一种机架式olt设备及其实现多组播vlan的方法
【专利摘要】本发明提供了一种机架式OLT设备及其实现多组播VLAN的方法，OLT设备包括主控卡和多个线卡，主控卡包括主控组播协议模块，线卡包括PON芯片、交换芯片和线卡组播协议模块。实现多组播VLAN的方法是通过分离主控组播协议模块的一部分功能，让线卡组播协议模块参与到对组播协议的处理当中：线卡组播协议模块根据来自用户侧的第一组播协议报文提取组地址和组播VLAN，成组为第二组播协议报文并发送至主控卡；主控组播协议模块根据第二组播协议报文提取组地址和组播VLAN，并成组为第三组播协议报文发送至网络侧。本发明可以大大减轻机架式OLT设备的主控卡的工作负载，并且也可以防止非法的组播加入报文发送至主控卡中去。
【专利说明】-种机架式OLT设备及其实现多组播VLAN的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种实现组播VLAN的设备和方法，特别是涉及一种实现多组播VLAN 的机架式0LT设备，及其利用机架式0LT设备实现多组播VLAN的方法。
【背景技术】
[0002] 在现今的数据通信网络中，视频业务的需求无处不在，由于视频业务的数据流 量很大，组播作为一种点到多点，即单点发送多点接收或多点发送多点接收，的高效数据 传播技术，由于其能够有效降低网络负载、节约网络带宽，所以在视频业务中有着广泛的 应用。运营商使用局端设备开通组播服务，对于不同的接入商，运营商考虑使用不同的 VLAN(Virtual Local Area Network)来进行区分。
[0003] 目前，一般的接入网设备作为一个整体，可以看做是只有一个层面的设备，组播 VLAN的实现就是在这一级层面上实现的。通常情况下，作为接入网的二层0LT(0ptical Line Terminal)设备，一般由一张主控卡和多张业务线卡组成。线卡一般进行数据平面的 数据转发处理，主控卡一般进行协议控制平面的处理，即主控卡协议模块需要处理每张线 卡的协议报文。而当设备的功能丰富之后，主控卡需要更多的协议模块去支持，这也往往会 导致主控卡出现性能问题。
[0004] 对于标准的组播功能，一般只提供在同一个VLAN内对组播数据流进行复制与转 发，即单组播VLAN。在单组播VLAN的系统中，任何的组地址都仅仅成组于唯--个VLAN，这 样主控卡在运行组播协议的时候，相对来说负载较小。但是在实际开通组播业务运营的过 程中，单组播VLAN就显然无法满足运营商使用不同的VLAN来区分不同接入商的视频业务 的要求。因此，为了很好地解决这个问题，多组播VLAN技术的应运而生。利用多组播VLAN 技术，运营商使用不同的组播VLAN来划分开展视频业务的不同接入商。在多组播VLAN系 统中，针对不同的组地址，成组于不同的组播VLAN中。这样就要求多组播VLAN协议模块， 在其收到每一个来自于用户侧的组播协议报文的时候，都需要进行组地址的判断，然后根 据组地址找到其对应的组播VLAN来进行成组。这在多组播VLAN系统的实现中，势必增加 了主控卡的负担。而且由于接入网的0LT设备终端的用户数量巨大，多组播VLAN视频业务 开通后，组播协议报文的量也是非常巨大的，这样也可能会带来设备的性能问题。
【发明内容】
[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机架式0LT设备及其 实现多组播VLAN的方法，其通过分离出主控卡上组播协议模块的一部分功能，让线卡的参 与到对组播协议的处理当中，让用户侧发送过来的协议报文带上系统配置的组播VLAN地 址，然后在发往主控卡去处理，这样可以大大减轻机架式0LT设备的主控卡的工作负载，并 且也可以防止非法的组播加入报文发送至主控卡中去。
[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机架式0LT设备，所述0LT设备 包括一个主控卡和多个线卡，所述主控卡包括主控组播协议模块，所述线卡包括Ρ0Ν芯片 和受换芯片；
