专利名称：实现指定路由器到汇聚点注册的方法、设备及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及互联网协议(Internet Protocol，IP)组播技术，尤其涉及一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法、设备及系统。
背景技术：
IP组播是指在IP网络中将数据包以尽力传送(best-effort)的形式发送到网络中的某个确定节点子集，这个子集称为组播组(multicast group)。IP组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够大量节约网路带宽、降低网络负载。可以利用网路组播技术方便地开展一些新的增值业务，如在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗等互联网信息服务。
在实现IP组播通信中，组播路由技术是其关键技术之一。组播路由协议的主要任务是构造组播的分布树，使组播分组数据能够传送到相应的组播组成员。根据对网络中的组播成员的分布和使用不同，组播路由协议分为两类密集模式路由协议和稀疏模式路由协议。其中，稀疏模式协议无关组播(ProtocolIndependent Multicast-Sparse Mode，PIM-SM)是一种常用的域内组播模式。PIM-SM通过建立组播分发树来进行组播数据包的转发，其中组播分发树分为两种以组G对应的汇聚点(Rendezvous Point，RP)为根的共享树和以组播源S为根的最短路径树。如图1所示，PIM-SM通过显示的加入/剪枝机制来完成组播分发树的建立与维护。根据该机制，在满足出接口为空，或者已经完成了最短路径树(Shortest Path Tree，SPT)切换的条件下，再接收到任何注册报文(Register)，都会触发发送注册停止报文(Register Stop)给源指定路由器(Designated Router，DR)，这时RP发送注册停止报文的速率与数据报文的速率是一样的。源DR在接收到这样的注册停止报文之后，将对应的注册出接口(Reg Tunnel)删除。
在源DR上有大量表项的情况下，如果这些表项的数据发送速率很高，每个注册报文从RP那边都会返回一个注册停止报文，每个注册停止报文都会上送到控制单元进行处理，当注册停止报文过多时，就会占用较多的处理资源，这样PIM-SM的所有协议报文，如加入剪枝报文、hello、RP报文就会被丢弃，当然注册停止报文也会被丢弃。当某个源组(S，G)(其中，SSource(源)，Ggroup(组))发送注册探测报文之后，从RP发送回来的本(S，G)的注册停止报文由于其它(S，G)的注册停止报文过多，而被丢弃，会导致注册定时器超时，注册出接口重新被加回来，而重新开始发送注册数据报文，这时将进一步增加网络中的注册报文以及注册停止报文数量，增加控制单元的负担，后果加剧报文丢弃，出现恶性循环。
如图2所示，第一时间，源DR发送大量的(S1，G1)的注册报文，以及(S2，G2)的注册探测报文(Probe)，由于RP会回应大量(S1，G1)的注册停止报文，引起(S2，G2)得注册停止报文被丢失；导致第二时间，源DR会发送大量(S2，G2)的注册报文，最后导致(S1，G1)的注册停止报文被丢失，注册出接口又被加回来，再次发送大量(S1，G1)的注册报文，以此构成恶性循环。
当注册停止报文过多，而出现同一加入剪枝报文连续4次被丢弃，将导致路由器保存的出接口老化定时器长时间得不到更新，老化定时器超时，出接口被老化删除，数据不能正常转发。同样，当同一邻居hello报文连续4次被丢弃，导致路由器保存的邻居信息长时间等不到更新，这时会导致邻居定时器超时，邻居被删除。
并且在同一时间源DR接收多个的相同注册停止报文是无意义的。在源DR接收到第一个注册停止报文之后，状态机进入剪枝状态，之后在一定时间(注册抑制周期减注册探测周期)时间内，再次接收到同样的注册停止报文，将直接丢弃，没有任何其它意义的动作。
由上述可见，在现有技术中，由于注册停止报文过多，造成极大地消耗系统的处理资源，导致PIM-SM的某些重要协议报文被丢弃，出现状态错误，甚至进入恶性循环，无法正常工作。同时在短时间内处理多个相同的注册停止报文也是毫无意义的。
发明内容
本发明实施例提供了一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法、系统及设备，通过减少大量注册停止报文在网络中传输以提高系统性能。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法，至少包括a、指定路由器向汇聚点发送注册报文或注册探测报文；b、汇聚点接收到所述注册报文或注册探测报文后，检测到已经完成最短路径树切换或者没有下游接收者，汇聚点产生相应的注册停止报文；c、将所述注册停止报文限速传送到指定路由器的控制单元进行处理；d、指定路由器删除所述注册停止报文对应的注册出接口。
