CN103947154B - 用于远程多播复制系统中的多播复制的方法和设备 - Google Patents

Abstract

路由器通过一个或多个网络元件耦合到多播流的源并耦合到多播消费者主机，用于管理使用订户电路通过所述一个或多个网络元件发送到主机的多播流。路由器与网络元件之间的接口包含但不限于远程多播复制接口。从订户电路上的主机接收报告。订户电路耦合在路由器与主机之间。报告指示接收与群对象关联的多播流的请求。与群对象关联的参考计数器递增，并且如果参考计数器在递增时从0转变，则向远程多播复制电路添加请求的多播流。

Description

用于远程多播复制系统中的多播复制的方法和设备

技术领域

本发明的实施例涉及远程多播复制系统中的多播复制。特别是，本发明的实施例涉及远程多播系统中群对象的呼叫准入和管理的使用。

背景技术

多播用于将广播式视频和音频流播同时全都带给广大观众。相比单播（其中每个主机都接收它自己的流），在多播中，每一个主机通常通过因特网连接大约同时接收相同的内容。已经建立了因特网群管理协议(IGMP)和多播侦听者发现(MLD)以提供用于多播的标准格式和协议。这些协议现在用于使用因特网协议将广播电视式娱乐带给家庭。

在多播中，在每个订户电路上发送单独流。当存在上百万的观众时，必须维护上百万的独立订户电路和独立流。为了减少维护大量流所需的基础设施，已经开发了远程多播复制(RMR)。RMR允许单个流从中央路由器发送到远程接入节点。路由器从其源获得流。接入节点将单个流复制到许多订户电路上。这避免了从路由器向每个订户电路复制流的需要。有许多订户从相同接入节点接收单个流，数据通路的物理需要可大大减小。

通过将在路由器的流的生成移动远离直接连接到订户电路的接入节点，可损害流管理。通过在接入节点与路由器之间放RMR接口破坏了请求流与生成流之间的连接。

在常规多播复制中，仅在在其上接收到IGMP联结的电路上复制多播群业务。RMR提供用于向感兴趣的主机发送多播业务的单独接口，这通过在与在其上接收到IGMP联结的接口不同的接口上从边缘路由器向接入节点发送出多播业务来实现。下游接入节点将多播业务复制到感兴趣的主机。这避免了使用接入节点与边缘路由器之间的链路来发送多播业务。它允许单独VLAN被用于发送多播业务。另一VLAN可用于IGMP联结、离开和查询。

在RMR中，在IGMP服务简档中配置了用于发送出多播业务的接口及其上下文。该配置使能用于多播的RMR接口并绑定它。在初始配置中创建的IGMP服务简档然后由订户在他们出现时使用。例如CLIPS(无客户端因特网协议)/PPPOE(以太网上的点对点协议)订户的订户使用服务简档来发送能充当联结请求或离开请求的报告以接收或停止接收具体流。该流与群对象关联。

当接收到IGMP报告时，如果在RMR电路上不存在群对象，这意味着所请求的流未被流播到适当接入节点，则在RMR电路上创建与报告中出现的群对应的群对象。然而，未在在其上接收到IGMP报告的订户电路上创建相同的群对象。

如果在RMR电路上创建了群对象，这意味着向通过RMR电路发送的流添加了具体流，则IGMP通知PIM(协议无关多播)使用RMR电路作为OIF(外出接口)用于转发多播群的业务。另一方面，当在订户上接收到IGMP离开以便确定是否存在该群的其它感兴趣的主机时，在RMR电路上向群的所有主机发送出IGMP群特定查询。

IGMP与RMP之间以及路由器与接入节点之间的分离可防止部分系统知晓系统其它部分的状态和连接。它也可使得运营商难以测量和分析系统行为。作为一个示例，在IGMP中，群对象仅与RMR电路关联。作为结果，运营商不能看到与订户关联的所有群，并且不可能确定订户正在观看的群，也不可能确定当前状态并评估具体订户的许多故障。

类似地，当在RMR电路上创建并显示群对象时，群对象的创建给出了在RMR电路上接收到IGMP报告的不正确指示。也不存在说明在订户电路上由订户使用的多播带宽的方式。这挫败了订户级呼叫准入控制。在多播流播中，呼叫准入控制是有用的，以便确保多播业务不影响在相同订户电路上流动的单播业务。呼叫准入控制还有助于确保服务质量以及对订阅级的遵守。

IGMP与RMR之间的分离也产生了附加开销信令。IGMP群特定查询响应于从那个主机的订户电路上的主机接收的IGMP离开而发送，但IGMP群特定查询在RMR电路上发出，并且因此被复制到与该群关联的所有订户电路。IGMP群特定查询分组使用对应于群对象的多播群地址作为用于发送查询的目的IP地址。响应于此查询，在所有订户电路上接收该查询的主机都将对该查询做出响应。这可导致接收的响应比一个IGMP离开请求所需的响应更多。

