一种提高组播点播成功率的方法及协议无关组播路由器

摘要

本发明公开了一种提高组播点播成功率的方法，包括：路由器收到下游路由器发来的PIM剪枝消息后，删除自身与该下游路由器连接、并与所述消息指示的组播转发表项对应的出接口，若检测到满足加速老化条件，则在老化时长内删除自身保存的所述组播转发表项；本发明同时公开了一种提高组播点播成功率的PIM路由器，包括：剪枝消息接收模块、出接口处理模块和表项处理模块。本发明通过及时删除自身保存的该组播转发表项，减少了路由器存储不必要的组播转发表项的负担，从而提高了组播点播成功率。

说明书

技术领域

本发明涉及组播业务技术领域，具体涉及一种提高组播点播成功率的方法及协议无关组播路由器。

背景技术

为了保障社会安全，目前每个城市在各事业单位、交通要道等关键点都设立了监控系统，并使用海量存储系统存储录制的视频数据。目前，对于一个城市来说，典型的监控系统配置是：市局下辖20个分局，每个分局下辖25个派出所，每个派出所设置1千(K)个摄像头。每个摄像头为一个组播源，拥有一个组播组地址。市局、各分局、各派出所都可以查看任何一个摄像头所监视的画面。可见，整个监控系统所承载的组播组数量为：500K个，该数量是非常大的。

目前最成熟的组播路由协议是协议无关组播(PIM)稀疏模式(SM)协议，在部署PIM SM协议的组播网络中，点播组播业务的具体流程如图1所示，其主要步骤如下：

步骤101：客户端如：电视墙确定要接收某个组播源的组播流，向与自身连接的路由器发送因特网组管理协议(IGMP)成员关系报告消息，以请求加入所述组播源的组播组。

步骤102：连接客户端的路由器收到该IGMP成员关系报告消息后，在自身生成(*，G)表项，并向PIM SM协议域中的汇合点(RP)路由器发送PIM加入消息，以请求加入所述组播源的组播组；位于连接客户端的路由器与RP路由器之间的每个路由器以及RP路由器收到该PIM加入消息后，都在自身生成一个(*，G)表项，其中，G为所述组播源的组播组地址。

步骤103：RP路由器收到连接所述组播源的路由器发来的PIM源注册消息后，检测到自身保存有所述组播源的组播组的(*，G)表项，在自身生成(S，G)表项，并向连接所述组播源的路由器发送PIM加入消息；位于RP路由器与连接所述组播源的路由器之间的每个路由器以及连接所述组播源的路由器收到该PIM加入消息后，都在自身生成一个(S，G)表项，其中，S为组播源的地址，G为组播源的组播组地址。

连接组播源的路由器收到组播源发来的组播流后，会向所有RP路由器发送携带该组播源地址的PIM源注册消息，以通知RP路由器与自身连接的组播源上有组播流。

步骤104：组播源通过所述生成(S，G)和(*，G)表项的路由器将组播流发送到达客户端。

步骤105：客户端确定不再接收该组播源的组播流，向与自身连接的路由器发送IGMP离开消息。

步骤106：连接客户端的路由器收到该IGMP离开消息后，向RP路由器发送(*，G)PIM剪枝消息，并在自身与(*，G)表项对应的出接口都为空时，经规定的老化时长后删除自身保存的(*，G)表项；位于连接客户端的路由器与RP路由器之间的所有路由器收到该(*，G)PIM剪枝消息后，在自身与(*，G)表项对应的出接口都为空时，在经过规定的老化时长后，都删除自身保存的(*，G)表项。

每个厂家在路由器出厂时，为每个路由器规定一个老化时长；老化时长依每个厂家的实现略有差别，一般在3分钟左右。

步骤107：RP路由器收到该(*，G)PIM剪枝消息后，在自身与(*，G)表项对应的出接口都为空时，在经过规定的老化时长后，都删除自身保存的(*，G)表项；位于RP路由器与连接组播源的路由器之间的所有路由器以及RP路由器和连接组播源的路由器在自身与该(S，G)表项对应的出接口都为空时，在经过规定的老化时长后，都删除自身保存的(S，G)表项。

目前，通常每个派出所为自身的1K个摄像头设立一个RP路由器，则该RP路由器上至少会生成1K个(S，G)表项，这是该RP路由器的固定存储开销。同时，每个客户端点播某个摄像头的画面都会导致在该RP路由器与连接所述客户端间的每个路由器上生成一个(*，G)表项，这是该RP路由器、连接客户端的路由器以及位于该RP路由器与连接客户端路由器间的所有路由器的不固定的存储开销。

