專利名稱：一種因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽方法及交換機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信技術，具體的講是應用于環(huán)型以太網(wǎng)絡的一種因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽方法及交換機。
背景技術：
在以太網(wǎng)中，傳統(tǒng)的二層交換網(wǎng)絡的交換機將路由器的組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)至主機時，交換機會向其所有接口進行泛洪，即，將收到組播數(shù)據(jù)報文向交換機的每個接口進行轉發(fā)，即使該接口下沒有對該組播數(shù)據(jù)報文感興趣的主機也同樣進行轉發(fā)，降低了網(wǎng)絡效率。
為優(yōu)化以太網(wǎng)交換機的組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)，現(xiàn)有的二層以太網(wǎng)交換機上運行的因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽(IGMP Snooping)可以對收到的主機和路由器之間傳遞的IGMP消息攜帶的信息進行分析。當交換機監(jiān)聽到主機發(fā)出IGMP成員報告消息(IGMP membership report message)時，交換機將收到該消息的接口添加到相應的組播轉發(fā)表項的出接口列表中。當交換機監(jiān)聽到主機發(fā)出IGMP離開消息(IGMP leave message)時，交換機將與該主機連接的接口從組播表轉發(fā)表項的出接口列表中刪除。
假設圖1中二層交換網(wǎng)絡為運行生成樹(STPSpanning Tree Protocol)協(xié)議的以太環(huán)型網(wǎng)絡，交換機S1，S2和S3上啟動IGMP Snooping。交換機S1連接路由器R1。主機H1和H2連接在交換機S2上。生成樹協(xié)議為避免環(huán)網(wǎng)中出現(xiàn)環(huán)路，將S2與S3之間的鏈路阻塞。
路由器R1連接交換機S1的接口由于啟動了IGMP協(xié)議，路由器R1周期性發(fā)送因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢(IGMP查詢)消息，查詢哪些組播組存在成員，交換機S1、S2和S3的IGMP Snooping模塊收到路由器的IGMP查詢消息后，將收到路由器R1該消息的接口加入到各自的本地IGMP Snooping表的路由器(router)接口列表中。
交換機S2將收到的IGMP查詢消息向其所有接口轉發(fā)。當連接交換機S2的主機H1、H2收到IGMP查詢消息后，生成IGMP成員報告消息以加入某個組播組(譬如，組播組G)。交換機S2收到IGMP成員報告消息后，在本地建立與組播組G對應的組播轉發(fā)表項，將收到主機H1、H2發(fā)送的IGMP成員報告消息的接口加入該組播轉發(fā)表項的出接口列表。
交換機S2通過路由器接口列表中指明的路由器接口向交換機S1轉發(fā)上述IGMP成員報告消息，交換機S1收到這些消息之后，也在其本地建立與組播組G對應的組播轉發(fā)表項，將收到交換機S1轉發(fā)的IGMP成員報告消息的接口加入該組播組的出接口列表中，然后通過路由器接口轉發(fā)IGMP成員報告消息至路由器R1。路由器R1收到上述消息之后，將組播組G對應的組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)至交換機S1，交換機S1則向組播轉發(fā)表項中組播組G對應的出接口列表中的接口轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文。同樣，交換機S2根據(jù)本地的組播組G對應的出接口列表中的接口轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文。
但上述現(xiàn)有技術的缺點在于，一旦環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲發(fā)生改變，組播轉發(fā)將會出現(xiàn)暫時中斷。假若交換機S1與S2之間的鏈路中斷，快速生成樹協(xié)議(STP)將重新收斂計算出新的生成樹，首先將圖1中被阻塞的交換機S2與交換機S3之間的鏈路恢復到轉發(fā)狀態(tài)，使得的網(wǎng)絡拓撲發(fā)生改變，如圖2所示。而路由器的IGMP查詢器的查詢周期沒有到期，沒有發(fā)送IGMP查詢消息，主機H1、H2也無法重新發(fā)送IGMP成員報告消息，由于組播數(shù)據(jù)報文的轉發(fā)仍按需發(fā)送若路由器向S1轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文前，主機發(fā)送的IGMP成員報告消息無法通過新的鏈路，即交換機S2-＞交換機S3-＞交換機S1，發(fā)送到路由器R1，則交換機S3的中與組播組對應的出接口列表中沒有與交換機S2對應的出接口。交換機S3收到交換機S1轉發(fā)的路由器的組播數(shù)據(jù)報文包后將直接丟棄。直到路由器查詢周期到期再次發(fā)送IGMP查詢消息Query，主機H1、H2回應發(fā)送IGMP成員報告消息，交換機S3的IGMP Snooping轉發(fā)表項中組播組出接口列表中記錄了與交換機S2對應的出接口后，主機H1、H2才能收到交轉發(fā)的組播數(shù)據(jù)報文。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于環(huán)型網(wǎng)絡中實現(xiàn)因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽(IGMPSnooping)的一種因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽方法及用于因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽的交換機，以實現(xiàn)環(huán)型網(wǎng)絡發(fā)生拓撲變化后組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)的快速恢復。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽方法，包括，交換機配置因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中路由器接口，其中，還包括以下步驟交換機配置組播轉發(fā)表項及對應的出接口列表；交換機配置出接口列表中的相鄰交換機接口；交換機將接收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息的非相鄰交換機接口從出接口列表中刪除。