[0007] 其特征在于，所述线卡还包括线卡组播协议模块，所述线卡组播协议模块用于对 所述线卡接收到的第一组播协议报文进行组地址和组播VLAN的提取，成组为第二组播协 议报文并发送至所述主控卡。
[0008] 优选地，所述主控组播协议模块用于根据所述第二组播协议报文提取所述组地址 和所述组播VLAN，并成组为第三组播协议报文发送至网络侧。
[0009] 优选地，所述Ρ0Ν芯片透传所述第一组播协议报文。
[0010] 优选地，所述第一组播协议报文是R印〇rt报文。
[0011] 一种使用机架式0LT设备实现多组播VLAN的方法包括：
[0012] 步骤一，所述线卡接收来自用户侧的所述第一组播协议报文；
[0013] 步骤二，所述线卡组播协议模块根据所述第一组播协议报文提取所述组地址和所 述组播VLAN，并以所述组地址和所述组播VLAN成组为所述第二组播协议报文；
[0014] 步骤三，所述线卡将所述第二组播协议报文发送至所述主控卡，所述线卡处理结 束；
[0015] 步骤四，所述主控卡接收所述第二组播协议报文；
[0016] 步骤五，所述主控组播协议模块根据所述第二组播协议报文提取所述组地址和所 述组播VLAN，并成组为所述第三组播协议报文；
[0017] 步骤六，所述主控卡将所述第三组播协议报文发送至网络侧。
[0018] 步骤七，所述主控卡处理结束。
[0019] 优选地，所述步骤二还包括对提取出的所述组地址和所述组播VLAN进行判断是 否合法：如果合法，则成组所述第二组播协议报文；如果不合法，则丢弃，所述线卡结束处 理。
[0020] 优选地，所述步骤二中，以所述组地址和所述组播VLAN地址成组是将所述第一组 播协议报文中的外层VLAN替换成所述组播VLAN，并维护所述线卡自身的软件表项和硬件 表项。
[0021] 优选地，所述步骤五还包括所述主控组播协议模块判断是否成功获取所述组播 VLAN :如果成功获取，则成组所述第三组播协议报文；如果未成功获取，则所述主控卡结束 处理。
[0022] 优选地，所述步骤五中成组所述第三组播协议报文是以所述主控卡自身的软件表 项和硬件表项成组。
[0023] 如上所述，本发明的一种机架式0LT设备实现多组播VLAN的方法，具有以下有益 效果：在不引入新的协议功能模块的情况下，通过分离现有的模块架构，优化处理流程，让 线卡负担组播协议的部分功能，以此来减轻主控卡处理组播协议报文的负担。同时，线卡这 一级的组播实现，既可以过滤非法的组播加入报文，又可以屏蔽不同线卡的硬件差异，这在 多组播VLAN的实现中有很好的应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1显示为本发明的一种机架式0LT设备的结构示意图。
[0025] 图2显示为本发明的一种使用机架式0LT设备实现多组播VLAN的方法的流程图。
[0026] 图3显示为本发明的一种使用机架式0LT设备实现多组播VLAN的方法的一个较 佳实施例的流程示意图。
[0027] 元件标号说明
[0028] 1 机架式0LT设备
[0029] 11 主控卡
[0030] 111 主控组播协议模块
[0031] 12 线卡
[0032] 121 线卡组播协议模块
[0033] 122 交换芯片
[0034] 123 Ρ0Ν 芯片
[0035] S21 ?S27 步骤
[0036] S221 ?S223 步骤
[0037] S251 ?S253 步骤
[0038] S31 ?S36 步骤
【具体实施方式】
[0039] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施 例中的特征可以相互组合。
[0040] 需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构 想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸 绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也 可能更为复杂。