对于一个路由器来说，不固定的存储开销可能会很大。以一面4*16的电视墙为例，该电视墙每3秒切换64个频道，若频道进行的是无重复切换，则3分钟内就会在路由器上遗留3840个组播转发表项包括：(S，G)表项和(*，G)表项。目前路由器对于组播转发表项的支持数目一般比较少，如果路由器的表项存储资源消耗完，客户端就无法通过该路由器继续点播其它组播源的组播流了。

发明内容

本发明提供一种提高组播点播成功率的方法和PIM路由器，以减少路由器存储的组播转发表项，提高组播点播成功率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种提高组播点播成功率的方法，该方法包括：

路由器收到下游路由器发来的PIM剪枝消息后，删除自身与该下游路由器连接、并与所述消息指示的组播转发表项对应的出接口，若检测到满足加速老化条件，则在老化时长内删除自身保存的所述组播转发表项。

所述路由器位于PIM源特定组播(SSM)协议域中，

所述路由器删除出接口之后进一步包括：

路由器检测到自身与所述组播转发表项对应的所有出接口都为空，判断自身是否与所述组播转发表项指示的组播源直接相连，若否，判定满足加速老化条件；若是，判定不满足加速老化条件。

所述路由器位于无最短路径树(SPT)切换的PIM稀疏模式(SM)协议域中，

所述路由器删除出接口之后进一步包括：

路由器判断自身与所述组播转发表项对应的所有出接口是否都为空，若是，判定满足加速老化条件；若否，判定不满足加速老化条件。

所述路由器位于有SPT切换的PIM SM协议域中，且所述PIM剪枝消息为(S，G)PIM剪枝消息，

所述路由器删除出接口之后进一步包括：

路由器检测到自身与所述组播转发表项对应的所有出接口都为空，判断自身是否与所述组播转发表项指示的组播源直接相连，若否，判定满足加速老化条件；若是，判定不满足加速老化条件。

所述路由器位于有SPT切换的PIM SM协议域中，且所述组播剪枝消息为(S，G)PIM剪枝消息，

所述路由器删除出接口之后进一步包括：

路由器检测到自身与所述组播转发表项对应的所有出接口都为空，判断自身是否为所述组播转发表项指示的组播组的汇合点RP，若否，判定满足加速老化条件；若是，判定不满足加速老化条件。

所述路由器位于有SPT切换的PIM SM协议域中，且所述PIM剪枝消息为(*，G)PIM剪枝消息，所述组播转发表项为(*，G)表项，

所述路由器删除所述组播转发表项之后进一步包括：

路由器判断自身是否保存与所述(*，G)表项对应的(S，G)表项，若是，删除该(S，G)表项；若否，不作处理。

一种PIM路由器，包括：剪枝消息接收模块、出接口处理模块和组播转发表项处理模块，其中：

剪枝消息接收模块，用于将下游路由器发来的PIM剪枝消息转发给出接口处理模块；

出接口处理模块，用于根据收到的PIM剪枝消息，删除自身的出接口，且若检测到满足加速老化条件，则向表项处理模块发送加速老化组播转发表项指示；

表项处理模块，用于根据收到的加速老化组播转发表项指示，在老化时长内删除自身保存的组播转发表项。

所述PIM路由器位于PIM SSM协议域，

且，所述出接口处理模块进一步用于，检测到自身与该PIM剪枝消息指示的组播转发表项对应的所有出接口都为空，判断自身是否与所述组播转发表项指示的组播源直接相连，若否，判定满足加速老化条件；若是，判定不满足加速老化条件。

所述PIM路由器位于无SPT切换的PIM SM协议域，

且，所述出接口处理模块进一步用于，判断自身与该PIM剪枝消息指示的组播转发表项对应的所有出接口是否都为空，若是，判定满足加速老化条件；若否，判定不满足加速老化条件。

所述PIM路由器位于有SPT切换的PIM SM协议域，

所述剪枝消息接收模块进一步包括：剪枝消息判断模块，所述出接口处理模块包括：(S，G)出接口处理模块和(*，G)出接口处理模块，所述表项处理模块包括：(S，G)表项处理模块和(*，G)表项处理模块，其中：

剪枝消息判断模块用于，判断下游路由器发来的PIM剪枝消息为(S，G)PIM剪枝消息还是(*，G)PIM剪枝消息，若为(S，G)PIM剪枝消息且不为(S，G)RP位剪枝消息，则向(S，G)出接口处理模块转发该(S，G)PIM剪枝消息；若为(*，G)PIM剪枝消息，则向(*，G)出接口处理模块转发该(*，G)PIM剪枝消息；