发明内容

本发明的实施例在一个示例中提供了一种在通过一个或多个网络元件耦合到多播流的源并耦合到多播消费者主机的路由器处用于管理使用订户电路通过一个或多个网络元件发送到主机的多播流的方法。报告从订户电路上的主机接收。订户电路耦合在路由器与主机之间。报告指示接收与群对象关联的多播流的请求。群对象与在路由器的记录中的订户电路关联，并且通过添加所请求的多播流的数据速率而在路由器处对于订户电路维护总数据速率。

在本发明的另一实施例中，提供了一种在通过一个或多个网络元件耦合到多播流的源并耦合到多播消费者主机的路由器处用于管理使用订户电路通过一个或多个网络元件发送到主机的多播流的方法。报告从订户电路上的主机接收。订户电路耦合在路由器与主机之间。报告指示接收与群对象关联的多播流的请求。与群对象关联的参考计数器被递增，并且如果参考计数器在递增时从0转变，则向在耦合到订户电路的网络元件与路由器之间的远程多播复制电路添加所请求的多播流。

在本发明的另一实施例中，路由器通过一个或多个网络元件耦合到多播流的源并耦合到多播消费者主机。路由器配置成管理使用订户电路通过一个或多个网络元件发送到主机的多播流。路由器包含入口模块以从订户电路上的主机接收报告，订户电路耦合在路由器与主机之间。报告指示接收与群对象关联的多播流的请求。路由器还包含网络处理器以将群对象与在路由器处的记录中的订户电路关联，并通过添加所请求的多播流的数据速率来更新在路由器处对于订户电路维护的总数据速率。

在本发明的另一实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包含当由计算机执行时使计算机执行多个操作的指令。操作包含：在路由器处从订户电路上的主机接收报告；将群对象与在路由器处的记录中的订户电路关联，并通过添加所请求的多播流的数据速率来更新在路由器处对于订户电路维护的总数据速率。订户电路耦合在路由器与主机之间，并且其与群对象关联。

本发明的实施例允许订户用更少的多播流服务，并且允许多播流当需要时被建立和移除。

附图说明

通过参考用于例证本发明实施例的以下描述和附图可最好地理解本发明。在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的多播网络的图；

图2是根据本发明实施例的诸如接入节点的网络元件的框图；

图3是根据本发明实施例的诸如边缘路由器的网络元件的框图；

图4是根据本发明实施例建立和处理群对象主机/主机表的过程流程图；

图5是根据本发明实施例使用计数器来从接口中删除群对象的过程流程图；以及

图6是根据本发明实施例处理群查询的过程流程图。

具体实施方式

在如下描述中，阐述了许多特定细节。然而，要理解，本发明的实施例可以在没有这些特定细节的情况下实践。在其它实例中，众所周知的电路、结构和技术未详细示出，以免模糊了对此描述的理解。

在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的提及指示所描述的实施例可包含具体特征、结构或特性，但每一个实施例可能不一定都包含该具体特征、结构或特性。而且，此类短语不一定是指同一实施例。进一步说，当具体特征、结构或特性结合实施例描述时，认为它在本领域技术人员的知识范围内，以便结合不管是否明确描述的其它实施例实现此类特征、结构或特性。

在如下描述和权利要求书中，可使用术语“耦合”和“连接”，连同它们的派生词。应该理解，这些术语不打算作为彼此的同义词。“耦合”用于指示两个或更多元件（其可以或者可以不与彼此直接物理接触或电接触）彼此协作或交互。“连接”用于指示在彼此耦合的两个或更多元件之间建立通信。

代替在RMR电路上创建群对象，可在在其上接收到IGMP报告的每个订户电路上创建群对象。这允许建立与在RMR电路上支持的每个唯一群对应的群关联和参考计数器。

通过在单独的订户电路上创建群对象，运营商可看到与订户关联的所有群。这可消除关于在其上接收到IGMP报告的电路的任何模糊。群对象允许跟踪和说明由每个订户使用的多播带宽。作为结果，有可能基于在边缘的多播带宽使用提供订户级准入控制。当主机请求的带宽比它允许的更大时，可丢弃来自那个主机的新IGMP报告。这确保了那个订户电路的服务质量，而且还允许确保多播业务不影响单播业务，包含电话和web浏览。

除了在请求的订户电路上创建IGMP群对象之外，在同一订户电路上随后接收的IGMP离开可与之前创建的群对象连接。这可允许仅在从其接收离开消息的订户电路上发送出IGMP群特定查询。仅那个订户电路上的主机将看到该查询并且对它做出响应。这减少了IGMP业务并减少了必须被分析以从查询中找到相关结果的响应数量。

图1是多播网络的一个实施例的图。多播网络100包含若干多播源101A-C、多播路由器103(诸如边缘路由器)、代理装置107(诸如接入节点)和若干多播订户109A-E。该图仅示出3个源和5个订户，然而，可以存在更多或更少的源和订户以及其它中间装置，或者其它多播路由器和代理装置可以是多播源与多播订户之间的网络的一部分。作为示例并且为了清楚起见，给出了所例证的实施例，未给出附加装置和变化。本文关于此实施例描述的原理和结构是为了例证目的而提供，并且可适用于其它配置。