本发明实施例还提供了一种指定路由器，该路由器至少包括报文发送单元用于向汇聚点发送注册报文或注册探测报文；报文接收单元用于接收所述汇聚点发送的注册停止报文；报文上送单元用于接收到所述注册停止报文后，将该报文上送到控制单元处理；注册出接口管理单元用于管理注册出接口，包括删除和加回所述注册出接口；控制单元与所述报文发送单元、报文接收单元、报文上送单元和注册出接口管理单元耦接，用来对所述报文发送单元、报文接收单元、报文上送单元以及注册出接口单元进行全面控制管理。
报文限速单元与所述报文接收单元和所述报文上送单元耦接，用来限制所述报文接收单元接收注册停止报文的接收速率，或者，用来限制所述指定路由器上送注册停止报文到控制单元的上送速率。
本发明实施例还提出了一种汇聚点设备，该设备至少包括注册报文接收单元用于接收源指定路由发送的注册报文或注册探测报文；注册停止报文发送单元用于向指定路由器发送注册停止报文；检测单元用于检测所述汇聚点是否有下游接收者或检测是否完成最短路径树切换；报文发送限速单元用于对注册停止报文发送单元发送注册停止报文进行速率限制；中央处理单元与所述注册报文接收单元、注册停止报文发送单元和检测单元耦接，用来对所述注册报文接收单元、注册停止报文发送单元、检测单元以及注册发送限速单元进行全面控制管理。
相应地，本发明实施例还提供了一种实现指定路由器到汇聚点注册的系统，该系统至少包括指定路由器和汇聚点设备。
其中，指定路由器，用于向所述汇聚点设备发送注册报文或注册探测报文和限速接收到所述注册停止报文后，向其控制单元限速上送所述注册停止报文，并删除注册出接口；汇聚点设备，用于接收所述注册报文或注册探测报文并限速向所述指定路由器发送注册停止报文。
综上所述，在本发明的实施例提供的一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法、系统及设备中，通过在汇聚点对发送注册停止报文的发送速率进行限速、在指定路由器端对其接收注册停止报文的接收速率进行限速以及对其上送到其控制单元的上送速率进行限速来减少注册停止报文在网路中传输，另一方面，通过对加回注册出接口的时间周期进行限制来减少注册报文量从而减少了注册停止报文在网络中的数量。由于网络中注册停止报文数量的减少，使得系统处理资源优化，提高系统性能。
图1是现有的指定路由器接收到注册停止报文后的工作示意图；图2是现有技术处理指定路由器到汇聚点注册的一个例证示意图；图3是本发明实施例的一种实现指定路由器到汇聚点注册的系统的结构示意图；图4是本发明实施例的一种指定路由器的结构示意图；图5是本发明实施例的一种汇聚点设备的结构示意图；图6是本发明实施例的一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法的主流程图；图7是图6所示步骤S603的详细流程图；图8是图6所示步骤S603的详细流程图；图9是图6所示步骤S603的详细流程图；图10是本发明实施例中健壮系数为3的实施例的示意图。
具体实施例方式
本发明实施例提供的一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法、系统及设备。下面结合附图进一步阐述本发明的具体实施方式
的技术方案。
参考图3，图示了本发明实施例的一种实现指定路由器到汇聚点注册的系统的结构示意图。该系统至少包括指定路由器301和汇聚点设备302，其中，指定路由器301，用于向汇聚点设备302发送注册报文或注册探测报文，指定路由器301接收到汇聚点设备302发送的注册停止报文后，向其控制单元上送所述注册停止报文，并删除注册出接口；汇聚点设备302，用于接收所述注册报文或注册探测报文并限速向指定路由器301发送注册停止报文。
其中，一方面，指定路由器301还用于限速接收所述注册停止报文，或者用于限速上送注册停止报文到其控制单元；另一方面，指定路由器301内设一注册停止定时器，用来限定该指定路由器加回注册出接口的时间周期。
在具体实现时，如图4所示，所述图3中的指定路由器301至少包括报文发送单元402，用于向汇聚点发送注册报文或注册探测报文；报文接收单元401，用于接收所述汇聚点发送的注册停止报文；报文上送单元403，用于接收到所述注册停止报文后，将该报文上送到控制单元405处理；注册出接口管理单元404，用于管理注册出接口，包括删除和加回所述注册出接口；控制单元405，与报文发送单元402、报文接收单元401、报文上送单元403和注册出接口管理单元404耦接，用来对报文发送单元402、报文接收单元401、报文上送单元403以及注册出接口管理单元404进行全面控制管理。
