加入组播组IGMP Group Join消息，以请求将相应的用户加入相应的组播组；需要说明的是，在步骤42和步骤43中，当ALGSS与AS或SSDM采用的处理协议不同时，则在ALGSS上还需要进行相应的协议转换处理，之后，再将转换后的消息发送给AS或SSDM；步骤44MCMSS收到ALGSS的加入组播组请求后，获取并处理相应用户的位置信息；在该步骤中，MCMSS获取申请业务的位置信息方法可以很多种，例如，可以通过本地配置方式获得，也可以通过与NASS通信获取，在图4中便是通过NASS获取申请业务的用户的位置信息；步骤45MCMSS获取到用户的位置信息后，进行承载网中组播路径的配置处理；具体是根据MCMSS网络拓扑、组播成员关系表，进行组播路径的计算以及相应的操作，如CAC(连接接纳控制)、备份或保护路径处理等，然后，配置组播网络的分发通道，所述的组播网络的分发通道包含组播承载网络网元的组播转发表，配置完成后，更新组播组成员关系表，即将用户加入到相应的组播组中。
在MCMSS上，需要记录网络拓扑以及组播组成员关系表，MCMSS网络拓扑来源方法有很多种，如通过GMPLS LMP(链路管理协议)协议获取，手工配置等；所述的组成员关系表是MCMSS根据网络拓扑自己管理和生成的；其中的组播路径的计算方法也是很多种的，如通过GMPLS协议计算。
步骤46MCMSS处理完组播加入请求后，MCMSS向ALGSS响应组播组加入确认，确认内容包含但不局限操作结果、组播组成员数目等。
步骤47ALGSS收到MCMSS响应确认后，向UE响应申请确认。如果申请成功，同时启动业务的keep Alive机制。
步骤48ALGSS根据本地策略和组播组成员数目，可选向AS发送业务发放申请请求。此步非必需的步骤，是可选的。
本发明提供的组播业务终止处理过程的具体实现流程如图5所示，具体包括以下处理步骤步骤51UE发送业务终止请求Service-Termination-Req消息，所述的消息将经过网络转发到ALGSS，以终止指定的组播业务；在该步骤中具体采用的是具有请求响应机制的应用层协议，例如，可以采用SIP或HTTP或RDP或RSTP等应用层协议；步骤52ALGSS收到用户的终止组播业务请求后，处理用户的终止业务请求，如对用户的合法性进行校验等，ALGSS响应确认用户的终止业务请求，同时根据配置的本地策略向AS和/或发送终止业务通告；步骤53ALGSS通知MCMSS删除相应的组播组；需要说明的是，在步骤52和步骤53中，当ALGSS与AS或SSDM采用的处理协议不同，则在ALGSS上还需要进行相应的协议转换处理，之后，再将转换后的消息发送给AS或SSDM；步骤54MCMSS收到ALGSS删除相应的组播组的通知后，根据组播组成员关系删除相应的组播转发通道，释放相应的资源，同时更新组播组成员关系，即将相应用户从对应的组播组中删除。
另外，为便于网络侧实时了解终端设备是否在线，以便于网络侧进行相应的组播业务管理、计费管理等操作处理，本发明还提供了针对组播业务的Keep Alive(保活)机制处理过程，相应处理过程的具体实现流程如图6所示，具体包括以下处理步骤步骤61ALGSS业务状态周期性性查询定时器超时，ALGSS向用户发送业务状态查询请求，同时开启业务状态查询等待定时器，关闭业务状态周期性性查询定时器；所述的查询定时器的定时时长为ALGSS向用户发送业务状态查询请求的间隔时间，通过定时发送的业务状态查询请求消息可以探测到用户是否在线，从而对用户的在线情况进行监测；所述的查询等待定时器的定时时长为ALGSS进行用户的在线情况监测过程所需要的时间，即发送所述的业务状态查询请求后等待返回的业务状态报告的最长时间；步骤62UE收到业务状态查询请求，如果相应的组播业务仍然在线，则UE响应业务状态报告，ALGSS收到UE发来的业务状态报告后，关闭业务状态查询等待定时器，并开启业务状态周期性性查询定时器；步骤63当ALGSS业务状态周期性性查询定时器再次超时时，ALGSS仍将向用户发送业务状态查询请求，同时开启业务状态查询等待定时器，关闭业务状态周期性性查询定时器，相应的处理过程同步骤61；步骤64当业务状态查询等待定时器超时，即ALGSS在指定的时间内没有收到UE的业务状态报告，则可以判定UE的相应业务已经下线，此时ALGSS需要对业务进行下线处理，如清理相关的数据记录等，同时还需要向MCMSS请求删除组播组，ALGSS还可以根据预定的策略向AS和/或SSDM发送业务下线通告；步骤65MCMSS收到ALGSS请求删除组播组的消息后，根据组播组成员关系删除相应的组播转发通道，释放相应的资源，同时，还根据处理结果更新相应的组播组成员关系。
本发明所述的系统中，所述的ALGSS可以包括至少一个ALGF，且所述的ALGF相互之间可以通过代理、重定向等寻址手段进行寻址。同样，所述的MCMSS也可以包括至少一个MCMF，且多个MCMF相互之间也可以通过代理、重定向等寻址手段进行寻址。此时，相应的组播业务申请或终止等组播业务处理过程将基于相应的ALGF及MCMF实现。
