专利名称：一种增强组播抗毁性的方法
技术领域：
本发明涉及一种组播技术领域，具体来讲，涉及一种增强组播抗毁性的方法。
背景技术：
组播技术是指在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接。如果一台发送 者同时给多个的接收者传输相同的数据，也只需复制一份的相同数据包，这样提高了数据 传送效率，减少了骨干网络出现拥塞的可能性。由于组播能有效减少网络和主机开销，较单 播和广播有其独特优越性，因此，组播已经得到了广泛的应用，主如实时视频会议系统、远 程教学系统、远程演示系统和视频点播系统(VOD)等等。根据网络中组播组成员的分布，总的说来组播路由协议可以分为以下两种基本类 型。第一种假设组播组成员密集地分布在网络中，也就是说，网络大多数的子网都至少包含 一个组播组成员，而且网络带宽足够大，这种被称作“密集模式”(Dense-Mode)，该模式依赖 于泛洪技术，将数据“推”向网络中所有的路由器。密集模式路由协议包括DVMRP，M0SPF和 PIM-DM协议等。第二种类型是稀疏模式，它假设组播组成员在网络中是稀疏分散的，并且网 络不能提供足够的传输带宽。于是稀疏模式组播路由协议必须依赖于具有路由选择能力的 技术来建立和维持组播树。稀疏模式协议主要有PIM-SM和CBT协议。上述的每一种组播路由协议都有其各自的优、缺点和适用范围。在实际应用中的 组播路由器为了广泛的支持各种应用，同时实现多种组播路由协议，这极大地增加组播路 由器在软硬件上的开销。随着对网络组播研究的深入，业界普遍认识到仅仅依靠标准组播业务模型无法很 好地支持所有的组播应用，而大量可预见的组播应用是源节点确定的应用，由此提出了采 用单源组播业务的模型。IETF提出的SSM体系结构即是基于单源组播思想的。该业务模型 具有以下的优点提供了组播接入的限制机制；路由协议实现简化；组播组的管理由源节 点管理和协调，不需要全网络的组地址管理机制。近年来，也出现了一些对上述几种组播路由协议进行改进的研究工作。例如M λ T 协议和QoSMIC协议，都是对支持QoS的组播路由协议的研究。而RALM协议和TRAM协议， 则是为了实现可靠的组播。此外，随着无线网络的不断发展，组播路由在无线网络领域也得 到了一定的发展。但是这些技术都是基于数据报结构的，因此不可能解决安全、抗毁和保证服务质 量等问题。传统的组播在抗毁性方面几乎没有太多研究，更多的是依靠单播技术。传统的 组播在出现链路故障时，所有的节点都要重新计算路由，计算量大，收敛时间长，组播抗毁性差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种增强组播抗毁性的方法。为实现上述发明目的，本发明增强组播抗毁性的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)、初始化参与组播的所有节点，组播源节点计算扩展信源树序列，扩展信源树序列中包含了备份路径；(2)、组播源节点根据扩展信源树序列得到组播树序列；(3)、组播源节点根据组播树序列向组播成员发送组播数据；(4)、参加组播的节点每隔时间T向下游相邻节点发送询问报文，看下相邻游节点 是否存在，如果存在，则返回步骤(3)，如果不存在，则该节点出现故障；(5)、如果某节点故障，该节点的上游相邻节点向组播源节点报告故障信息，如果 有备份路径可以使用时，源节点直接启用备份路径向组播成员发送组播数据；(6)、如果没有备份路径可以使用或启用备份路径还不能修复损坏路径，源节点重 新计算扩展信源树序列，根据新的扩展信源树序列计算组播树序列，源节点根据新的组播 树序列继续向组播成员发送数据。本发明的发明目的是这样实现的本发明针对组播技术提出了新的抗毁技术，首先在生成扩展信源树序列时记录备 份路径，这样在某一节点出现故障，路径损坏时如果有备份路径即启用备份路径，而无须重 新计算所有节点的路由，组播能够在最短时间内恢复，增强了组播抗毁性。其次参与组播的 节点每隔时间T向下游相邻节点发送询问信息，看下游相邻节点是否存在，如果不存在，则 该节点出现故障，路径损坏，并通过该节点的上游相邻节点向组播源节点报告故障信息，这 样能够在很短时间内发现路径损坏信息，与现有技术的发现网络故障相比，比传统网络发 现故障的时间更短。而询问信息只在组播节点间传送，不会增加网络负载。最后，即使没有 备份路径可以使用或启用备份路径还不能修复损坏路径的情况，由于，本发明采用根据扩 展信源树序列得到组播树序列，计算量和修复网络的时间都大大低于现有组播网络，组播 的抗毁性也得到增强。