报文限速单元406，与报文接收单元401和报文上送单元403耦接，用来限制报文接收单元401接收注册停止报文的接收速率，或者，用来限制指定路由器301上送注册停止报文到其控制单元的上送速率。
指定路由器301还可以包括与注册出接口管理单元404耦接的注册停止定时器407，用来限定所述注册出接口管理单元404加回注册出接口的时间周期。
在具体实现时，如图5所示，所述图3中的汇聚点设备302至少包括
注册报文接收单元501，用于接收源指定路由发送的注册报文或注册探测报文；注册停止报文发送单元502，用于向指定路由器发送注册停止报文；检测单元503，用于检测是否有下游接收者或检测是否已经完成最短路径树切换；报文发送限速单元504，与注册停止报文发送单元502耦接，用于对注册停止报文发送单元发送注册停止报文进行速率限制；中央处理单元505，与注册报文接收单元501、注册停止报文发送单元502、检测单元503和报文发送限速单元504耦接，用来对注册报文接收单元501、注册停止报文发送单元502、检测单元503以及报文发送限速单元504进行全面控制管理。
上面对本发明实施例的一种实现指定路由器到汇聚点注册的系统和设备的技术方案进行了描述，下面结合附图进一步阐述本发明实施例的一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法的技术方案。
参考图6，图示了本发明实施例的一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法的主流程图，所述方法至少包括步骤S601，指定路由器向汇聚点发送注册报文或注册探测报文；步骤S602，汇聚点接收到所述注册报文或注册探测报文后，当检测到已经完成最短路径树切换或者没有下游接收者时，则汇聚点产生相应的注册停止报文，执行步骤S603；否则，汇聚点进行最短路径树的切换，进行组播数据传输；步骤S603，将所述注册停止报文从汇聚点限速传送到指定路由器的控制单元进行处理；其中，将注册停止报文从汇聚点传送到指定路由器的控制单元具体为汇聚点发送所述注册停止报文、指定路由器接收所述注册停止报文并将所述注册停止报文上送到其控制单元。
步骤S604，指定路由器删除所述注册停止报文对应的注册出接口。
上述从整体上叙述了本发明实施的一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法的技术方案，在具体实现时，步骤S603中所述的限速传送至少包括汇聚点发送限速、指定路由器接收限速或/和指定路由器上送限速。
参考图7，是图6所示步骤S603的详细流程图。根据该图，所述步骤S603具体可以包括步骤S703，RP检测其注册停止报文的发送速率是否超过的预设值，若是，则执行步骤S704，否则，执行步骤S705；步骤S704，RP暂停向DR发送，并丢弃所述注册停止报文，继续执行步骤S703；步骤S705，RP向DR发送所述注册停止报文；步骤S706，DR接收所述注册停止报文；步骤S707，DR将接收到的注册停止报文上送到其控制单元处理，然后执行步骤S604。
在具体实现时，步骤S707可以具体为DR接收到所述注册停止报文后，检测其上送注册停止报文到控制单元的上送速率是否超过预设值，若是，则暂停上送，并丢弃所述注册停止报文，否则，DR将所述注册停止报文上送到控制单元处理，并删除该注册停止报文对应的注册出接口。
参考图8，是图6所示步骤S603的详细流程图；根据该图，所述步骤S603具体可以包括步骤S803，RP向DR发送注册停止报文；步骤S804，DR检测其注册停止报文的接收速率是否超过预设值，若是，则执行步骤S805，否则，执行S806；步骤S805，DR暂停接收，并丢弃所述注册停止报文，并继续执行步骤S804；步骤S806，DR接收所述注册停止报文；步骤S807，DR将接收到的注册停止报文上送到其控制单元处理，然后执行步骤S604。
在具体实现时，步骤S803可以具体为RP检测其注册停止报文的发送速率是否超过预设值，若是，则暂停发送，并丢弃所述注册停止报文，否则，RP向指定路由器发送所述注册停止报文。
或者步骤S807可以具体为DR接收到所述注册停止报文后，检测其上送注册停止报文到控制单元的上送速率是否超过预设值，若是，则暂停上送，并丢弃所述注册停止报文，否则，DR将所述注册停止报文上送到控制单元处理，并删除该注册停止报文对应的注册出接口。