下面将以一个具体的系统实施例为例，对本发明中相应的组播业务的申请或终止过程进行说明。假设该具体的系统中的ALGSS由一个ALGF组成，MCMSS由多个设置于不同的网络设备或装置中的MCMF组成，且MCMSS使用简单的IGMP协议进行组播的成员和路径通道管理；系统中，最接近用户的DSLAM(宽带数字复用设备)、MSAN(多业务接入节点)等AN实现MCMSS与ALGSS之间的接口，同时还兼有MCMF组播成员管理和组播通道计算及配置功能，所述的各个MCMF分布在承载网络的各个网络设备中，如分布具有IGMP PROXY功能的LANSWITCH(局域网交换)以及具有PIM(Protocol Independent Multicast，协议无关组播)路由功能的ROUTER(路由器)中。
在上述具体的系统的实施例中，相应的组播业务的申请请求过程的具体实现如图7所示，包括以下步骤步骤71UE发送Service-Start-Req消息，以申请指定的组播业务；在该步骤中具体采用的是具有请求响应机制的应用层协议，如，SIP或HTTP或RDP或RSTP等应用层协议；所述的Service-Start-Req消息将经过AN转发到ALGF；步骤72ALGF收到用户发来的组播业务申请，即Service-Start-Req消息后，处理用户的业务申请，并发起相应的远程认证操作等处理，如对用户业务申请进行鉴权等处理；该步骤具体为，ALGF首先根据本地配置策略对该组播业务申请进行本地处理，然后根据配置的策略将业务申请进行远程认证等处理，进行远程认证处理可以根据实际策略选择认证系统，即根据预定设置的处理策略选择相应的认证系统，例如，到SSDM认证系统认证或到AS认证系统认证；步骤73ALGF对业务申请处理通过后，ALGF通知MCMF请求加入组播组，即ALGF向MCMF发送M Group Join消息；所述的MCMF此时位于接入用户的AN中，即AN集成了MCMF功能；步骤74MCMF收到ALGF的加入组播组请求后，将ALGF的加入组播组请求进行协议转换处理，转换为标准的IGMP协议，或者，转换为其他MCMF进行后续组播业务处理采用的协议，然后，根据组播组成员关系表及组播路径策略特性选择是否发送IGMP通知报文，所述的策略特性包括消息拥塞管理控制等，同时还更新组播成员关系表，即将相应的用户加入到组播成员表中，便于其开展相应的组播业务；需要说明的是，如果MCMF与ALGF之间采用的IGMP协议进行通信，则在该步骤中无需执行相应的协议转换处理；步骤75MCMF处理完组播加入请求后，还向ALGSS(即ALGF)响应组播组加入确认，确认内容包含但不局限操作结果、组播组成员数目等。
步骤76ALGF收到MCMSS响应确认后，向UE响应申请确认消息；在该步骤中，如果组播业务申请成功，则在ALGF上同时启动业务的keep Alive机制，具体的keep Alive机制的处理过程参见前面的描述，在此不再详述。
步骤77ALGF根据本地策略和组播组成员关系表，可选向AS发送业务发放申请请求，以便于AS收到所述的请求后发送相应的组播业务；当然，若ALGF确认相应的组播业务已经由AS发放，并可以通过相应的组播路径发送给相应的申请组播业务的用户时，则可以不再执行该步骤。
在上述具体的系统的实施例中，相应的组播业务的终止请求的处理过程如图8所示，具体包括以下步骤步骤81UE发送Service-Termination-Req消息，所述的Service-Termination-Req消息将经过AN转发到ALGF，以终止指定的组播业务；同样在，在该步骤中，具体可以采用的是具有请求响应机制的应用层协议实现，如SIP或HTTP或RDP或RSTP等应用层协议均可以被采用；步骤82ALGF收到用户的终止组播业务请求，即所述的Service-Termination-Req消息后，处理用户的终止业务请求，例如对用户的合法性进行校验等，ALGF响应确认用户的终止业务请求，同时，在该步骤中还可以根据配置的本地策略向AS和/或SSDM发送终止业务通告，以便于将相应用户的组播业务终止信息通知给AS和/或SSDM，使得AS或SSDM可以根据这一信息对该用户开展的组播业务进行灵活管理。
步骤83ALGF处理用户的终止业务请求通过后，通知MCMF删除相应的组播组，以便于网络侧不再向该用户发送相应的组播业务。
步骤84MCMF收到ALGF删除相应的组播组的通知，对所述的由ALGF通知MCMF删除相应的组播组消息进行协议转换，从而转化成标准的IGMP协议消息，根据组播组成员关系表根据组播路径策略特性选择是否发送IGMPLEAVE报文，然后根据组播组成员关系删除相应的组播转发通道，释放资源，然后更新组播组成员关系；同样，如果MCMF与ALGF之间采用的IGMP协议进行通信，则在该步骤中无需执行相应的协议转换处理。