每一个多播源101A-C可由任何类型的计算装置（诸如服务器、台式计算机、膝上型计算机、便携式装置等）提供。多播源101A-C各自可由单独装置或装置的任何组合(包含单个装置)提供。多播源101A-C为了多播订户的利益使用在这些装置上运行的应用提供内容。多播源使用IGMP或MLD或类似协议通过多播群地址可用。所提供的内容可以是视频内容、音频内容或其它类型的内容。在一个示例实施例中，每个多播源是IPTV(因特网协议电视)系统中的电视频道。

上游多播路由器103可以是任何类型的连网元件，包含边缘路由器或类似类型的路由装置。上游多播路由器可通过网络直接或间接连接到每一个多播源。上游多播路由器103将这些多播源101A-C提供给连接到上游多播路由器的每一个下游装置。在示例实施例中，示出了单个代理装置107，然而，上游多播路由器103可具有通过任何一个或多个代理装置到下游装置的任何数量的连接。这些连接中的每个连接表示通过代理装置并在上游多播路由器103与下游装置109之间的单独订户电路111。在所描述的实施例中，订户电路是使用MLD操作的IGMP电路。上游多播路由器103可维护连接到上游多播路由器103的每一个下游装置的成员资格数据库。

多播路由器103和接入节点也通过RMR(远程多播复制)接口113连接。此接口携带从路由器到接入节点流播的多播媒体。可能存在用于每个群对象的单个流，其然后在要接收该流的每个订户电路上复制。将复制放置在接入节点而不是在路由器，减少了将流提供给请求相同流的所有订户所需的网络资源。

接入节点107通过网络连接到上游多播路由器103，并且直接或者间接通过同一或另一网络耦合到多个多播订户109A-C。接入节点107管理它通过RMR接口接收的所有流的复制。接入节点107还维护它连接到的所有订户电路111的所请求的多播源的聚合状态。

多播订户节点109A-C由一个或多个流播、IPTV、因特网或电话主机组成。主机可通过路由器连通彼此，或单独地各自连接到同一订户电路。主机的示例包含计算装置，诸如机顶盒、膝上型、手持、台式以及类似的计算装置，以及有线电话和数据流播装置。主机还可包含无线接入点或蜂窝电话微微小区。这些主机可消耗多播源101A-D以及例如来自因特网115的单播数据带宽。多播订户节点可包含IPTV系统的机顶盒以及接收IPTV媒体的手持、电话和平板计算装置。在此实施例中，多播源是IPTV频道，并且多播订户管理可基于与机顶盒的用户交互频繁改变的所请求频道的集合。多播源101A-D、上游路由器103、代理装置107和订户节点109A-C可通过网络的任何组合彼此通信，所述网络包含局域网(LAN)、广域网(WAN)(诸如因特网)或类似的通信系统。这些网络可包含无线和有线组件和网络元件的任何组合。

IPTV系统通常包含连接到边缘路由器103、接入节点107或二者的运营商117。运营商可以是IPTV服务提供商、因特网服务提供商或第三方运营商。通过与路由器和接入节点的连接（不管是直接还是间接的），运营商可提供订阅信息、质量或服务管理、对于IPTV、因特网和电话服务的网络管理和诊断服务以及其它服务和数据。运营商还可提供通过路由器或接入节点到例如用于POTS(简易老式电话服务)或其它电话服务(诸如微微小区蜂窝电话服务)的电话网络的连接。

图2是充当接入节点的网络元件的一个实施例的图，然而其它网络元件可具有类似配置。网络元件200包含入口模块201、出口模块205和网络处理器203。入口模块201处置在物理链路级和数据链路级由网络元件接收的数据分组的处理。出口模块205处置在物理链路级和数据链路级由网络元件传送的数据分组的处理。入口模块和出口模块通过IGMP与订户通信，并且通过IGMP和RMR接口与边缘路由器通信。这两个接口可由不同入口模块和出口模块提供，然而，为了简化示出了单个模块。

网络处理器203处置数据业务的路由、转发以及更高级处理。网络处理器203和因特网群管理协议(IGMP)/多播侦听者发现模块209。

IGMP/MLD模块209管理成员资格数据库213，并且可管理转发信息库211(FIB)。IGMP/MLD模块209从下游多播订户节点接收包含成员资格报告的IGMP和MLD分组。分析这些成员资格报告以确定成员资格数据的改变并更新IGMP/MLD模块209和FIB 211内的成员资格数据库213。IGMP/MLD模块209还可向上游多播路由器传递对多播成员资格数据的改变。

IGMPv3的标准IGMP成员资格报告包含具有类型字段、两个预留字段、校验和字段以及多个群记录字段的报头。消息主体包含一组群记录。各个群记录包含报头部分和主体部分。报头部分包含记录类型字段、辅助日期长度字段、源数量字段和群地址字段。主体含有一组源标识符，诸如提供源数据的终端站或服务器的IP地址。此分层结构要求由IGMP模块解析以在消息中标识源标识符，并且基于这些源标识符维护源状态。

当订户模式正在使用因特网协议v6与代理装置或接入节点通信时，可从MLD成员资格报告接收类似数据。接入节点可跟踪每个多播源的请求数量，并通过每个多播源的模式使上游路由器状态和聚合订户状态相关。源还可与转发和消减模式相关。转发模式指示对应的多播源由上游多播路由器转发到代理装置并且最终到至少一个订户节点。消减状态指示上游多播路由器未将对应的多播源发送到代理装置，并且对应的多播源未发送到任何订户节点。

