專利名稱：組播路由跟蹤的方法、系統和路由設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網絡通信領域，特別涉及一種組播路由跟蹤的方法、系統和路由設備。
背景技術：
Mtracert (Multicast Trace Route，組播路由跟蹤)是一種追蹤組播報文的轉發(fā) 路徑、定位組播環(huán)境中網絡故障的工具。隨著組播應用日益廣泛，組播維護和故障定位的需 求成為必要的需求，組播路由跟蹤功能顯得越來越重要。目前組播路由跟蹤的基本原理是查詢者在路由設備(或網管主機)上輸入 mtrace命令，指定組播源地址、接收者地址、組播組，發(fā)起組播路由追蹤，向接收者的最后一 跳路由設備發(fā)送查詢(Query)報文；最后一跳路由設備收到查詢報文后，將查詢報文轉換 為請求(Request)報文，并在請求報文中添加包含本路由設備轉發(fā)信息的響應數據塊，向 沿著到組播源的逆向組播路徑方向的上一跳鄰居路由設備發(fā)送。收到請求報文的路由設 備，在請求報文中添加包含本路由設備轉發(fā)信息的響應數據塊，然后繼續(xù)向上游路由設備 發(fā)送請求報文，依次類推，直到到達連接組播源的第一跳路由設備；當第一跳路由設備收到 請求報文后，則向發(fā)起Mtrace跟蹤的查詢者發(fā)送響應(Response)報文，該響應報文中包含 了請求報文包含的全部信息，僅改變了報文的類型；發(fā)起組播跟蹤的查詢者通過對收到的 響應報文進行分析，就能完成追蹤組播路徑、定位組播故障和分析組播流量等功能。例如，參見圖1，路由設備A發(fā)起組播路由跟蹤，發(fā)送查詢報文給最后一跳路由設 備R5，R5收到查詢報文后發(fā)送請求報文給逆向組播路徑的上游路由設備R4，R4添加包含 R4信息的響應數據塊后發(fā)送請求報文給路由設備R2，R2添加包含R2信息的響應數據塊后 發(fā)送請求報文給第一跳路由設備Rl，Rl收到后改變報文類型發(fā)送響應報文給發(fā)起者路由 設備A，路由設備A收到后可以根據響應報文進行分析，完成組播路由跟蹤以及流量統計等 功能。上述組播路由跟蹤技術至少存在以下問題當本跳路由設備向上游路由設備發(fā)送 請求報文，如果此時上游網絡不能正確處理該請求報文，如上游路由設備軟/硬件異常、上 游路由設備不支持Mtrace或不能正常運行Mtrace，或網絡異常導致該請求報文不能達到 上游路由設備，均將導致該請求報文丟失，查詢者無法得到響應。在超過一段時間沒有得到 響應后，查詢者將后續(xù)重復發(fā)起探測，將探測長度逐跳遞增，直至到達故障點。這導致異常 診斷時間過長，無法滿足實時業(yè)務的需求。
發(fā)明內容
為避免重復探測，加速異常檢測定位，增強組播網絡可用性，本發(fā)明實施例提供了一種組播路由跟蹤的方法、系統和路由設備。所述技術方案如下—方面，一種組播路由跟蹤的方法，所述方法包括接收查詢者或下游路由設備發(fā)送的第一報文，當所述第一報文由所述查詢者發(fā)送 時，所述第一報文為查詢報文，當所述第一報文由所述下游路由設備發(fā)送時，所述第一報文為請求報文；根據所述第一報文生成第一請求報文，沿著到組播源地址的逆向組播路徑向上游路由設備發(fā)送所述第一請求報文；生成確認報文并向發(fā)送所述第一報文的查詢者或下游路由設備發(fā)送所述確認報 文；如果未在規(guī)定時間內收到所述上游路由設備返回的確認報文，向所述查詢者發(fā)送 響應報文。一方面，另一種組播路由跟蹤的方法，所述方法包括每跳路由設備接收查詢者或下游路由設備發(fā)送的第一報文后均向查詢者發(fā)送響 應報文，當所述第一報文由所述查詢者發(fā)送時，所述第一報文為查詢報文，當所述第一報文 由所述下游路由設備發(fā)送時，所述第一報文為請求報文；當查詢者未在規(guī)定時間內收到每個路由設備發(fā)送的響應報文，則判定組播路由異常。一方面，一種組播路由跟蹤的系統，所述系統包括查詢者和至少兩個第一路由設 備，所述第一路由設備用于接收到第一報文后向所述查詢者發(fā)送響應報文，所述第一 報文是下游路由設備發(fā)送的請求報文或是所述查詢者發(fā)送的查詢報文；所述查詢者用于如果未在規(guī)定時間內收到來自每個第一路由設備的響應報文，判