综上所述，本发明中，由于运行在运营商网络与用户(即终端或主机)之间的IGMP、MLD等组播管理协议替换为直接使用统一的应用层协议，而且在用户(即终端或主机)和ALGSS之间可以采取加密等手段进行消息的交互，因此，本发明中可以大大提高运营商网络的安全保证。
另外，由于本发明中，ALGSS和MCMSS管理着用户的详细的组播业务信息，因此，ALGSS和MCMSS与用户相当于建立了一一对应的连接，使得ALGSS和MCMSS可以对用户进行在线监控和跟踪，从而为各种针对组播业务的灵活的计费提供了可能。
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
1.一种实现组播业务的系统，包括终端设备和用于为终端设备提供组播业务的应用服务器，其特征在于，所述的系统还包括设置于网络侧的应用层网关功能子系统及组播传送管理功能子系统，其中，应用层网关功能子系统，用于处理网络侧与终端设备间交互的开展组播业务过程中的应用层协议消息，并根据应用层协议消息的处理结果触发组播传送管理功能子系统；组播传送管理功能子系统，用于进行承载网组播路径的配置管理，所述的组播路径为将应用服务器发来的组播业务传送到所述终端设备的路径。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的应用层网关功能子系统还与业务订阅数据管理单元通信，并在确定业务订阅数据管理单元对终端设备的认证通过后触发所述的组播传送管理功能子系统，其中，业务订阅数据管理单元，用于管理业务订阅数据，在应用层网关功能子系统的触发下根据所述的业务订阅数据对请求加入组播组的终端设备进行组播业务认证，并将认证通过的信息通知应用层网关功能子系统。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的应用层网关功能子系统还与鉴权、认证和/或计费服务器通信，用于对接入的终端设备进行接入鉴权、接入认证和/或业务计费处理。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的应用层网关功能子系统还与组播业务应用服务器通信，根据收到的终端设备发来的应用层协议消息通知组播业务应用服务器下发或终止组播业务。
5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述的应用层网关功能子系统设置于接入节点设备中或独立设置于网络侧。
6.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述的组播传送管理功能子系统设置于至少一个网络设备中，或独立设置网络侧。
7.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述的应用层网关功能子系统包括一个或多个应用层网关功能体，所述的应用层网关功能体分别用于处理网络侧与终端设备间交互的开展组播业务过程中的应用层协议消息。
8.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述的组播传送管理功能子系统包括一个或多个组播传送管理功能体，所述的组播传送管理功能体分别用于进行承载网组播路径的配置管理。
9.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述的应用层网关功能子系统中还包括保活Keep Alive机制处理单元，用于管理在终端开展组播业务过程中应用层网关功能子系统与终端设备之间组播业务的状态。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的Keep Alive机制处理单元包括查询定时器和业务查询单元，其中，查询定时器，用于在终端开展组播业务过程中控制业务查询单元定期与终端设备之间进行监测终端设备是否在线的消息的交互；业务查询单元，用于在查询定时器的触发下，定时向终端设备发送用于监测终端设备是否在线的业务状态查询请求。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述的应用层网关功能子系统还包括查询等待定时器，当应用层网关功能子系统向终端设备发送用于监测终端设备是否在线的消息时启动该查询等待定时器，当接收到终端返回的响应消息时停止该查询等待定时器，当查询等待定时器超时时，确定业务已经不在线，并触发进行相应的业务下线处理。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述的业务下线处理包括通知组播传送管理功能子系统进行组播组终止处理和应用层网关子系统进行业务下线处理。