图3是充当边缘路由器的网络元件的一个实施例的图，然而其它网络元件可具有类似配置。边缘路由器300包含入口模块301、出口模块305和网络处理器303。入口模块301处置在物理链路级和数据链路级由网络元件接收的数据分组的处理。出口模块305处置在物理链路级和数据链路级由边缘路由器传送的数据分组的处理。入口模块和出口模块通过IGMP和RMR接口与一个或多个接入节点通信。边缘路由器也可直接与订户电路上的具体主机和订户通信。

网络处理器303处置数据业务的路由、转发以及更高级处理。网络处理器303可执行或包含协议无关多播(PIM)模块307和因特网群管理协议(IGMP)/多播侦听者发现模块309。这些用于管理群对象表315、数据速率表317和计数器，如下面更详细描述的。PIM模块307管理转发信息库311(FIB)。在其它实施例中，PIM模块307和IGMP/MLD模块309可组合地管理FIB。IGMP/MLD模块309还可将对多播成员资格数据的改变传递到其它网络节点并且还传递到PIM模块307，PIM模块307可将它们发送到其它节点。

网络处理器还管理通过RMR接口的流，确定要发送到每个接入节点的流。IGMP/MLD模块309从下游多播订户节点接收包含成员资格报告的IGMP和MLD分组。分析这些成员资格报告以确定成员资格数据中的改变，更新这些表，并且还在不同订户电路上规划对主机的查询。IGMP/MLD模块309还可从接入节点或从在接入节点或者在另一位置中的PIM模块接收对多播成员资格数据的改变。

成员资格信息可由聚合模块319聚合。来自IGMP/MLD模块309的对成员资格数据的改变可与IGMP/MLD模块209并行地组合来更新转发信息库211、311和成员资格数据库213。表(未示出)可用于跟踪对应接口的每个源以及通用“所有源”的包含和排除的总数，其可被快速更新并用作通知多播系统中其它节点所检测改变的基础。

聚合多播源成员资格可通过使对应源的适当计数器递增和递减来维护，使得聚合多播源成员资格状态被维护，从而定义被转发到多个多播订户节点或与之阻断的多播源。聚合的订户状态可通过每个多播源的模式跟踪。备选地，取决于具体实现以及期望的跟踪的复杂性，可使用更简单的计数器。

图4示出了用于建立和维护群对象/主机表的过程400。在块411，边缘路由器或类似装置从订户电路上的主机接收IGMP报告。该报告在此示例过程中是接收具体多播流的群中的成员资格的报告。

在块413，IGMP模块确定所接收的报告是否是对于新群或对于某个其它目的的请求。如果它不是对于新群的请求，则该过程流到在块429确定该报告是否是另一类型报告。

如果该请求是对于新群的，则在块419，IGMP模块确定在订户电路上处理IGMP报告是否会将那个订户电路的带宽分配保持在其允许的限制内。如果否，则该过程丢弃该报告，并返回等待下一报告。允许的带宽分配限制可以是用于订户电路的物理连接的物理限制，或者它可以是分配给具体用户或由其购买的订阅和优先级的函数。允许的限制可以在表中维护并与正在请求的总带宽相比较，如下面更详细描述的。

在块421，IGMP模块确定是否将接受IGMP报告。IGMP报告可能被拒绝，因为在订户电路上没有足够带宽，或者它可能出于订阅、许可或可用性原因而被拒绝。某些源可能不可用或者需要附加条件，诸如更高订阅或额外费用。如果IGMP报告未被接受，则在块423，它被拒绝，并且过程流程返回等待下一报告。

如果IGMP报告被接受，则在块425，在订户电路上创建群对象。这可通过维护表315或以各种其它方式进行。在块427，在订户电路上使用的多播带宽被更新以反映新群对象的添加。每个订户电路的多播带宽可在边缘路由器的数据速率表317中或在任何其它适合位置中维护。表1示出了可如何在数据速率表317中捕获和跟踪每个订户电路的总数据速率的简化示例。

订户电路 ID	DR 限制	预留的DR	使用的DR
				0001	6MB/s	0MB/s	3.7 MB/s
0002	12MB/s	2MB/s	8.4 MB/s

表1

在表1示例中，仅示出了具有0001和0002的ID的2个订户电路，然而可存在更多的。电路0001已经购买或者具有能够6MB/s的设备，并且没有预留量。正在使用的数据速率是3.7MB/s。这可能对应于高分辨率IPTV群对象加另一主机上的低分辨率IPTV视频。电路0002另一方面具有更高的带宽分配，高达12MB/s，以及2MB/s的更高预留量。预留数据速率可用于电话、蜂窝电话微微小区、数据或单播因特网接入等。在表1中，电路0001可能未购买电话或因特网服务，并且因此什么也没预留。电路0002也具有以8.4MB/s正被使用的更高带宽量。这可能对应于若干视频和音频多播流连同因特网使用或任何其它组合或数据服务。

