专利名称：基于igmp协议实现组播转单播的以太网交换设备的制作方法
技术领域：
基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备技术领域[0001]本实用新型涉及无线局域网技术领域，特别涉及无线局域网内组播与单播转换技术领域，具体是指一种基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备。
背景技术：
[0002]在无线局域网技术中，无线包在传输过程中易受到干扰从而导致丢包，对于视频而言，出现丢包时用户的直观感受就是马赛克和停顿。在无线单播传输模式中，由于采用了接收包确认和重传技术，使丢包率降到合理的水平以下，无线视频单播时，用户体验很好， 几乎无马赛克或停顿现象。但是，由于组播是一对多的传输，丢包后无法进行确认和重传， 导致马赛克严重，视频效果极差。[0003]为解决上述组播用户体验交差的问题，现有技术中所采取的技术方案是在无线驱动模块进行处理，对所有组播包进行侦测，建立转发表，把组播包转换成单播包，再利用单播包的确认和重传技术减少丢包率。这样的解决方法固然可以从一定程度上解决组播中用户体验差的问题，但其缺点在于，实施这一技术方案首先需要无线驱动模块自身的支持，另外，即使无线驱动模块提供了无线组播转单播的功能，但其实现复杂，易出问题，转换效率不高。因此，现有技术中的这一解决方案的实际应用价值较低。实用新型内容[0004]本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种通过扩展Iinux内核bridge模块的IGMP snooping子模块功能，直接将无线组播包转换为单播后，再送至无线驱动模块处理，因此不需要无线驱动模块对组播包进行额外的技术处理，提高了效率，同时大大减少了组播的丢包率，进一步地提供用户更佳的体验，且实现方式简单，成本低廉， 应用范围较为广泛的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备。[0005]为了实现上述的目的，本实用新型的无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备具有如下构成[0006]该以太网交换设备包括IGMP管理模块、上行WAN接口和下行以太网接口，所述的 IGMP管理模块分别连接所述的上行WAN接口和下行以太网接口，所述的下行以太网接口包括一个无线接口，所述的IGMP管理模块具有组播转单播控制单元和组播转发表存储单元， 所述的组播转单播控制单元连接于所述的组播转发表存储单元，所述的组播转单播控制单元还连接所述的上行WAN接口和下行以太网接口。[0007]该无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备中，所述的组播转单播控制单元为IGMP探听单元，所述的IGMP探听单元分别连接所述的组播转发表存储单元、上行WAN接口和下行以太网接口。[0008]该无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备中，所述的组播转发表存储单元还包括源MAC地址存储子单元。[0009]采用了该实用新型的无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备，其包括IGMP管理模块、上行WAN接口和下行以太网接口，所述的IGMP管理模块分别连接所述的上行WAN接口和下行以太网接口，所述的下行以太网接口包括一个无线接口，所述的IGMP管理模块具有组播转单播控制单元和组播转发表存储单元，所述的组播转单播控制单元连接于所述的组播转发表存储单元，所述的组播转单播控制单元还连接所述的上行WAN接口和下行以太网接口。在利用该设备进行组播转单播时，所述的IGMP管理模块将下行以太网接口的接口名称、组播组和源MAC地址存入所述的组播转发表存储单元， 然后根据组播转发表存储单元中存储的信息，将所述的组播包的源MAC地址作为发送到无线接口的单播包的目标地址，并将所述的组播包的目标地址作为发送到其余下行以太网接口的单播包的目标地址，实现将组播转换为单播的过程。利用本实用新型的设备及方法，不需要无线驱动模块对组播包进行额外的技术处理，提高了效率，同时大大减少了组播的丢包率，进一步地提供用户更佳的体验，且实现方式简单，成本低廉，应用范围较为广泛的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备。
[0010]图1为本实用新型的无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备的结构示意图。[0011]图2为利用本实用新型的设备实现组播转单播的方法的步骤流程图。[0012]图3为采用本实用新型的设备实现组播转单播的方法在实际应用中接收到join 数据包并记录源MAC地址的示意图。[0013]图4为采用本实用新型的设备实现组播转单播的方法在实际应用中将组播转为单播的示意图。
具体实施方式
[0014]为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。[0015]请参阅图1所示，为本实用新型的无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备的结构示意图。[0016]在一种实施方式中，所述的以太网交换设备包括IGMP管理模块、上行WAN接口和下行以太网接口，所述的IGMP管理模块分别连接所述的上行WAN接口和下行以太网接口，所述的下行以太网接口包括一个无线接口，所述的IGMP管理模块具有组播转单播控制单元和组播转发表存储单元，所述的组播转单播控制单元连接于所述的组播转发表存储单元，所述的组播转单播控制单元还连接所述的上行WAN接口和下行以太网接口。[0017]以上所有的这些功能模块均能够对应于以太网交换设备中的各个硬件，因此仅通过硬件就能够实现这些功能模块。