組播轉發(fā)表項與因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息請求加入的組播組對應。
交換機根據(jù)組播轉發(fā)表項轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文。
交換機配置組播轉發(fā)表項及對應的出接口列表是指，交換機根據(jù)監(jiān)聽的因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息動態(tài)建立組播轉發(fā)表項；將收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口加入組播轉發(fā)表項的出接口列表。
交換機收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口包括交換機收到主機發(fā)送的因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口及/或交換機收到由交換機轉發(fā)的因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口。
交換機配置出接口列表中的相鄰交換機接口是指，通過交換機的人機界面靜態(tài)配置相鄰交換機接口于出接口列表中。
交換機配置出接口列表中的相鄰交換機接口是指，交換機查詢連接相鄰交換機的接口并判斷相鄰交換機接口是否已添加于出接口列表中；若相鄰交換機接口已添加于出接口列表中，則交換機不再將查詢到的相鄰交換機接口添加于出接口列表中；若相鄰交換機接口未添加于出接口列表中，則交換機將查詢到的相鄰交換機添加于出接口列表中。
交換機收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息的接口如果連接了其他交換機，交換機對該因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息不做處理。
交換機配置路由器接口是指，通過交換機的人機界面在因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中靜態(tài)配置路由器接口。
交換機配置路由器接口是指，交換機通過接收因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢消息在因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中動態(tài)設置的路由器接口；其中，路由器接口包括交換機收到路由器下發(fā)的因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢消息的接口及/或收到交換機轉發(fā)的因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢消息的接口。
本發(fā)明還提供了一種交換機，包括，中央處理單元及儲存單元，接口查詢單元，其中，儲存單元，用于存儲含有出接口列表的組播轉發(fā)表項，及因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表；接口查詢單元，用于查詢連接相鄰交換機的接口；中央處理單元，根據(jù)接收的因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息建立組播轉發(fā)表項及相應的出接口列表；以及中央處理單元根據(jù)因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢消息在因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中添加路由器接口；轉發(fā)處理單元，根據(jù)組播轉發(fā)表項將接收的組播數(shù)據(jù)報文從相應的出接口列表中列出的接口轉發(fā)出去。
出接口列表用于存儲收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口及相鄰交換機接口。
中央處理單元根據(jù)因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息將接收到該離開消息的并且不連接其他交換機的接口從出接口列表中刪除。
本發(fā)明的有益效果在于，在實現(xiàn)環(huán)型網(wǎng)絡組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)的同時，當環(huán)型網(wǎng)絡的拓撲發(fā)生改變，能夠快速恢復組播數(shù)據(jù)報文報文的轉發(fā)。


圖1所示為二層環(huán)型以太網(wǎng)一實施例的網(wǎng)絡結構示意圖；圖2所示為圖1中網(wǎng)絡拓撲結構變化后的網(wǎng)絡結構示意圖；圖3為本發(fā)明交換機實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
以下將根據(jù)圖1、圖2所示的二層環(huán)型以太網(wǎng)網(wǎng)絡以及圖3，對本發(fā)明實施例的因特網(wǎng)管理協(xié)議監(jiān)聽方法的實施過程及用于該實施例的交換機進行描述圖1中，二層以太環(huán)型網(wǎng)絡運行生成樹協(xié)議(STPSpanning Tree Protocol)，交換機S1，S2和S3上啟動IGMP Snooping。交換機S1連接路由器R1。交換機S2連接主機H1、H2，生成樹協(xié)議將交換機S2與交換機S3之間的鏈路阻塞。
路由器R1周期性發(fā)送IGMP查詢消息，查詢環(huán)網(wǎng)中的各交換機下哪些組播組存在成員，交換機S1、S2、S3的IGMP Snooping模塊收到路由器R1的IGMP查詢消息后，將收到該IGMP查詢消息的接口加入到各自的本地IGMP Snooping表的路由器(router)接口列表中，交換機S2，S3繼續(xù)將該IGMP查詢消息進行洪泛。