(S，G)出接口处理模块，用于根据收到的(S，G)PIM剪枝消息，删除自身的出接口，若检测到满足加速老化条件，则向(S，G)表项处理模块发送加速老化(S，G)表项指示；

(S，G)表项删除模块，用于根据收到的加速老化(S，G)表项指示，在老化时长内删除自身保存的(S，G)表项；

(*，G)出接口处理模块，用于根据收到的(*，G)PIM剪枝消息，删除自身的出接口，若检测到满足加速老化条件，则向(*，G)表项处理模块发送加速老化(*，G)表项指示；

(*，G)表项处理模块，用于根据收到的加速老化(*，G)表项指示，在老化时长内删除自身保存的(*，G)表项。

所述(S，G)出接口处理模块进一步用于，检测到自身与该(S，G)表项对应的出接口都为空，判断自身是否与S所代表的组播源直接相连，若否，判定满足加速老化条件；若是，判定不满足加速老化条件。

所述(S，G)出接口处理模块进一步用于，检测到自身与该(S，G)表项对应的出接口都为空，判断自身是否为G所代表的组播组的RP，若否，判定满足加速老化条件；若是，判定不满足加速老化条件。

所述(*，G)出接口处理模块进一步用于，判断自身是否保存与(*，G)表项对应的(S，G)表项，若是，删除该(S，G)表项。

与现有技术相比，本发明通过在路由器检测到自身与组播转发表项对应的出接口都为空时，及时删除自身保存的该组播转发表项，减少了路由器存储不必要的组播转发表项的负担，从而提高了组播点播成功率。

附图说明

图1为现有的组播点播的流程图；

图2为本发明实施例提供的应用在PIM SSM协议域的提高组播点播成功率的流程图；

图3为本发明实施例提供的应用在无SPT切换的PIM SM协议域的提高组播点播成功率的流程图；

图4为本发明实施例提供的应用在有SPT切换的PIM SM协议域的提高组播点播成功率的流程图；

图5为本发明实施例提供的PIM路由器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的应用在有SPT切换的PIM SM协议域中的PIM路由器的结构示意图。

具体实施方式

造成路由器存储的组播转发表项：(S，G)表项和(*，G)表项较多的根本原因是：目前PIM协议为了避免客户端频繁加入/离开相同的组播组而导致组播转发表项的频繁创建，要求：路由器在自身与组播转发表项对应的出接口都为空后，需要再等待一段规定的老化时长，才能删除该组播转发表项。但是随着组播网络的发展，组播源数量越来越多，客户端频繁加入/离开相同组播组的概率较低，因此，本发明的核心思想是：路由器在收到PIM剪枝消息、并删除该PIM剪枝消息所指示的组播转发表项对应的出接口后，若检测到该组播转发表项对应的出接口都为空，则加速老化该组播转发表项即：在规定的老化时长内删除该组播转发表项，例如：若规定的老化时长为3分钟，则本发明可在检测到该组播转发表项对应的出接口都为空之后的0至3分钟之内的某个时刻删除该组播转发表项，以达到节约路由器的表项资源的目的。

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明针对PIM源特定组播(SSM)协议域、无最短路径树(SPT)切换的PIM SM协议域以及有SPT切换的PIM SM协议域分别给出了提高组播点播成功率的方案。

图2为本发明实施例提供的在PIM SSM协议域提高组播点播成功率的流程图，如图2所示，其具体步骤如下：

步骤201：PIM路由器收到下游路由器发来的(S，G)PIM剪枝消息、且未收到与该下游路由器共享自身出接口的其它下游路由器发来的否定消息后，删除自身与该下游路由器连接的、并与该(S，G)表项对应的出接口。

PIM路由器的同一个出接口可能同时连接多个下游路由器，当其中一个下游路由器向PIM路由器发来PIM剪枝消息如：(S，G)PIM剪枝消息或(*，G)PIM剪枝消息后，PIM路由器要将该PIM剪枝消息从所述出接口下发到各下游路由器上，若未收到任何一个下游路由器返回的否定消息，则PIM路由器删除该出接口。