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的组播传送管理功能子系统还包括拓扑管理单元，用于管理网络的拓扑信息；路径配置管理单元，用于在开展组播业务过程中，实现组播传送路径的配置和管理，所述的管理网络的拓扑信息包含网络拓扑结构信息的管理以及网络和链路的资源信息的管理。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述的路径配置管理单元还包括对组播承载网络之网元的组播路径转发表的配置和管理，并用于对组播传送路径的服务质量QOS参数的配置和管理。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述的组播传送路径的QOS参数的配置和管理还包括组播路径的连接接纳控制CAC管理和网络资源分配回收管理，所述的CAC用于判断组播承载网络剩余的资源是否满足待建立的组播路径的QOS所要求的资源。
16.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的组播传送管理功能子系统还包括协议转换单元，用于将应用层网关功能子系统发送来的协议转换为组播承载网络组播管理的协议。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述的组播承载网络组播管理的协议包括因特网组管理协议IGMP或组播侦听发现MLD协议。
18.一种实现组播业务的方法，其特征在于，包括终端设备向应用层网关功能子系统发送用于开展组播业务的应用层协议消息；应用层网关功能子系统收到所述的消息后，触发所述的组播传送管理功能子系统对承载网组播路径进行配置管理。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的应用层消息包括会话初始协议STP消息、流媒体传输协议RSTP消息、超文本传输协议HTTP消息和/或远端桌面协议RDP消息。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括应用层网关功能子系统根据设置的策略通知组播业务应用服务器下发或终止组播业务。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括应用层网关功能子系统向业务订阅数据管理单元对终端设备申请的组播业务进行认证；和/或，应用层网关功能子系统向鉴权、认证和/或计费服务器对接入网络的终端设备进行接入鉴权、接入认证和/或业务计费处理。
22.根据权利要求18、19、20或21所述的方法，其特征在于，所述的方法具体包括终端设备向应用层网关功能子系统发送应用层的组播业务请求/终止消息；应用层网关功能子系统收到所述的消息后，通知组播传送管理功能子系统进行承载网组播路径的配置管理操作或删除操作。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的组播传送管理功能子系统收到应用层网关功能子系统的通知后，转换为相应的组播传送协议消息，并发送。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述的相应的组播传送协议包括IGMP或MLD协议。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括应用层网关功能子系统定时向终端设备与终端设备间进行消息交互，根据所述的消息交互结果监测终端设备业务是否在线。
26.根据权利要求18、19、20或21所述的方法，其特征在于，所述的终端设备与应用层网关功能子系统之间采用保密机制进行所述的应用层协议消息的交互。
27.根据权利要求18、19、20或22所述的方法，其特征在于，所述的组播传送管理功能子系统进行承载网组播路径的配置管理操作还包括组播路径的连接接纳控制CAC处理和网络资源分配回收管理，所述的CAC用于判断组播承载网络剩余的资源是否满足待建立的组播路径的QOS所要求的资源。
全文摘要
本发明涉及一种实现组播业务的系统及方法。本发明主要包括通过设置于网络侧的应用层网关功能子系统，处理网络侧与终端设备间交互的开展组播业务过程中的应用层协议消息，并根据应用层协议消息的处理结果触发设置于网络侧的组播传送管理单元，以进行承载网组播路径的配置管理，包括创建或删除相应的组播路径。采用本发明开展组播业务，由于应用层协议和组播网络的协议实现了有效结合，从而使得针对组播网络的管理较为方便，即通过应用层协议，运营商可以提供灵活的运营管理，同时，还可以保证组播业务的安全性。
文档编号H04L29/06GK101047607SQ200610083829
公开日2007年10月3日 申请日期2006年6月1日 优先权日2006年6月1日
发明者阳振庭 申请人:华为技术有限公司