主機H1、H2收到上述的IGMP查詢消息后，發(fā)送IGMP成員報告消息至交換機S2表明加入某個組播組(比如組播組G)，交換機S2收到該消息后，交換機S2的中央處理單元建立組播轉發(fā)表項并存儲在交換機S2的存儲單元，并在組播轉發(fā)表項中建立與組播組G對應出接口列表，以記錄收到該IGMP成員報告消息的接口，交換機S2的轉發(fā)處理單元根據(jù)本地IGMP Snooping表中的路由器接口向交換機S1轉發(fā)IGMP成員報告消息，交換機S1收到交換機S2轉發(fā)的IGMP成員報告消息后，交換機S1的中央處理單元建立組播轉發(fā)表項并儲存在交換機S1的儲存單元中，并在組播轉發(fā)表項中建立與組播組G對應的出接口列表，以記錄接收該IGMP成員報告消息的接口，交換機S1轉發(fā)處理單元根據(jù)本地IGMP Snooping表中路由器接口向路由器R1轉發(fā)IGMP成員報告消息。
交換機S1、S2、S3的接口查詢單元通過STP(Spanning Tree Protocol生成樹協(xié)議)模塊，可以查詢到交換機連接相鄰交換機的接口。交換機S1的中央處理單元判斷接口查詢單元查詢的相鄰交換機的接口是否已加入至本地組播轉發(fā)表項的組播組G對應的出接口列表中，若已經(jīng)添加，則交換機S1中央處理單元不再將相鄰交換機接口添加至本地的組播組G的出接口列表中，因而交換機S1僅將連接交換機S3的接口添加至本地的組播組G的出接口列表中。同理，交換機S2僅將連接交換機S3的接口添加至本地的組播組G的出接口列表中。
由于交換機S3未收到主機H1、H2加入組播組G的IGMP成員報告消息，則交換機S3的中央處理單元沒有建立相關的組播轉發(fā)表項。
路由器R1將主機H1、H2請求的組播組G的組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)至交換機S1，交換機S1的轉發(fā)處理單元向本地組播轉發(fā)表項中組播組G對應出接口列表中的接口轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文。由于交換機S2與S3間鏈路阻塞，則交換機S3轉發(fā)單元丟棄收到的組播數(shù)據(jù)報文；交換機S2的轉發(fā)處理單元根據(jù)本地組播轉發(fā)表項中組播組G出接口列表中的接口轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文至主機H1、H2。
當交換機S1和S2間的鏈路中斷時，生成樹協(xié)議將交換機S2與交換機S3之間被阻塞的鏈路恢復到轉發(fā)狀態(tài)，如圖2所示。交換機S1的轉發(fā)處理單元向本地組播轉發(fā)表項中組播組G對應的出接口列表中的接口轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文，由于交換機S1與S2間鏈路中斷，則交換機S2無法收到組播數(shù)據(jù)報文；而交換機S3轉發(fā)處理單元收到的組播數(shù)據(jù)報文之后，由于沒有相匹配的組播轉發(fā)表項，交換機S3進行洪泛，即向交換機S3的所有接口轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文，這樣交換機S2通過與交換機S3連接的接口接收到上述組播數(shù)據(jù)報文。交換機S2根據(jù)本地組播轉發(fā)表項中對應的組播轉發(fā)表項的出接口列表信息將組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)至主機H1、H2。使得組播數(shù)據(jù)報文通過新鏈路，即交換機S1-＞交換機S3-＞交換機S2，發(fā)送到主機H1、H2。
本發(fā)明實施例中，當圖2中路由器R1發(fā)送IGMP查詢報文的周期到期，路由器R1再次發(fā)送IGMP查詢消息，主機H1、H2回應發(fā)送加入某組播組的IGMP成員報告消息，交換機S2、S3的中央處理單元判斷收到IGMP成員報告消息的接口是否已加入到本地組播轉發(fā)表項中的該組播組的出接口列表。交換機S2的本地組播轉發(fā)表項中已建立該組播組的出接口列表，則交換機S2中央處理單元不再添加該接口，而交換機S3的中央處理單元根據(jù)IGMP成員報告消息建立新的組播轉發(fā)表項并在其出接口列表添加該接口。
當某個主機離開組播組發(fā)出IGMP離開消息時，交換機監(jiān)聽到該IGMP離開消息時，例如，交換機與主機通過集線器(hub)共同連接至一主機時(圖1、圖2中未示)將收到該消息的接口從本地出接口列表中刪除，但是若該接口連接其他交換機，中央處理單元將不刪除收到IGMP離開消息的接口。由于接口刪除的過程與現(xiàn)有技術相同，因而不再重復敘述。
需要說明的是，本發(fā)明的上述實施例中雖然以運行STP協(xié)議的二層環(huán)網(wǎng)為例進行了詳細說明，然而本發(fā)明的應用范圍并不僅限于運行STP協(xié)議的二層環(huán)網(wǎng)，本發(fā)明還可應用于運行快速環(huán)保協(xié)議(RRPPRapid Ring ProtectionProtocol)、快速生成樹協(xié)議(Rapid Spanning Tree Protocol)等其它二層環(huán)形網(wǎng)絡。
本發(fā)明的上述實施例采用了一種動態(tài)方式，在各交換機的本地出接口列表中添加連接相鄰交換機的接口，但是根據(jù)本發(fā)明上述實施例的啟示，本領域技術人員可以通過靜態(tài)配置的方式，通過交換機的人機界面(圖中未示)配置各交換機儲存單元本地存儲的路由器接口及組播轉發(fā)表項及出接口列表。
本發(fā)明的有益效果在于，當二層環(huán)形網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲發(fā)生改變后，快速恢復環(huán)形網(wǎng)絡中的組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)。