[0041] 在常用的网络设备中，一台物理设备往往只运行一级的协议，通过这一台设备只 处理本级的相关协议。0LT作为局端接入设备，一台设备的业务量往往都很大，这对设备 CPU(Central Processing Unit)的处理有很高的要求。为了能适应业务量的需求，除了通 过提高设备的物理性能之外，还可以在软件架构的设计上进行相关的优化，以期用设备最 小的物理代价，去获取最大的设备处理性能。
[0042] 对于组播业务的处理，根据中国电信的相关标准，在协议处理时，组播协议模块不 关心终端ONU (Optical Network Unit)设备发送过来的协议报文所携带的VLAN，组播协议 模块只关心组播协议报文中的组地址，然后以这个组地址在正确的组播VLAN中成组。对于 单组播VLAN的系统来说，由于整个系统只存在一个组播VLAN，任何一个组地址都打上这个 VLAN就可以了。但对于支持多组播VLAN的系统就不能这样处理了，系统在一个时刻可以允 许多个组播VLAN同时存在。这就多出了一个根据组地址找到其对应组播VLAN的过程。 [0043] 当有大量的用户接入时，主控的组播协议模块所要处理的就是所有线卡的组播协 议报文，组播协议报文数量这个时候将会是巨大的。对于每一个协议报文，都要进行查找 系统组播VLAN的操作，这个查找的过程会频繁，这样势必增加了主控卡的负担。本发明的 一种机架式OLT设备实现多组播VLAN的方法通过分离这种根据组地址查找组播VLAN的过 程，可以大大减轻主控的负担，让主控的性能与单组播VLAN时没有太大的差别。
[0044] 本发明公开了一种支持多组播VLAN功能的机架式0LT设备1，其分离出主控组播 协议的一部分功能交由线卡来完成，以减轻主控卡的负担，具体如图1所示，包括一个主控 卡11和多个线卡12。线卡12是GP0N线卡或ΕΡ0Ν线卡。主控卡11包括主控组播协议模块 111，线卡12包括线卡组播协议模块121、交换芯片122和PON (Passive Optical Network) 芯片123。其中，线卡12的PON芯片123的组播功能被屏蔽，直接由线卡组播协议模块121 来实现组播功能。
[0045] Ρ0Ν芯片123接收通过终端0NU传递过来的用户侧的第一组播协议报文，并将第 一组播协议报文直接透明传输至交换芯片122 ;交换芯片122将第一组播协议报文发送至 线卡组播协议模块121 ;线卡组播协议模块121根据第一组播协议报文提取组地址和组播 VLAN，然后根据组地址和组播VLAN成组为第二组播协议报文，并将第二组播协议报文传送 至交换芯片122 ;交换芯片122将第二组播协议报文发送至上一次的主控卡11。主控卡11 的主控组播协议模块111提取第二组播协议报文中的组地址和组播VLAN，然后成组为第三 组播协议报文，最后将第三组播协议报文发送至网络侧。
[0046] 本发明的多组播VLAN满足IGMP(Internet Group Management Protocol，群组管理 协议）组播协议。IGMP中包括三种控制报文：l)Rep〇rt (离开）报文，当组播成员需要加 入组播组或收到组播路由器的查询时由主机发送的报文，组播路由器将主机加入组播组并 刷新组播成员的状态；2)，Leave (报告）报文，当组播成员需要离开组播组时主动发送的报 文，组播路由器将主机离开组播组；3) Query (查询）报文，组播路由器为了了解组播成员的 状态而发送报文，Query报文分为通用组查询和特定组查询，前者定期发送，子网内的所有 组播成员会回应Repot报文，用于刷新子网内所有组播用户的状态；后者在收到Leave报文 时发送，用于确定特定的组播组内是否还有成员。第一组播协议报文为R印ort报文。
[0047] 本发明还公开了一种使用机架式0LT设备实现多组播VLAN的方法，其流程具体如 图2所示，包括：
[0048] 步骤一 S21 :线卡12的Ρ0Ν芯片123接收来自用户侧通过终端0NU传送的第一组 播协议报文，并将第一组播协议报文透明传送至交换芯片122,交换芯片122再将第一组播 协议报文发送至线卡组播协议模块121。