定組播路由異常。一方面，一種路由設備，所述路由設備包括確認單元，用于接收查詢者或下游路由設備發(fā)送的第一報文后，生成確認報文并 向所述查詢者或下游路由設備發(fā)送所述確認報文，當所述第一報文由所述查詢者發(fā)送時， 所述第一報文為查詢報文，當所述第一報文由所述下游路由設備發(fā)送時，所述第一報文為 請求報文；發(fā)送單元，用于根據所述第一報文生成第一請求報文，沿著到組播源地址的逆向 組播路徑向上游路由設備發(fā)送所述第一請求報文；第二發(fā)送單元，用于如果未在規(guī)定時間內收到來自上游路由設備的確認報文，向 所述查詢者發(fā)送響應報文。采用本發(fā)明實施例提供的技術方案，每一跳路由設備都發(fā)送反饋報文(響應報文 或確認報文)，可加速異常檢測定位，避免重復探測，增強組播網絡可用性。
圖1是現有技術中組播路由跟蹤的原理示意圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的組播路由跟蹤的方法流程圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的路由設備的結構圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的另一種路由設備的結構圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。本發(fā)明實施例一提供一種組播路由跟蹤的方法，圖2是本發(fā)明實施例提供的組播 路由跟蹤的方法流程圖，參見圖2，該方法可以包括201 本跳路由設備接收下游路由設備或查詢者發(fā)送的第一報文，當該第一報文由 查詢者發(fā)送時，該第一報文為查詢報文，當該第一報文由下游路由設備發(fā)送時，該第一報文 為請求報文。本跳路由設備根據該第一報文生成第一請求報文，將本跳的響應數據塊添加 到該第一請求報文中，沿著到組播源地址的逆向組播路徑向上游路由設備發(fā)送該第一請求 報文。202:本跳路由設備向下游路由設備發(fā)送第一確認報文，確認自己能夠正常處理第 一報文。其中，第一確認報文可與第一報文相同的探測報文頭，需要將查詢報文或請 求報文的類型碼轉換為標識所述第一確認報文的類型碼，但可不攜帶響應數據塊。以 IPv4(InternetProtocol Version 4，因特網協議版本4)為例，第一確認報文的格式可以 為1. IP(Internet Protocol,因特網協議)報頭部分1)目的地址(32比特)接收確認報文的下游路由設備的接口 IP地址或查詢者的 IP地址。2)源地址(32比特)發(fā)送確認報文的上游路由設備的接口 IP地址。其他部分與被確認的第一報文相同。2. UDP報頭部分1)UDP源端口號(16比特)同第一報文。2) UDP目的端口號(16比特)同第一報文。3)報文長度(16比特)需根據新的報文重新計算。4)校驗值(16比特)需根據新的報文重新計算。3.探測數據部分同第一報文相同，采用類型-長度-值(Type Length Value-TLV)結構。具體地，1)類型定義新的類型碼，如編碼為5，表示確認報文。2)長度TLV結構的總長度。3)值可只包含公共探測報文頭，頭中各個字段的取值與第一報文相同。具體的， 可包含①組播組地址(32比特)要探測的組播組地址；②組播源地址(32比特)要探測的組播源地址；③目的地址(32比特)組播接收者地址；④響應地址(32比特)發(fā)送響應報文的地址；⑤查詢ID (16比特)由查詢者設定；⑥客戶端端口號(16比特)發(fā)送響應報文使用的客戶端端口號。203:本跳路由設備啟動定時器，監(jiān)控是否在規(guī)定時間內收到上游路由設備返回的確認報文。如果收到轉204，如果沒收到轉205。204 本跳路由設備刪除第一請求報文，釋放相應資源。