图1是本发明增强组播抗毁性的方法一种具体实施方法流程图；图2是图1所示的组播源节点计算扩展信源树序列的一种具体计算方法；图3是由扩展信源树序列得到组播树序列的示意图；图4是参加组播的节点定期向其下游相邻节点发送的询问报文的格式。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行描述，以便本领域的技术人员更好地 理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许 会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例图1是本发明增强组播抗毁性的方法一种具体实施方法流程图。如图1所示，本发明增强组播抗毁性的方法包括以下步骤步骤STl 初始化参与组播的所有节点，组播源节点计算扩展信源树序列，扩展信 源树序列中包含了备份路径；
步骤ST2 组播源节点根据扩展信源树序列得到组播树序列；步骤ST3 组播源节点根据组播树序列发送组播数据；步骤ST401 参加组播的节点每隔时间T向下游相邻节点发送询问报文，看下游 相邻节点是否存在；步骤ST402 如果存在，则返回步骤ST3，如果不存在，则该节点出现故 障；步骤ST501 如果某节点故障，该节点的上游相邻节点向组播源节点报告故障信 息；步骤ST502 判断是否有备份路径；步骤ST503 如果有备份路径可以使用时，源节点直 接启用备份路径，步骤ST504 判断是否启动成功，如果启用成，则返回步骤ST3 发送组播 数据；步骤ST6 如果没有备份路径可以使用或启用备份路径还不能修复损坏路径，源 节点重新计算扩展信源树序列，根据新的扩展信源树序列计算组播树序列，则返回步骤 ST3 源节点根据新的组播树序列向组播成员继续发送数据。在本实施例中，参加组播的节点，每隔时间T向其下游相邻节点发送询问报文，其 下游相邻节点收到后回复上游相邻节点表明路径可达，下游相邻节点存在；如果上游相邻 节点超时未收到回复报文，则上游相邻节点认为下游相邻节点不存在，到达该下游相邻节 点的路径已损坏。上游相邻节点向源节点报告故障信息，源节点收到故障信息后，通过查看组播序 列看是否有备份路径可以到达故障节点影响的组播成员，如有备份路径存在则启用备份路 径，如果没有备份路径可用，则源节点开始重构组播树，即重新计算扩展信源树序列，根据 新的扩展信源树序列计算组播树序列，源节点为所有组播成员找到最佳可达路径后继续组播。在本实施例中，如果多个节点故障，先修复离源结点近的故障，再修复离源结点远 的故障。图2是图1所示的组播源节点计算扩展信源树序列的一种具体计算方法示意图。在本实施例中，扩展信源树序列的计算方法，如图2所示，每个节点代表一个路由 器，图中每个节点代表一个路由器，例如节点0代表路由器0，节点1代表路由器1。为了便于存储和应用，我们将信源树表示为各个节点和左右括号的序列，得到扩 展信源树序列，并且将扩展信源树序列取代路由表。在本实施例中，计算扩展信源树序列的
一种具体计算方法为1)、取源节点Vs的分支(vs，V1,......vffl) ；2)、若分支数大于0，将分
支的各个子节点Vi用其分支替代(Vi，Vl，......vn) ；3)、对所有的子节点的分支重复2)，直
到得到子节点的分支数为0，即都成为叶节点，结束，得到扩展信源树序列；最后对所有的 备用路径(Vi，\)，在扩展信源树序列的Vi节点前加方左括号，在\节点后加方右括号，这 样备份路径就包含在扩展信源树序列中。如图2，从节点2到节点5有两条同样权值的路径，一条是节点2-节点4_节点 5，一条为节点2-节点5，传统路由器在生成路由表的过程中，节点2只会记录一条最佳路 径，在本发明中，路由器记录两条最佳路径，其中一条标注为备份路径，在本实施例中，节点 2-节点5为备份路径，Vs在生成扩展源信源树时在V2前标注左方括号，在V5后标注右方括
号。在本实施例中，按照上面的方法得到图1的中扩展信源树序列为V3 (V4V5JV6))) ([V7(v8 V9DV10 vn))v12，其中括号内的序列表示子信源树。通过此序列，可以方便快捷的查找出最佳路径和组播树。与路由表相比，信源树序列占有的储存容量小，只比储存各节点地址总和的空间略多，约为路由表的一半，在考虑掩 码时约为路由表的四分之一，但是却包含了比路由表的多得多的重要信息，即中间节点信 息，并且无需将信源树进一步转化形成路由表。由于存储空间大大降低，解决了路由表不断 膨胀的问题，加快了数据转发的速率，因此本方法使得组播具有很好的可扩展性，可以应用 在大规模的网络上。传统的路由器只保留各条最佳路径的源节点、下一跳节点和目的节点， 其余中间节点则被丢弃。而这些中间节点的信息是非常有用的，尤其是在路由自愈恢复的 情形下。新的路由结构的基础由于存储了中间节点信息，增强了路由自愈恢复能力。图3是由扩展信源树序列得到组播树序列的示意图。在本实施例中，由扩展信源树序列得到组播树序列的方法如下从组播源节点Vs 到最后一个的目的结点扫瞄扩展信源树序列，按以下方法将选择的内容放入组播树序列 中a.先放入组播源节点Vs，再放入遇到的第一个左括号及其后结点；b.每遇到一个右括号，将刚放入的内容取出；每遇到左括号及其后结点就放入， 直到遇到的目的结点，放入；c.此后放入遇到的右括号，直到遇到的左括号及其后结点，放入；d.重复b.和C.直到b.遇到最后一个目的结点，放入；此后放入遇到的相邻右括