[0018]利用该实施方式的设备实现组播转单播的方法包括以下步骤[0019](1)所述的IGMP管理模块运行IGMP的snooping功能；[0020](2)所述的IGMP管理模块从所述的下行以太网接口接收到IGMP的join数据包； (3)所述的IGMP管理模块将所述的join数据包中的接口名称、组播组和源MAC地址存入所述的组播转发表存储单元；[0022] (4)所述的IGMP管理模块从所述的上行WAN接口接收到组播包；[0023](5)所述的IGMP管理模块的组播转单播控制单元根据所述的组播转发表存储单元中存储的信息，将所述的组播包的源MAC地址作为发送到无线接口的单播包的目标地址，并将所述的组播包的目标地址作为发送到其余下行以太网接口的单播包的目标地址。[0024]在一种较优选的实施方式中，所述的组播转单播控制单元为IGMP探听单元，所述的IGMP探听单元分别连接所述的组播转发表存储单元、上行WAN接口和下行以太网接口。[0025]在利用该实施方式的设备实现组播转单播的方法中，所述的IGMP管理模块运行 IGMP的snooping功能，具体为所述的IGMP探听单元运行IGMP的snooping功能，探听从所述的上行WAN接口和下行以太网接口发来的IGMP数据包。[0026]在进一步优选的实施方式中，所述的组播转发表存储单元还包括源MAC地址存储子单元。[0027]在利用该实施方式的设备实现组播转单播的方法中，所述的IGMP管理模块将所述的join数据包中的源MAC地址存入所述的组播转发表存储单元，具体为所述的IGMP管理模块将所述的join数据包中的源MAC地址存入所述的源MAC地址存储子单元。[0028]在更优选的实施方式中，所述的步骤( 具体包括以下步骤[0029](51)所述的组播转单播控制单元根据所述的组播转发表存储单元中存储的接口名称查找到无线接口；[0030](52)所述的组播转单播控制单元将所述的无线接口对应的源MAC地址作为发送到无线接口的单播包的目标地址；[0031](53)根据所述的组播转发表存储单元中存储的接口名称，所述的组播转单播控制单元将所述的组播包的目标地址作为发送到其余下行以太网接口的单播包的目标地址；[0032](54)所述的组播转单播控制单元根据所述的目标地址进行单播转发。[0033]本实用新型的总体思路是，在以太网交换机(或其它任意桥接，路由设备)转发组播包的过程中，为提高效率和带宽的利用率，通常会采用IGMPdnternet Group Management Protocol —Internet 组iWiHt^i义)snooping，侦听 IGMP join/leave 包，建立转发表，记录从哪个接口收到IGMP包。根据转发表，只把组播数据包转发到加入某个组播组的接口。如果在转发表中扩展一项，记录发IGMP包设备的源MAC地址，就能在转发过程中把组播包的目的MAC替换成表项中设备的源MAC地址，实现组播转单播功能。仅在 IGMP snooping模块上做微小的改动，就实现了和无线驱动模块用大量代码实现的同样功能。通过区别以太网有线接口和无线接口并进行分别处理，如果是无线接口，做目的MAC地址的替换(替换为记录的源MAC地址)，如果是以太网有线接口，不替换，这样原有的IGMP snooping功能不受任何影响。[0034]在实际应用中，开发者不需要了解无线协议即可使用，以使用Iinux操作系统为例，开发者仅需修改Iinux内核bridge的IGMP snooping的少量代码，易实现。在组播转为单播包后，直接发送到连接无线接口的设备，开发者不再需要了解无线接口设备中的任何实现细节，就完成了组播转单播的开发。[0035]经过大量验证，无论无线驱动模块本身是否支持/开启无线组播转单播，都能正常地完成此功能，而且效率优于在无线驱动模块内部的实现。因为从已公开的无线模块驱动源码或者从理论上分析，无线驱动模块在其内部实现组播转单播时，也必然在其内部做一个类似IGMP snooping功能的模块，现在把这两个类似功能的模块合二为一，并且在易实现的地方实现。由于无线协议本身复杂，处理效率比有线低，因此在Iinux内核bridge的 IGMP snooping处理优于在无线驱动模块内部处理，实际测试情况也是如此。[0036]如图3所示，ethO为设备上行的WAN接口，ethl，eth2为用户侧的以太网接口，wlO 为用户侧无线接口。设备分别从ethl和wlO接口收到IGMP join包，组播转发表记录收到 IGMP包的接口名称，组播组，源MAC地址，其中，源MAC地址是为了支持组播转单播在原来组播转发表项中增加的条目。所产生的组播转发表如下表所示[0037]
权利要求1.一种无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备，其特征在于，所述的以太网交换设备包括IGMP管理模块、上行WAN接口和下行以太网接口，所述的IGMP管理模块分别连接所述的上行WAN接口和下行以太网接口，所述的下行以太网接口包括一个无线接口，所述的IGMP管理模块具有组播转单播控制单元和组播转发表存储单元，所述的组播转单播控制单元连接于所述的组播转发表存储单元，所述的组播转单播控制单元还连接所述的上行WAN接口和下行以太网接口。
2.根据权利要求1所述的无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备，其特征在于，所述的组播转单播控制单元为IGMP探听单元，所述的IGMP探听单元分别连接所述的组播转发表存储单元、上行WAN接口和下行以太网接口。
3.根据权利要求1或2所述的无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备，其特征在于，所述的组播转发表存储单元还包括源MAC地址存储子单元。
专利摘要本实用新型涉及一种无线局域网中的基于IGMP协议实现组播转单播的以太网交换设备，其包括IGMP管理模块、上行WAN接口和下行以太网接口，IGMP管理模块分别连接上行WAN接口和下行以太网接口，下行以太网接口包括一个无线接口，IGMP管理模块具有相互连接的组播转单播控制单元和组播转发表存储单元，组播转单播控制单元还连接上行WAN接口和下行以太网接口。采用本实用新型所提供的设备，其不需要无线驱动模块对组播包进行额外的技术处理，提高了效率，同时大大减少了组播的丢包率，进一步地提供用户更佳的体验，且本实用新型的实现方式简单，成本低廉，应用范围较为广泛。
文档编号H04L29/12GK202334577SQ20112045513
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者徐正伟, 牛友武, 陈曦 申请人:上海大亚科技有限公司