步骤202：PIM路由器判断自身与该(S，G)表项对应的所有出接口是否都为空，若是，执行步骤203；否则，不作处理，本流程结束。

与该(S，G)表项对应的所有出接口都为空说明：当前没有客户端加入该(S，G)表项代表的组播源的组播组。

步骤203：PIM路由器判断自身是否与(S，G)表项中的S所代表的组播源直接相连，若是，不作处理，本流程结束；否则，执行步骤204。

若PIM路由器与组播源直接相连，则组播源发出的组播流必然会经过该PIM路由器，PIM路由器收到该组播流时，若检测到自身未存储与该组播源对应的(S，G)表项，则会立刻生成(S，G)表项。因此，在组播源连续发出组播流时，若频繁删除与组播源直接相连的PIM路由器上的(S，G)表项，则会导致该PIM路由器上频繁生成(S，G)表项，频繁地删除和生成(S，G)表项会增加系统处理负担。因此，对与组播源直接相连的PIM路由器上的(S，G)表项不进行删除。

步骤204：PIM路由器根据该(S，G)PIM剪枝消息，在规定的老化时长内对应删除自身保存的(S，G)表项。

例如：若路由器出厂时，规定的老化时长为3分钟，则PIM路由器可在判定自身与(S，G)表项中的S所代表的组播源直接相连时，立即删除该(S，G)表项；也可在判定自身与(S，G)表项中的S所代表的组播源直接相连之后的大于0分钟且小于3分钟的某个时刻删除该(S，G)表项。

图3为本发明实施例提供的在无SPT切换的PIM SM协议域提高组播点播成功率的流程图，如图3所示，其具体步骤如下：

步骤301：PIM路由器收到下游路由器发来的(*，G)PIM剪枝消息、并未收到与该下游路由器共享自身出接口的其它下游路由器发来的否定消息，删除自身与该下游路由器连接的、并与该(*，G)表项对应的出接口。

步骤302：PIM路由器判断自身与该(*，G)表项对应的所有出接口是否都为空，若是，执行步骤303；否则，不作处理。

步骤303：PIM路由器根据该(*，G)PIM剪枝消息，在规定的老化时长内对应删除(*，G)表项。

图4为本发明实施例提供的在有SPT切换的PIM SM协议域提高组播点播成功率的流程图，如图4所示，其具体步骤如下：

步骤401～402：PIM路由器接收下游路由器发来的PIM剪枝消息、且未收到与该下游路由器共享自身出接口的其它下游路由器发来的否定消息后，判断该PIM剪枝消息为(S，G)PIM剪枝消息还是(*，G)PIM剪枝消息，若是(S，G)PIM剪枝消息，执行步骤403；若是(*，G)PIM剪枝消息，执行步骤410。

步骤403：PIM路由器判断该(S，G)PIM剪枝消息是否为(S，G)RP位剪枝消息，若是，执行步骤404；否则，执行步骤405。

步骤404：PIM路由器将(S，G)表项对应的所有出接口都设为空，本流程结束。

步骤405：PIM路由器删除自身与该下游路由器连接的、并与该(S，G)表项对应的出接口。

步骤406：PIM路由器判断自身与该(S，G)表项对应的所有出接口是否都为空，若是，执行步骤407；否则，不作处理，本流程结束。

步骤407：PIM路由器判断自身是否与(S，G)表项中的S所代表的组播源直接相连，若是，不作处理，本流程结束；否则，执行步骤408。

步骤408：PIM路由器判断自身是否为该(S，G)表项中的G所代表的组播组的RP，若是，不作处理，本流程结束；否则，执行步骤409。

若PIM路由器为(S，G)表项中的G所代表的组播组的RP，则与该(S，G)表项中的S所代表的组播源直接相连的路由器只要收到该组播源发来的组播流，就会向该RP发送源注册消息，RP在收到该消息后，若检测到自身未保存对应的(S，G)表项，则会生成该(S，G)表项，因此，当组播源连续发出组播流时，若删除该PIM路由器上的(S，G)表项，则会导致在该RP上频繁生成(S，G)表项，频繁地删除和生成(S，G)表项会增加系统处理负担。因此，对RP上的(S，G)表项不进行删除。

步骤407和步骤408无先后之分，即：步骤407可替换为：PIM路由器判断自身是否为该(S，G)表项中的G所代表的组播组的RP，若是，不作处理，本流程结束；否则，执行步骤408。步骤408可替换为：PIM路由器判断自身是否与(S，G)表项中的S所代表的组播源直接相连，若是，不作处理，本流程结束；否则，执行步骤409。