以上實施例僅用于說明本發(fā)明的實施過程，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽方法，包括，交換機配置因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中路由器接口，其特征在于，還包括以下步驟交換機配置組播轉發(fā)表項及對應的出接口列表；交換機配置出接口列表中的相鄰交換機接口；交換機將接收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息的非相鄰交換機接口從出接口列表中刪除。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，組播轉發(fā)表項與因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息請求加入的組播組對應。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，交換機根據(jù)組播轉發(fā)表項轉發(fā)組播數(shù)據(jù)報文。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，交換機配置組播轉發(fā)表項及對應的出接口列表是指，交換機根據(jù)監(jiān)聽的因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息動態(tài)建立組播轉發(fā)表項；將收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口加入組播轉發(fā)表項的出接口列表。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，交換機收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口包括交換機收到主機發(fā)送的因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口及/或交換機收到由交換機轉發(fā)的因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，交換機配置出接口列表中的相鄰交換機接口是指，通過交換機的人機界面靜態(tài)配置相鄰交換機接口于出接口列表中。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，交換機配置出接口列表中的相鄰交換機接口是指，交換機查詢連接相鄰交換機的接口并判斷相鄰交換機接口是否已添加于出接口列表中；若相鄰交換機接口已添加于出接口列表中，則交換機不再將查詢到的相鄰交換機接口添加于出接口列表中；若相鄰交換機接口未添加于出接口列表中，則交換機將查詢到的相鄰交換機添加于出接口列表中。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，若交換機收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息的接口連接其他交換機，則交換機對該因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息不做處理。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，交換機配置路由器接口是指，通過交換機的人機界面在因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中靜態(tài)配置路由器接口。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，交換機配置路由器接口是指，交換機通過接收因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢消息在因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中動態(tài)設置路由器接口；其中，路由器接口包括交換機收到路由器下發(fā)的因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢消息的接口及/或收到交換機轉發(fā)的因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢消息的接口。
11.一種交換機，包括，中央處理單元及儲存單元，其特征在于，還包括，接口查詢單元；其中，儲存單元，用于存儲含有出接口列表的組播轉發(fā)表項，及因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表；接口查詢單元，用于查詢連接相鄰交換機的接口；中央處理單元，根據(jù)接收的因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息建立組播轉發(fā)表項及相應的出接口列表以及根據(jù)因特網(wǎng)組管理協(xié)議查詢消息在因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中添加路由器接口；轉發(fā)處理單元，根據(jù)組播轉發(fā)表項將接收的組播數(shù)據(jù)報文從相應的出接口列表中的接口轉發(fā)出去。
12.根據(jù)權利要求11所述的交換機，其特征在于，出接口列表用于存儲收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議成員報告消息的接口及相鄰交換機接口。
13.根據(jù)權利要求11所述的交換機，其特征在于，中央處理單元根據(jù)因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息將接收到該離開消息的并且不連接其他交換機的接口從出接口列表中刪除。
全文摘要
一種因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽方法及交換機。其中，因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽方法包括交換機配置因特網(wǎng)組管理協(xié)議監(jiān)聽表中路由器接口；交換機配置組播轉發(fā)表項及對應的出接口列表；交換機配置出接口列表中的相鄰交換機接口；交換機將接收到因特網(wǎng)組管理協(xié)議離開消息的非相鄰交換機接口從出接口列表中刪除。本發(fā)明的有益效果在于，當二層環(huán)形網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲發(fā)生改變后，快速恢復環(huán)形網(wǎng)絡中的組播數(shù)據(jù)報文轉發(fā)。
文檔編號H04L12/56GK1968160SQ20061014440
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月7日 優(yōu)先權日2006年11月7日
發(fā)明者徐小虎 申請人:華為技術有限公司