205:本跳路由設備生成響應報文并向查詢者發(fā)送，或將第一請求報文重傳數次，每次重傳超時得不到確認后，向查詢者發(fā)送響應報文。具體地，響應報文中，除了原來機制中的錯誤碼之外，可增加定義“上游網絡不可 達”或“上游網絡錯誤”等錯誤碼，用來描述發(fā)送請求報文后，得不到確認時的情形。上述序號并不用于限制執(zhí)行順序，例如202可以在203之后執(zhí)行。下面以圖1中網絡拓撲為例，假設路由設備R2和路由設備R4之間的網絡出現異常，本發(fā)明實施例一提供的組播路由跟蹤的方法具體包括301 末跳路由設備R5接收到來自查詢者(路由設備A)的查詢報文，根據該查詢 報文生成第一請求報文，將本跳的響應數據塊添加到該第一請求報文中，沿著到組播源地 址的逆向組播路徑向上游路由設備R4發(fā)送該第一請求報文。302 末跳路由設備R5向查詢者發(fā)送第一確認報文，確認自己能夠正常處理查詢 報文。303 末跳路由設備R5啟動定時器，監(jiān)控是否在規(guī)定時間內收到上游路由設備R4 返回的第二確認報文。304 路由設備R4接收到來自路由設備R5的第一請求報文，根據該第一請求報文 生成第二請求報文，將本跳的響應數據添加到該第二請求報文中，向上游路由設備R2發(fā)送 該第二請求報文。305 路由設備R4向路由設備R5發(fā)送第二確認報文，確認自己能夠正常處理R5發(fā) 送的第一請求報文。306 路由設備R4啟動定時器，監(jiān)控是否在規(guī)定時間內收到上游路由設備R2返回 的確認報文。307 由于路由設備R2和路由設備R4之間的網絡出現異常，該第二請求報文沒有 到達路由設備R2，路由設備R2也沒有返回確認報文給路由設備R4。在定時器超時后路由 設備R4仍沒有收到路由設備R2返回的確認報文，則路由設備R4生成響應報文并向查詢者 發(fā)送，或路由設備R4選擇將第二請求報文重傳數次，每次重傳超時得不到確認后，向查詢 者發(fā)送響應報文。本發(fā)明實施例二還提供一種組播路由跟蹤的方法，與實施例一每跳路由設備均返 回確認報文不同的是，在每跳探測請求時，本跳路由設備都發(fā)送響應報文給查詢者，這樣在 故障之前使查詢者獲得盡可能多的探測信息，便于快速定位異常位置。響應報文的格式可 以與現有的響應報文類似。具體地，本跳路由設備接收到下游路由設備的請求報文或查詢 者的查詢報文(當本跳為末跳路由設備時)，將本跳的響應數據添加到請求報文，并向上游 接口發(fā)送完成后，封裝響應報文向查詢者發(fā)送。本跳路由設備也可以接收到下游路由設備 的請求報文或查詢者的查詢報文(當本跳為末跳路由設備時)，首先封裝響應報文向查詢 者發(fā)送，然后將本跳的響應數據添加到請求報文，并向上游接口發(fā)送。當本跳路由設備是與組播源相連的首跳路由設備時，向查詢者發(fā)送的響應報文包 含組播路徑上所有路由設備的全部響應數據，此時查詢者可判定組播路由正常。否則，當本跳路由設備是不與組播源相連的末跳路由設備或過渡路由設備，并且 未發(fā)現異常而處于正常的探測狀態(tài)時，向查詢者發(fā)送的響應報文可包含轉發(fā)路徑上已被探 測的所有路由設備的響應數據，或可僅包含本跳路由設備的響應數據。查詢者可依賴超時機制或其他方式判定組播路由異常。當本跳設備因為感知異常放棄向前跳繼續(xù)發(fā)送請求探測時，向查詢者發(fā)送的響應 報文包含組播路徑上所有已被探測的路由設備的響應數據，也包含表示異常原因的錯誤 碼，此時查詢者可判定組播路由的異常。每一跳的響應數據可以包含報文到達時間、出接口地址、入接口地址、上一跳地 址、入接口的接收報文數量、出接口的發(fā)送報文數量、(S，G)(組播源地址，組播組地址)轉 發(fā)包數量、錯誤碼等信息。