参考图9，是图6所示步骤S603的详细流程图；根据该图，所述步骤S603具体可以包括步骤S903，RP向DR发送注册停止报文；步骤S904，DR接收所述注册停止报文；步骤S905，DR接收到所述注册停止报文后，检测其注册停止报文上送到控制单元的上送速率是否超过预设值，若是，则执行步骤S906，否则，执行S907；步骤S906，DR暂停上送，并丢弃所述注册停止报文到控制单元处理，继续执行步骤S905；步骤S907，DR上送所述注册停止报文到控制单元处理，然后执行步骤S604。
在本实施例中，步骤S903可以具体为RP检测其注册停止报文的发送速率是否超过预设的预设值，若是，则暂停发送，并丢弃所述注册停止报文，否则，RP向指定路由器发送注册停止报文；并且步骤S904具体为DR接收到所述注册停止报文后，检测其注册停止报文接收速率是否超过预设的预设值，若是，则暂停接收，并丢弃所述注册停止报文，否则，DR接收所述注册停止报文。
在具体实现时，上述实施例中，所述步骤S604之后还可以包括e、指定路由器向汇聚点发送注册探测报文，并启动一注册停止定时器，其计时预设值等于健壮系数乘以注册抑制周期；其中，所述健壮系数表示需要经过该系数个注册抑制周期才将注册出接口加回，该健壮系数可以为正整数，当为无穷大时表示一旦注册出接口被删除，就不再加回，不再发送携带数据的注册报文，只发送注册停止报文。
f、当注册停止定时器超时且未收到注册停止报文时，指定路由器将所述注册出接口加回，然后执行步骤S601。
参考图10，图示了本发明实施例中健壮系数为3的实施例的示意图。假设健壮系数是3，即只有三个注册抑制周期内没收到注册停止报文，才能将注册出接口加回来。在第一个注册抑制周期内，(S2，G2)注册停止报文由于处理压力被丢弃，第二个注册抑制周期内，(S2，G2)注册停止报文由于不明原因被丢弃，第三个注册抑制周期内，由于有下游接收者，汇聚点未发送注册停止报文，这时注册停止定时器超时(超过3个注册抑制周期)，则将(S2，G2)的注册出接口加回来。
在本发明所有实施例提到的检测注册停止报文的发送速率、接收速率或上送速率是否超过预设值具体可以通过全局限速或基于表项限速实现。
全局限速时，假设预设值为每秒500个报文，首先记录开始统计时间点T1，在准备发送或者接收到或者准备上送的注册停止报文之后，取当前时间T2，如果T2减去T1小于1秒，则将发送或者接收或者上送的注册停止报文个数增加，当累计注册停止报文个数超过500个时，则将所述注册停止报文丢弃，否则，发送或者接收或者上送所述注册停止报文；如果T2减去T1大于1秒，则更新T2为下一次统计开始时间，并发送或接收或上送所述注册停止报文。
基于表项限速时，假设预设值为每分钟5个报文，首先在表项结构中记录开始统计时间点T1，在准备发送或者接收到或者准备上送的注册停止报文之后，根据报文的(S，G)找到对应的表项，取当前时间T2，如果T2减去T1小于1分，则将发送或者接收或者上送的注册停止报文个数增加，当累计注册停止报文个数超过5个时，则将所述注册停止报文丢弃，否则，发送或者接收或者上送所述注册停止报文；如果T2减去T1大于1分，则更新T2为下一次统计开始时间，并发送或接收或上送所述注册停止报文。
在上述所有具体实施例中，本发明实施例通过在汇聚点对发送注册停止报文的发送速率进行限速或在指定路由器端对其接收注册停止报文的接收速率进行限速以及对其上送到控制单元的上送速率进行限速来减少注册停止报文在网路中传输，或者对发送速率、接收速率和上送速率中的两种，甚至三种同时进行限速，以进一步限制注册停止报文的数量，减轻网络中路由器的负载，有效地提高系统性能。另一方面，通过对加回注册出接口的时间周期进行限制来减少注册报文量从而减少了注册停止报文在网络中的数量。由于网络中注册停止报文数量的减少，使得系统处理资源优化，提高系统性能。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法，其特征在于，该方法至少包括a、指定路由器向汇聚点发送注册报文或注册探测报文；b、汇聚点接收到所述注册报文或注册探测报文后，检测到已经完成最短路径树切换或者没有下游接收者，汇聚点产生相应的注册停止报文；c、将所述注册停止报文从汇聚点限速传送到指定路由器的控制单元；d、指定路由器删除所述注册停止报文对应的注册出接口。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c中将注册停止报文从汇聚点传送到指定路由器的控制单元具体为汇聚点发送所述注册停止报文；指定路由器接收所述注册停止报文并将所述注册停止报文上送到其控制单元。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤c进一步具体为汇聚点检测其注册停止报文的发送速率是否超过一预设值，若是，则暂停发送，并丢弃所述注册停止报文，否则，汇聚点向指定路由器发送所述注册停止报文；指定路由器接收到所述注册停止报文后，将该注册停止报文上送到其控制单元处理。