[0049] 步骤二 S22 :
[0050] S221，线卡组播协议模块121提取第一组播协议报文中的组地址和组播VLAN ;
[0051] S222,线卡组播协议模块121判断组地址和组播VLAN是否是系统配置的合法组地 址和组播VLAN :如果是不合法的，则认为是非法组播协议报文，将其丢弃；如果是合法的， 则跳转至S223 ;
[0052] S223,根据提取出的组地址和组播VLAN成组为第二组播协议报文：将第一组播协 议报文的外层VLAN替换成组播VLAN，同时维护线卡自身的软件表项和硬件表项。
[0053] 步骤三S23 :线卡组播协议模块121将第二组播协议报文发送至交换芯片122,再 由交换芯片122转发至主控卡11，至此，线卡12的处理结束；
[0054] 步骤四S24 :主控11的主控协议控制模块111接收第二组播协议报文，第二组播 协议报文的外层VLAN就是正确的组播VLAN。
[0055] 步骤五 S25 :
[0056] S251，主控组播协议模块111从第二组播协议报文中提取组地址和组播VLAN ;
[0057] S252,主控组播协议模块111判断是否成功获取组播VLAN :如果成功获取，则跳转 至S253 ;如果没有成功获取，主控卡11则结束处理过程；
[0058] S253,主控组播协议模块111以主控卡11自身的软件表项和硬件表项成组为第三 组播协议报文。
[0059] 步骤六S26 :主控卡11发送第三组播协议报文至网络侧。
[0060] 步骤七S27 :主控卡11的处理结束。
[0061] 本发明的一种实现多组播VLAN的方法的一个较佳实施例具体如图3所示，系统规 定：组地址范围为224. 1. 1. 1到224. 1. 1. 254、其对应的组播VLAN是1000。据此，主控卡 11、线卡12都以此规定进行处理。图3中，直线表示上行协议报文，即R印ort报文的传递； 虚线表示下行协议报文的传递；点划线表示组播数据流的传递。在本实施例中，主要说明上 行协议报文的传递：
[0062] S31 :线卡12收到了来自0NU的用户侧加入"组地址为224. L L 10, VLAN Tag (虚 拟局域网标签）为123"的R印ort报文（第一组播协议报文）；
[0063] S32 :线卡12的Ρ0Ν芯片123的组播功能被屏蔽，Ρ0Ν芯片123直接透传"组地址 为224. 1. 1. 10, VLAN Tag(虚拟局域网标签）为123"的R印ort报文直接传送至交换芯片 122 ；
[0064] S33 :交换芯片122将"组地址为224. L L 10, VLAN Tag (虚拟局域网标签）为123" 的R印ort报文发送给线卡组播协议模块121来实现组播功能：首先查找自己的配置信息， 找到了 224. 1. 1. 10对应的组播VLAN为1000 ;线卡组播协议模块121自己以VLAN1000和 组地址224. 1. 1. 10成组；然后将0NU原始的"VLAN123、组地址224. 1. 1. 10"的第一组播协 议报文转换成"VLAN1000、组地址224. 1. 1. 10"第二组播协议报文；
[0065] S34 :线卡组播协议模块121将"VLAN1000、组地址224. 1. 1. 10"第二组播协议报 文再传送回交换芯片122 ;
[0066] S35 :交换芯片122将"VLAN1000、组地址224. 1. 1. 10"第二组播协议报文发往主 控卡11去处理；
[0067] S36 :主控卡11收到的第二组播协议报文已经带有了正确的组播VLAN，所以当 主控组播协议模块111收到"VLAN1000、组地址224. 1. 1. 10"第二组播协议报文后，从 "VLAN1000、组地址224. 1. 1. 10"第二组播协议报文中提取外层VLAN和组地址；然后对组地 址224. 1. 1. 10直接以VLAN1000成组；最后主控组播协议模块111进行相关处理并成组为 第三组播协议报文发送到网络侧。