仍以圖1中網絡拓撲為例，假設路由設備R2和路由設備R4之間的網絡出現異常， 路由設備R5和R4會向查詢者發(fā)送響應報文。R4對響應報文的處理可能有兩種情況1)如 果R4能夠感知上游網絡異常，R4中止向R2發(fā)送請求報文，而是向查詢者發(fā)送響應報文。R4 發(fā)送響應報文時設置描述網絡故障的錯誤碼，并包含R5和R4的響應數據，查詢者根據響應 報文中的錯誤碼，判定組播路由異常；2)如果R4不能夠感知上游網絡異常，R4向R2發(fā)送請 求報文，然后R4向查詢者發(fā)送響應報文，該響應報文可包括R4和R5的響應數據，也可包括 R4自己的響應數據。由于R4發(fā)送的請求報文沒有到達路由設備R2，R2不會發(fā)送響應報文 給查詢者，查詢者收到R4發(fā)送的響應報文后，未在規(guī)定時間內收到R2發(fā)送的響應報文，則 可判定組播路由異常。參見圖3，本發(fā)明實施例提供了一種第一路由設備，具體可以包括生成單元31，用于接收到下游路由設備或查詢者發(fā)送的第一報文時，生成響應報 文，具體地，當該第一報文由查詢者發(fā)送時，該第一報文為查詢報文，當該第一報文由下游 路由設備發(fā)送時，該第一報文為請求報文。響應單元32，用于向查詢者發(fā)送該響應報文。本發(fā)明實施例提供了一種組播路由跟蹤的系統，包括查詢者和至少兩個上述第一 路由設備，該查詢者用于如果未在規(guī)定時間內收到來自每個第一路由設備的響應報文，判 定組播路由異常。當上述第一路由設備是不與組播源相連的末跳路由設備或過渡路由設備時，向查 詢者發(fā)送的響應報文可包含組播路徑上所有路由設備的響應數據，或可僅包含本跳路由設 備的響應數據。響應數據包含報文到達時間、出接口地址、入接口地址、上一跳地址、入接口 的接收報文數量、出接口的發(fā)送報文數量、(S，G)(組播源地址，組播組地址)轉發(fā)包數量、 錯誤碼等信息。參見圖4，本發(fā)明實施例還提供了一種路由設備，具體可以包括確認單元41，用于接收查詢者或下游路由設備發(fā)送的第一報文后，生成確認報文 并向所述查詢者或下游路由設備發(fā)送該確認報文，當所述第一報文由所述查詢者發(fā)送時， 所述第一報文為查詢報文，當所述第一報文由所述下游路由設備發(fā)送時，所述第一報文為 請求報文。確認報文的格式等可參見實施例一提供的組播路由跟蹤的方法，如生成確認報 文包括將所述查詢報文或所述請求報文的類型碼轉換為確認報文的類型碼。發(fā)送單元42，用于根據所述第一報文生成第一請求報文，沿著到組播源地址的逆 向組播路徑向上游路由設備發(fā)送所述第一請求報文。
第二發(fā)送單元43，用于當未在規(guī)定時間內收到來自上游路由設備的第二確認報文 時，向查詢者發(fā)送響應報文，該響應報文中包含錯誤碼，所述錯誤碼用來描述所述未在規(guī)定時間內收到上游路由設備返回的確認報文的情形?？蛇x地，該路由設備還可以包括刪除單元，用于如果在規(guī)定時間內收到上游路由設備返回的確認報文，則刪除所 述第一請求報文，釋放相應資源。采用本發(fā)明實施例提供的技術方案，每一跳路由設備都發(fā)送反饋報文(響應報文 或確認報文)，可加速異常檢測定位，避免重復探測，增強組播網絡可用性。本發(fā)明實施例可以利用軟件實現，相應的軟件程序可以存儲在可讀取的存儲介質中，如路由器的硬盤或緩存中。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種組播路由跟蹤的方法，其特征在于，所述方法包括接收查詢者或下游路由設備發(fā)送的第一報文，當所述第一報文由所述查詢者發(fā)送時，所述第一報文為查詢報文，當所述第一報文由所述下游路由設備發(fā)送時，所述第一報文為請求報文；根據所述第一報文生成第一請求報文，沿著到組播源地址的逆向組播路徑向上游路由設備發(fā)送所述第一請求報文；生成確認報文并向發(fā)送所述第一報文的查詢者或下游路由設備發(fā)送所述確認報文；如果未在規(guī)定時間內收到所述上游路由設備返回的確認報文，向所述查詢者發(fā)送響應報文。