通常，DR限制和DR预留值将仅非常少改变，例如当进行订阅或硬件改变时。然而，每当在订户上创建群或者从订户中删除群时，可改变使用的DR值。

除了在订户电路上创建群对象之外，所请求的群对象可被添加到RMR电路，使得它可被流播到主机。如果群对象已经正被流播到不同主机，则它不需要被添加。为了添加群对象，边缘路由器103将对于该流的请求发送到对应于所请求流的源101。该源开始流播群对象，并且路由器然后将该流指向RMR接口。接入节点107将从RMR接口拾取该流，并将其复制到要接收该流的每个订户电路111上。

在429，边缘路由器通过IGMP/MLD模块309确定所接收的IGMP消息是否是来自主机的离开消息。如果该消息既不是对于新群的联结请求也不是离开消息，则报告是用于现有群的IGMP报告。在块415，现有群对象状态计时器在块415刷新，并且过程在417返回到等待下一接收的报告。在过程返回之前报告可经受进一步测试，使得其它类型报告也可起作用。

群对象状态计时器可与在请求中提到的群对象关联，或者它可以是通用状态计时器。在一个实施例中，状态计时器确定对与对应群对象关联的主机的下一个群特定查询所过去的时间。当状态计时器被刷新时，然后它再一次开始计数，增加时间直到下一个群查询。在一个实施例中，每个群都用它自己的计时器单独跟踪。在另一实施例中，单个计时器用于所有群，并且群特定查询被发送到所有主机。

如果消息是离开消息，则该模块在块421确定是否可在订户电路上删除群对象。删除涉及在块425和427删除所进行的关联。也许不可能出于各种不同原因而删除群对象。一个这样的原因是因为群对象正由同一订户电路上的另一主机接收。边缘路由器可通过IGMP群特定查询或以其它方式(诸如对接入节点的查询)来确定群对象是否仍与订户电路上的其它主机关联。如果群对象不能被删除，则过程返回到等待下一报告。

如果群对象可被删除，则在块423，从订户电路删除与离开关联的群对象，并且从数据速率表中删除为订户电路确定的带宽使用。在路由器处的记录现在示出订户电路未接收群对象，并且未消耗任何其带宽分配以便接收群对象。

图5是示出计数器可如何用于确定何时可从RMR接口删除群对象的过程流程图。在图5中，在511，如果消息是从其相应订户电路上的主机接收的IGMP报告，则在513，如果报告被接受并且主机可接收群对象(例如在图4中所描述的)，则用于所请求的群对象的参考计数器被递增。这是经由接入节点关于远程多播复制(RMR)电路的参考计数器。如果消息不是IGMP报告，则过程向下跳至519。

参考计数器中的值可被跟踪，并且在515，如果参考计数器由于被递增而从0转变，则这是新群对象。群对象对应于来自具体源的具体多播流，并且这可全都使用常规IGMP/MLD过程来确定和跟踪。边缘路由器将首先联系源以获得新流，并将该流添加到RMR接口。IGMP也将例如使用多播路由协议(诸如PIM)来要求向电路列表添加在其上必须复制这个群的多播业务的RMR电路。接入节点将接收该请求，并将群对象从RMR接口复制到订户电路。

如果参考计数器已经是非零，则源应该已经将流提供给边缘路由器，边缘路由器已经将流应用于RMR接口。接入节点已经将该流复制到其它主机。IGMP报告的结果将是接入节点也会将对象复制到请求的主机。这也可使用多播路由协议进行。该过程然后返回到开始。

如在513、515和517所示出的参考计数器允许边缘路由器确定所请求的群对象是否是新的，以及它是否需要被添加到RMR电路。参考计数器还可用于确定何时从RMR接口移除群对象。

在块519，边缘路由器通过其IGMP/MLD模块从主机接收IGMP离开消息。在此情况下，在521，适当的参考计数器被递减。换句话说，获得了离开中的群对象参考，并且经由接入节点关于RMR电路的那个群的计数器被递减。在块523，确定参考计数器是否已经转变到0。

如果参考计数器没有0，并且尚未转变到0，则过程流程返回到查看下一IGMP报告。然而，在525，如果参考计数器已经转变到0，则IGMP可要求多播路由协议(诸如PIM)从电路列表中删除在其上必须复制这个群的多播业务的RMR电路。这从RMR接口移除了群对象。

图5过程允许管理RMR接口上的业务需求。RMR可仅将有限数量的对象流播到对应的接入节点。当不再有任何主机接收该流时，然后它可安全地从RMR接口移除，直到它再次被请求。每个流的参考计数器允许跟踪接收流的主机数量。这允许当对应的计数器转变到0时(指示0个主机正在请求该流)移除该流。

参考计数器可采取各种不同形式。在一个示例中，可使用群对象和计数器值的简单表，如表2中所示。在另一实施例中，聚合值可被用作计数器值。对于聚合值，多个计数器可被递增以跟踪所有多播源的订户电路的聚合状态。在聚合的上下文中在上文更详细描述此方法。