[0068] 综上所述，本发明的一种机架式0LT设备及其实现多组播VLAN的方法，首先，通过 分别在主控卡和线卡实现组播协议，将需要发给主控卡的第二组播协议报文中的VLAN替 换成正确的组播VLAN，减少了主控卡的负担，并且可以通过线卡组播协议模块过滤非法的 加入报文，让上一级的主控组播协议模块负担更小。其次，线卡发送给主控卡的第二组播协 议报文已经带有正确的组播VLAN，所以不需要主控卡再去根据组地址查找组播VLAN 了，这 样大大减轻了主控组播协议模块的负担，特别是在一块主控卡负责管理多块线卡的0LT设 备上，有很明显的性能优势。最后，屏蔽了线卡Ρ0Ν芯片的组播功能，由于不同的线卡的Ρ0Ν 芯片对组播功能的支持程度是各不相同的，所以屏蔽了 PON芯片的组播功能，也就是屏蔽 了不同类型线卡的硬件差异性，增强了模块的复用性，有利于软件模块的统一维护。所以， 本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[〇〇69] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因 此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1. 一种机架式OLT设备，所述OLT设备包括一个主控卡和多个线卡，所述主控卡包括主 控组播协议模块，所述线卡包括P0N芯片和交换芯片； 其特征在于，所述线卡还包括线卡组播协议模块，所述线卡组播协议模块用于对所述 线卡接收到的第一组播协议报文进行组地址和组播VLAN的提取，成组为第二组播协议报 文并发送至所述主控卡。
2. 根据权利要求1所述的机架式0LT设备，其特征在于，所述主控组播协议模块用于根 据所述第二组播协议报文提取所述组地址和所述组播VLAN，并成组为第三组播协议报文发 送至网络侧。
3. 根据权利要求1所述的机架式0LT设备，其特征在于，所述P0N芯片透传所述第一组 播协议报文。
4. 一种使用如权利要求1所述的机架式0LT设备实现多组播VLAN的方法，其特征在 于，所述实现多组播VLAN的方法包括： 步骤一，所述线卡接收来自用户侧的所述第一组播协议报文； 步骤二，所述线卡组播协议模块根据所述第一组播协议报文提取所述组地址和所述组 播VLAN，并以所述组地址和所述组播VLAN成组为所述第二组播协议报文； 步骤三，所述线卡将所述第二组播协议报文发送至所述主控卡，所述线卡处理结束； 步骤四，所述主控卡接收所述第二组播协议报文； 步骤五，所述主控组播协议模块根据所述第二组播协议报文提取所述组地址和所述组 播VLAN，并成组为所述第三组播协议报文； 步骤六，所述主控卡将所述第三组播协议报文发送至网络侧。 步骤七，所述主控卡处理结束。
5. 根据权利要求4所述的实现多组播VLAN的方法，其特征在于，所述步骤二还包括对 提取出的所述组地址和所述组播VLAN进行判断是否合法：如果合法，则成组所述第二组播 协议报文；如果不合法，则丢弃，所述线卡结束处理。
6. 根据权利要求4所述的实现多组播VLAN的方法，其特征在于，所述步骤二中，以所述 组地址和所述组播VLAN地址成组是将所述第一组播协议报文中的外层VLAN替换成所述组 播VLAN，并维护所述线卡自身的软件表项和硬件表项。
7. 根据权利要求4所述的实现多组播VLAN的方法，其特征在于，所述步骤五还包括所 述主控组播协议模块判断是否成功获取所述组播VLAN :如果成功获取，则成组所述第三组 播协议报文；如果未成功获取，则所述主控卡结束处理。
8. 根据权利要求4所述的实现多组播VLAN的方法，其特征在于，所述步骤五中成组所 述第三组播协议报文是以所述主控卡自身的软件表项和硬件表项成组。
【文档编号】H04L12/18GK104065494SQ201410314349
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】蔡伟 申请人:上海斐讯数据通信技术有限公司