号？结束。在本实施例中，如图3所示，节点0为组播源结点，组播成员为节点5和节点11，根 据上述方法，从扩展信源树序列=V0 (V1 ([V2 V3 (V4 V5JV6))) ([V7 (V8 V9DV10 V11)) V12得到组播 积 序列:V0 (V1 (V2 (V4 V5)) (V7 V11))图4是参加组播的节点定期向其下游相邻节点发送的询问报文的格式。在本实施 例中，Router ID是上游相邻节点的ID，Interval是发送询问报文的时间间隔，该时间间隔 可以根据网络的类型自行规定，RouterDeadInterval是失效时间，如果超过失效时间上游 相邻节点还未收到下游节点回送的报文则认为下游相邻节点失效，Neighbor是下游节点的 ID。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式
进行了描述，以便于本技术领的技术人 员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式
的范围，对本技术领域的普通技术 人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变 化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
权利要求
一种增强组播抗毁性的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)、初始化参与组播的所有节点，组播源节点计算扩展信源树序列，扩展信源树序列中包含了备份路径；(2)、组播源节点根据扩展信源树序列得到组播树序列；(3)、组播源节点根据组播树序列向组播成员发送组播数据；(4)、参加组播的节点每隔时间T向下游相邻节点发送询问报文，看下相邻游节点是否存在，如果存在，则返回步骤(3)，如果不存在，则该节点出现故障。(5)、如果某节点故障，该节点的上游相邻节点向组播源节点报告故障信息，如果有备份路径可以使用时，源节点直接启用备份路径向组播成员发送组播数据；(6)、如果没有备份路径可以使用或启用备份路径还不能修复损坏路径，源节点重新计算扩展信源树序列，根据新的扩展信源树序列计算组播树序列，源节点根据新的组播树序列继续向组播成员发送数据。
2.根据权利要求1所述的增强组播抗毁性的方法，其特征在于，所述的组播源节点计 算扩展信源树序列为1)、取源节点Vs的分支(Vs，Vl，......vffl) ；2)、若分支数大于0，将分支的各个子节点Vi用其分支替代(Vi，Vl，......vn) ；3)、对所有的子节点的分支重复2)，直到得到子节点的分支数为0，即都成为叶节点，结束，得到扩展信源树序列；最后对所有的备用路径(\，\)，在 扩展信源树序列的Vi节点前加方左括号，在\节点后加方右括号，这样备份路径就包含在 扩展信源树序列中，并将扩展信源树序列取代路由表。
3.根据权利要求2所述的增强组播抗毁性的方法，其特征在于，所述的根据扩展信源 树序列得到组播树序列为从组播源节点\到最后一个的目的结点扫瞄扩展信源树序列，按以下方法将选择的内 容放入组播树序列中a.先放入组播源节点Vs，再放入遇到的第一个左括号及其后结点；b.每遇到一个右括号，将刚放入的内容取出；每遇到左括号及其后结点就放入，直到 遇到的目的结点，放入；c.此后放入遇到的右括号，直到遇到的左括号及其后结点，放入；d.重复b.和C.直到b.遇到最后一个目的结点，放入；此后放入遇到的相邻右括号， 结束。
4.根据权利要求1所述的增强组播抗毁性的方法，其特征在于，所述的询问报文包括 上游相邻节点的ID、发送询问报文的时间间隔、失效时间、下游相邻节点的ID ；如果发送询问报文的时间间隔超过失效时间上游相邻节点还未收到下游相邻节点回 送的报文则认为下游相邻节点不存在，该节点出现故障。
全文摘要
本发明公开了一种增强组播抗毁性的方法，首先在生成扩展信源树序列时记录备份路径，路径损坏时如果有备份路径即启用备份路径，而无须重新计算所有节点的路由，组播能够在最短时间内恢复，增强了组播抗毁性。其次参与组播的节点每隔时间T向下游相邻节点发送询问信息，看下游相邻节点是否存在，并通过该节点的上游相邻节点向组播源节点报告故障信息，这样能够在很短时间内发现路径损坏信息，与现有技术的发现网络故障相比，比传统网络发现故障的时间更短。最后，即使没有备份路径可以使用或启用备份路径还不能修复损坏路径的情况，由于，本发明采用根据扩展信源树序列得到组播树序列，计算量和修复网络的时间都大大低于现有组播网络，组播的抗毁性也得到增强。
文档编号H04L12/24GK101814997SQ20101013368
公开日2010年8月25日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者刘明, 曾家智, 王晓敏, 王焱, 龚海刚 申请人:电子科技大学