群对象 ID	计数器值
		0001	548
0002	25
		0003	0
0004	87

表2

图6是用于使用比允许用于IGMP和MLD中的资源更少的资源处理群查询的过程流程图。在图6中，在611，从主机接收IGMP离开。这可以是分别与在图4和图5中的429和519所示出的操作相同的操作。基于此接收的报告，在613，IGMP模块在发送离开的相同订户电路上发送IGMP群特定查询。在RMR电路上发送这个报告不是必需的。

在617，接收响应群特定查询的IGMP报告。这些仅在发送查询的订户电路上接收。所接收的报告指示是否任何主机仍对接收该群的多播业务感兴趣。用于这个确定的群是在611在离开消息中提及的群。如果仍有主机对接收多播业务感兴趣，则过程在623返回。

如果没有接收到IGMP报告，则不再有主机接收业务，然后在619，可从订户电路移除该群对象。在621，可经由接入节点使关于图5的RMR电路的群的参考计数器递减。该过程然后返回。

用块621，图6示出了与图5的互连。在图5中，在521，基于接收IGMP离开使参考计数器递减。如果在订户电路上仅存在一个主机，或者如果每个主机都能独立标识和跟踪，则这是准确的过程。否则，可使用群特定查询。群特定查询允许为了对接收多播流的兴趣而查询与群对象关联的每个订户电路。响应的主机然后可被加起来以确定参考计数器的正确值。备选地，感兴趣的订户电路的答复可被解析以确定在希望接收流的一个具体电路上是否存在任何主机。

因为可能存在许多订户电路与群对象关联，IGMP群特定查询可使许多查询发送到许多主机。虽然使用接入节点的复制硬件这可能是可管理的，但当接收到答复时是有问题的。大约全部同时接收以IGMP报告的形式的大量答复。使用图6的过程，在应答中接收的IGMP报告数量可大大减少。

如图6中所示，指出在611在其上接收IGMP离开的订户电路。群特定查询然后仅在那一个订户电路上发送。应答仅从那个订户电路上的主机接收。这大大减少了系统上的业务需求和处理需求。同时，它允许在参考计数器中维护高精确度。

相同过程可应用于使参考计数器递增。在接收到请求流的IGMP报告时，IGMP模块可在同一订户电路上发送IGMP群特定查询以确定是否那个订户电路上的任何主机已经正在接收该流。如果否，则参考计数器递增以反映该流的新订户电路。如果这样，则参考计数器不递增，因为参考计数器示出了与群对象关联的订户电路数量。这个订户电路已经与群对象关联。

如上所述，可在在其上接收IGMP报告的每个订户上创建群对象。同时，可使对应群的RMR电路上的参考计数器递增。相反，在在其上接收IGMP离开的每个订户上删除群对象，并使对应群的RMR电路上的参考计数器递减。

IGMP通知PIM添加RMR电路作为OIF，仅当RMR电路上的群对象的参考计数器从零变到非零值时。IGMP通知PIM删除作为OIF的RMR电路，仅当RMR电路上的群对象的参考计数器从非零变到零值时。只要该群的参考计数器非零，那个群或源-群的多播业务就会继续在RMR电路上流出。参考计数可确保多播业务在RMR电路上从第一订户变得对多播群感兴趣的时间到最后一个订户失去对多播群兴趣的时间流出。对于IGMPv3/MLDv2，RMR电路上的参考计数可对于源-群对进行。这可使用如上所述的聚合表或以各种其它方式进行。

参考其它图的示范实施例描述这个流程图和其它流程图的操作。然而，应该理解，流程图的操作可由本发明的实施例而不是参考这些其它图讨论的实施例执行，并且参考这些其它图讨论的本发明实施例可执行与参考流程图讨论的操作不同的操作。

本发明的不同实施例也可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。从而，附图中示出的技术可使用在一个或多个电子装置(例如终端站、网络元件)上存储和执行的代码和数据实现。此类电子装置使用计算机可读介质诸如非暂时性计算机可读存储介质(例如磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪存装置、相变存储器)和暂时性计算机可读传送介质(例如电、光、声或其它形式的传播信号——诸如载波、红外信号、数字信号)存储和传递(在内部和/或通过网络与其它电子装置)代码和数据。此外，此类电子装置通常包含耦合到一个或多个其它组件，诸如一个或多个存储装置(非暂时性机器可读存储介质)、用户输入/输出装置(例如键盘、触摸屏和/或显示器)和网络连接的一个或多个处理器的集合。处理器集合与其它组件的耦合通常是通过一个或多个总线和桥(也称为总线控制器)。从而，给定电子装置的存储装置通常存储代码和/或数据以便在那个电子装置的一个或多个处理器的集合上执行。