4.如权利要求2的方法，其特征在于，所述步骤c进一步具体为汇聚点向指定路由器发送注册停止报文；指定路由器检测其接收注册停止报文的接收速率是否超过一预设值，若是，则暂停接收，并丢弃所述注册停止报文，否则，指定路由器接收所述注册停止报文；指定路由器将接收到的所述注册停止报文上送到其控制单元处理。
5.如权利要求2的方法，其特征在于，所述步骤c进一步具体为汇聚点向指定路由器发送注册停止报文；指定路由器接收到所述注册停止报文后，检测其上送注册停止报文到其控制单元的上送速率是否超过一预设值，若是，则暂停上送，并丢弃所述注册停止报文，否则，指定路由器将所述注册停止报文上送到其控制单元处理。
6.如权利要求2至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述注册停止报文的发送速率、接收速率或上送速率是否超过预设值具体可以通过全局限速或基于表项限速实现。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括e、指定路由器删除注册出接口后向汇聚点发送注册探测报文，并启动注册停止定时器；f、当注册停止定时器超过计时预设值时且未收到所述注册探测报文对应的注册停止报文时，指定路由器将所述注册出接口加回来，然后执行步骤a。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述注册停止定时器的计时预设值等于健壮系数乘以注册抑制周期。
9.一种指定路由器，其特征在于，该路由器至少包括报文发送单元其向汇聚点发送注册报文或注册探测报文；报文接收单元用于接收所述汇聚点发送的注册停止报文；报文上送单元用于将接收到的注册停止报文上送到其控制单元处理；注册出接口管理单元用于管理注册出接口，包括删除和加回所述注册出接口；控制单元与所述报文发送单元、报文接收单元、报文上送单元和注册出接口管理单元耦接，用来对所述报文发送单元、报文接收单元、报文上送单元以及注册出接口管理单元进行全面控制管理；报文限速单元与所述报文接收单元和所述报文上送单元耦接，限制所述报文接收单元接收注册停止报文的接收速率，或者，用来限制所述指定路由器上送注册停止报文到其控制单元的上送速率。
10.如权利要求9所述的指定路由器，其特征在于，所述指定路由器还包括注册停止定时器与所述注册出接口管理单元耦接，用来限定所述注册出接口管理单元加回注册出接口的时间周期。
11.一种汇聚点设备，该设备至少包括注册报文接收单元用于接收指定路由发送的注册报文或注册探测报文；注册停止报文发送单元用于向指定路由器发送注册停止报文；检测单元用于检测是否有下游接收者或检测是否完成最短路径树切换；中央处理单元与所述注册报文接收单元、注册停止报文发送单元和检测单元耦接，用来对所述注册报文接收单元、注册停止报文发送单元、检测单元进行全面控制管理；其特征在于，该汇聚点设备还包括，报文发送限速单元与所述注册停止报文发送单元和中央处理单元耦接，用于对注册停止报文发送单元发送注册停止报文进行速率限制。
12.一种实现指定路由器到汇聚点注册的系统，该系统至少包括指定路由器和汇聚点设备，其特征在于，汇聚点设备，用于接收注册报文或注册探测报文并限速向所述指定路由器发送注册停止报文。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述指定路由器还用于限速接收所述注册停止报文，或者用于限速上送注册停止报文到其控制单元。
14.如权利要求12或13所述的系统，其特征在于，所述指定路由器内设一注册停止定时器，以限定该指定路由器加回注册出接口的时间周期。
全文摘要
本发明公开了一种实现指定路由器到汇聚点注册的方法，以解决现有技术中大量注册停止报文在网络传输的技术问题。所述方法包括a.指定路由器向汇聚点发送注册报文或注册探测报文；b.汇聚点接收到所述注册报文或注册探测报文后，当检测到已经完成最短路径树切换或者没有下游接收者时，则汇聚点产生相应的注册停止报文；c.将所述注册停止报文限速传送到指定路由器的控制单元进行处理；d.指定路由器删除所述注册停止报文对应的注册出接口。同时，本发明还公开了一种实现指定路由器到汇聚点注册的系统以及指定路由器和汇聚点设备。
文档编号H04L29/06GK101039264SQ200710027248
公开日2007年9月19日 申请日期2007年3月22日 优先权日2007年3月22日
发明者程松明, 郭锋, 周小牛, 苏海洋, 张海峰 申请人:华为技术有限公司