2.如權利要求1所述的組播路由跟蹤的方法，其特征在于，所述響應報文中包含錯誤 碼，所述錯誤碼用來描述所述未在規(guī)定時間內收到上游路由設備返回的確認報文的情形。
3.如權利要求1或2所述的組播路由跟蹤的方法，其特征在于，所述生成確認報文包括 將所述查詢報文或所述請求報文的類型碼轉換為確認報文的類型碼。
4.一種組播路由跟蹤的方法，其特征在于，所述方法包括每跳路由設備接收查詢者或下游路由設備發(fā)送的第一報文后均向查詢者發(fā)送響應報 文，當所述第一報文由所述查詢者發(fā)送時，所述第一報文為查詢報文，當所述第一報文由所 述下游路由設備發(fā)送時，所述第一報文為請求報文；當查詢者未在規(guī)定時間內收到每個路由設備發(fā)送的響應報文，則判定組播路由異常。
5.如權利要求4所述的組播路由跟蹤的方法，其特征在于，所述響應報文包含組播路 徑上所有已被探測的路由設備的響應數據，或僅包含本跳路由設備的響應數據。
6.一種組播路由跟蹤的系統，其特征在于，所述系統包括查詢者和至少兩個第一路由 設備，所述第一路由設備用于接收到第一報文后向所述查詢者發(fā)送響應報文，所述第一報文 是下游路由設備發(fā)送的請求報文或是所述查詢者發(fā)送的查詢報文；所述查詢者用于如果未在規(guī)定時間內收到來自每個第一路由設備的響應報文，判定組播路由異常。
7.如權利要求6所述的組播路由跟蹤的系統，其特征在于，所述響應報文包含組播路 徑上所有已被探測的路由設備的響應數據，或僅包含所述第一路由設備的響應數據。
8.—種路由設備，其特征在于，所述路由設備包括確認單元，用于接收查詢者或下游路由設備發(fā)送的第一報文后，生成確認報文并向所 述查詢者或下游路由設備發(fā)送所述確認報文，當所述第一報文由所述查詢者發(fā)送時，所述 第一報文為查詢報文，當所述第一報文由所述下游路由設備發(fā)送時，所述第一報文為請求 報文；發(fā)送單元，用于根據所述第一報文生成第一請求報文，沿著到組播源地址的逆向組播 路徑向上游路由設備發(fā)送所述第一請求報文；第二發(fā)送單元，用于如果未在規(guī)定時間內收到來自上游路由設備的確認報文，向所述 查詢者發(fā)送響應報文。
9.如權利要求8所述的路由設備，其特征在于，所述響應報文中包含錯誤碼，所述錯誤 碼用來描述所述未在規(guī)定時間內收到上游路由設備返回的確認報文的情形。
10.如權利要求8或9所述的路由設備，其特征在于，所述生成確認報文包括將所述查 詢報文或所述請求報文的類型碼轉換為確認報文的類型碼。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種組播路由跟蹤的方法、系統和路由設備，屬于網絡通信領域。方法包括接收查詢者或下游路由設備發(fā)送的第一報文，當所述第一報文由所述查詢者發(fā)送時，所述第一報文為查詢報文，當所述第一報文由所述下游路由設備發(fā)送時，所述第一報文為請求報文；根據所述第一報文生成第一請求報文，沿著到組播源地址的逆向組播路徑向上游路由設備發(fā)送所述第一請求報文；生成確認報文并向發(fā)送所述第一報文的查詢者或下游路由設備發(fā)送所述確認報文；如果未在規(guī)定時間內收到所述上游路由設備返回的確認報文，向所述查詢者發(fā)送響應報文。采用本發(fā)明實施例提供的技術方案，可加速異常檢測定位，避免重復探測，增強組播網絡可用性。
文檔編號H04L12/56GK101815028SQ20091010550
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權日2009年2月19日
發(fā)明者劉暉, 趙鳳華 申請人:華為技術有限公司