如本文使用的，网络元件(例如路由器、交换机、桥)是一件连网设备，包含以通信方式互连网络上其它设备(例如其它网络元件、终端站)的硬件和软件。一些网络元件是为多个连网功能(例如路由、桥接、交换、层2聚合、会话边界控制、服务质量和/或订户管理)提供支持和/或为多个应用服务(例如数据、语音和视频)提供支持的“多服务网络元件”。订户终端站(例如服务器、工作站、膝上型计算机、上网本、掌上电脑、移动电话、智能电话、多媒体电话、因特网协议语音(VOIP)电话、用户设备、终端、便携式媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒)访问通过因特网提供的内容/服务和/或在叠加在因特网上(例如通过因特网遂穿)的虚拟专用网络(VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服务通常由属于服务或内容提供商的一个或多个终端站(例如服务器终端站)或参与对等服务的终端站提供，并且例如可包含公共网页(例如免费内容、店面、搜索服务)、私人网页(例如提供电子邮件服务的用户名/密码接入的网页)和/或VPN上的公司网络等。通常，订户终端站(例如通过(有线或无线)耦合到接入网络的客户驻地设备)耦合到边缘网络元件，边缘网络元件(例如通过一个或多个核心网络元件)耦合到其它边缘网络元件，其它边缘网络元件耦合到其它终端站(例如服务器终端站)。

网络元件通常被分成控制平面和数据平面(有时称为转发平面或媒体平面)。在网络元件是路由器(或正在实现路由功能性)的情况下，控制平面通常确定要如何路由数据(例如分组)(例如数据的下一跳以及那个数据的外出端口)，并且数据平面负责转发那个数据。例如，控制平面通常包含与其它网络元件通信以交换路由并基于一个或多个路由度量选择那些路由的一个或多个路由协议(例如边界网关协议(BGP)、内部网关协议(IGP)(例如开放最短路径优先(OSPF)、路由信息协议(RIP)、中间系统到中间系统(IS-IS))、标签分布协议(LDP)、资源预留协议(RSVP))。

路由以及邻接被存储在控制平面上的一个或多个路由结构(例如路由信息库(RIB)、标签信息库(LIB)、一个或多个邻接结构)中。控制平面基于路由结构用信息(例如邻接和路由信息)对数据平面编程。例如，控制平面将邻接和路由信息编程到数据平面上的一个或多个转发结构(例如转发信息库(RIB)、标签转发信息库(LFIB)和一个或多个邻接结构)中。当转发业务时，数据平面使用这些转发和邻接结构。

每个路由协议都基于某些路由度量(度量对于不同路由协议可以不同)将路由项下载到主RIB。每个路由协议都可在本地RIB(例如OSPF本地RIB)中存储路由项，包含未下载到主RIB的路由项。管理主RIB的RIB模块从通过路由协议(基于度量集合)下载的路由中选择路由，并将那些选择的路由(有时称为活动路由项)下载到数据平面。RIB模块还可使路由在路由协议之间重新分布。

对于层2转发，网络元件可存储用于基于这个数据中的层2信息转发数据的一个或多个桥接表。

通常，网络元件包含一个或多个线卡的集合、一个或多个控制卡的集合，并且可选地一个或多个服务卡(有时称为资源卡)的集合。这些卡通过一个或多个机制(例如第一全网耦合线卡而第二全网耦合所有卡)耦合在一起。线卡的集合构成数据平面，而控制卡的集合提供控制平面，并通过线卡与外部网络元件交换分组。服务卡的集合能提供专业化处理(例如层4到层7服务(例如防火墙、IPsec、IDS、P2P)、VoIP会话边界控制器、移动无线网关(GGSN、演进的分组系统(EPS)网关))。作为示例，服务卡可用于终止IPsec隧道，并执行伴随的认证和加密算法。

某些网络元件(例如某些边缘网络元件)在内部使用订户电路表示订户终端站(或者有时是客户驻地设备(CPE)诸如住宅网关(例如路由器、调制解调器))。订户电路在网络元件内唯一标识订户会话，并且通常在会话的生命期内存在。从而，当订户连接到那个网络元件时，网络元件通常分配订户电路，并且当那个订户断开时，对应地解除对那个订户电路的分配。每个订户会话表示使用协议，诸如另一协议上的点对点协议(PPPoX)(例如其中X是以太网或异步传输模式(ATM)、以太网、802.1Q虚拟LAN(VLAN)、因特网协议或ATM)在网络元件与订户终端站(或者有时是CPE诸如住宅网关或调制解调器)之间传递的可区分的分组流。订户会话可使用各种机制(例如手动提供动态主机配置协议(DHCP)、DHCP/无客户端因特网协议服务(CLIPS)或媒体接入控制(MAC)地址跟踪)发起。例如，点对点协议(PPP)通常用于DSL服务，并且需要安装PPP客户端，PPP客户端使订户能够输入用户名和密码，其又可用于选择订户记录。当DHCP被使用时(例如用于电缆调制解调器服务)，通常不提供用户名；但在此类情形下，提供了订户终端站(或CPE)中的硬件的MAC地址。在网络元件上使用DHCP和CLIPS捕获MAC地址，并使用这些地址来区分订户以及访问它们的订户记录。

Claims (20)

1.一种在通过一个或多个网络元件耦合到多播流的源以及耦合到多播消费者主机的路由器处的方法，所述路由器与所述网络元件之间的接口包含但不限于远程多播复制接口，所述方法用于管理使用订户电路通过所述一个或多个网络元件发送到主机的多播流，所述方法包括：

从订户电路上的主机接收报告，所述订户电路耦合在所述路由器与所述主机之间，所述报告指示接收多播流的请求，所述多播流与群对象关联；

使与所述群对象关联的参考计数器递增；以及

如果所述参考计数器在递增时从0转变，则向耦合到所述订户电路的网络元件与所述路由器之间的远程多播复制电路添加请求的多播流。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：通过多播路由协议发送向订户电路列表添加在其上复制所述请求的多播流的所述订户电路的请求。

3.如权利要求2所述的方法，其中发送请求包括向协议无关多播网络元件发送请求。

4.如权利要求1所述的方法，其中使用远程多播复制发送所述多播流，并且其中所述报告是因特网群管理协议报告和多播侦听者发现协议报告中的至少一个。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述路由器通过远程多播复制接口耦合到所述一个或多个网络元件，所述方法进一步包括：如果所述多播流未正通过所述远程多播复制接口发送，则通过所述远程多播复制接口向所述网络元件发送所述多播流。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述多播流与规定的数据速率关联，所述方法进一步包括：

将所述订户电路的当前总数据速率与所述订户电路的最大允许数据速率进行比较；

如果与所述请求的多播流组合的所述订户电路的所述当前总数据速率超过所述订户电路的所述最大允许数据速率，则拒绝接收所述多播流的所述请求。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：刷新与所述群对象关联的群对象状态计时器，所述状态计时器确定对与所述群对象关联的所述主机的下一个群特定查询的时间。

8.如权利要求1所述的方法，进一步包括记录接收的请求。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

从所述订户电路上的所述主机接收指示离开所述多播流的请求的离开请求；

使与所述群对象关联的所述参考计数器递减；以及

如果所述参考计数器在递减时转变到0，则从所述远程多播复制电路移除所述多播流。

10.如权利要求9所述的方法，进一步包括：通过多播路由协议发送从订户电路列表移除在其上复制所述多播流的所述订户电路的请求。

11.如权利要求9所述的方法，进一步包括：

向所述订户电路上的主机发送群对象特定查询以确定是否任何主机正在接收所述多播流；

确定是否从所述订户电路的主机接收报告；并且

其中如果在所述订户电路上未接收对应于所述多播流的报告，则执行移除和更新。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：如果没有主机正在所述订户电路上接收所述多播流，则停止通过所述远程多播复制接口发送所述多播流。

13.如权利要求1所述的方法，其中使参考计数器递增包括使多个计数器递增以跟踪所有多播源的所述订户电路的聚合状态。

14.一种通过一个或多个网络元件耦合到多播流的源并耦合到多播消费者主机的路由器，所述路由器配置成管理使用订户电路通过所述一个或多个网络元件发送到主机的多播流，所述路由器与所述网络元件之间的接口包含但不限于远程多播复制接口，所述路由器包括：

入口模块，用于从所述订户电路上的主机接收报告，所述订户电路耦合在所述路由器与所述主机之间，所述报告指示接收多播流的请求，所述多播流与群对象关联；以及

网络处理器，用于使与所述群对象关联的参考计数器递增；以及

出口模块，用于如果所述参考计数器在递增时从0转变，则向耦合到所述订户电路的网络元件与所述路由器之间的远程多播复制电路添加请求的多播流。

15.如权利要求14所述的路由器，其中所述路由器通过远程多播复制接口耦合到所述一个或多个网络元件，并且其中如果所述多播流未正通过所述远程多播复制接口发送，则所述出口模块还将通过所述远程多播复制接口向所述网络元件发送所述多播流。

16.如权利要求14所述的路由器，其中所述入口模块还将从所述订户电路上的所述主机接收所述多播流的离开消息，并且其中所述网络处理器还将使与所述群对象关联的所述参考计数器递减，并且如果所述参考计数器在递减时转变到0，则从所述远程多播复制电路移除所述多播流。

17.如权利要求14所述的路由器，其中所述参考计数器包括多个参考计数器，并且其中所述网络处理器使多个计数器递增以跟踪所有多播源的所述订户电路的聚合状态。

18.一种设备，包括：

用于在路由器处从订户电路上的主机接收报告的部件，所述订户电路耦合在所述路由器与主机之间，所述路由器与所述主机之间的接口包含但不限于远程多播复制接口，所述报告指示通过网络元件从所述路由器接收多播流的请求，所述多播流与群对象关联；

用于从订户电路上的主机接收报告的部件，所述订户电路耦合在所述路由器与所述主机之间，所述报告指示接收多播流的请求，所述多播流与群对象关联；

用于使与所述群对象关联的参考计数器递增的部件；以及

用于如果所述参考计数器在递增时从0转变，则向耦合到所述订户电路的网络元件与所述路由器之间的远程多播复制电路添加请求的多播流的部件。

19.如权利要求18所述的设备，进一步包括：用于刷新与所述群对象关联的群对象状态计时器的部件，所述状态计时器确定对与所述群对象关联的所述主机的下一个群特定查询的时间。

20.如权利要求18所述的设备，进一步包括：

用于从所述订户电路上的所述主机接收指示离开所述多播流的请求的离开请求的部件；

用于使与所述群对象关联的所述参考计数器递减的部件；以及

用于如果所述参考计数器在递减时转变到0，则从所述远程多播复制电路移除所述多播流的部件。