步骤409：PIM路由器根据该(S，G)PIM剪枝消息，在规定的老化时长内对应删除自身保存的(S，G)表项，本流程结束。

步骤410：PIM路由器删除自身与该下游路由器连接的、并与该(*，G)表项对应的出接口。

步骤411：PIM路由器判断自身与该(*，G)表项对应的所有出接口是否都为空，若是，执行步骤412；否则，不作处理，本流程结束。

步骤412：PIM路由器根据该(*，G)PIM剪枝消息，在规定的老化时长内对应删除(*，G)表项。

步骤413：PIM路由器判断自身是否保存该(*，G)表项对应的(S，G)表项，若是，执行步骤414；否则，不作处理，本流程结束。

若(S，G)表项中的G与(*，G)表项中的G相同，则可确定(S，G)表项与(*，G)表项对应。

步骤414：PIM路由器删除该(S，G)表项。

在有SPT切换的PIM SM协议域中，(S，G)表项是因收到(S，G)RP位剪枝消息而生成的，当(*，G)表项删除时，(S，G)表项也没有必要再保存。

图5为本发明实施例提供的提供组播点播成功率的PIM路由器的结构示意图，如图5所示，其主要包括：剪枝消息接收模块51、出接口处理模块52和表项处理模块53，其中：

剪枝消息接收模块51：用于在收到下游路由器发来的携带组播转发表项的PIM剪枝消息、并未收到与该下游路由器共享自身出接口的其它下游路由器发来的否定消息后，向出接口处理模块52转发该PIM剪枝消息。

当所述PIM路由器位于PIM SSM协议域时，所述PIM剪枝消息为(S，G)PIM剪枝消息；当PIM路由器位于无SPT切换的PIM SM协议域时，所述PIM剪枝消息为(*，G)PIM剪枝消息；当PIM路由器位于有SPT切换的PIM SM协议域时，所述PIM剪枝消息为(S，G)PIM剪枝消息或(*，G)PIM剪枝消息。

出接口处理模块53：用于根据剪枝消息接收模块51发来的PIM剪枝消息，删除自身与发送该消息的下游路由器连接、并与该消息携带的组播转发表项对应的出接口，且若检测到当前满足加速老化条件，则向表项处理模块53发送加速老化组播转发表项指示。

当所述PIM路由器位于PIM SSM协议域时，出接口处理模块52进一步用于，在删除自身与发送PIM剪枝消息的下游路由器连接、并与该消息携带的组播转发表项对应的出接口之后、检测到当前满足加速老化条件之前，判断当前自身与该组播转发表项对应的所有出接口是否都为空，若都为空，则继续判断自身是否与该组播转发表项所指示的组播源直接相连，若不直接相连，则判定当前满足加速老化条件，若直接相连，则判定当前不满足加速老化条件；若不都为空，则判定当前不满足加速老化条件。

当所述PIM路由器位于无SPT切换的PIM SM协议域时，出接口处理模块52进一步用于，在删除自身与发送PIM剪枝消息的下游路由器连接、并与该消息携带的组播转发表项对应的出接口之后、检测到当前满足加速老化条件之前，判断当前自身与该组播转发表项对应的所有出接口是否都为空，若是，则判定当前满足加速老化条件，若否，则判定当前不满足加速老化条件。

表项处理模块53：用于根据出接口处理模块52发来的加速老化组播转发表项指示，在规定的老化时长内对应删除自身保存的组播转发表项。

图6为本发明实施例提供的在有SPT切换的PIM SM协议域中的PIM路由器的结构示意图，如图6所示，该图与图5相比，剪枝消息接收模块51进一步包括一个剪枝消息判断模块511，出接口处理模块52包括：(S，G)出接口处理模块521和(*，G)出接口处理模块522，表项处理模块53包括：(S，G)表项处理模块531和(*，G)表项处理模块532，其中：

剪枝消息判断模块511：用于判断下游路由器发来的剪枝消息为(S，G)PIM剪枝消息还是(*，G)PIM剪枝消息，若为(S，G)PIM剪枝消息且不为(S，G)RP位剪枝消息，则向(S，G)出接口处理模块521转发该(S，G)PIM剪枝消息；若为(*，G)PIM剪枝消息，则向(*，G)出接口处理模块522转发该(*，G)PIM剪枝消息。

(S，G)出接口处理模块521：用于根据剪枝消息接收模块51发来的(S，G)PIM剪枝消息，删除自身与发送该消息的下游路由器连接、并与(S，G)表项对应的出接口，且若检测到当前满足加速老化条件，则向(S，G)表项处理模块531发送加速老化(S，G)表项指示。

进一步地，(S，G)出接口处理模块521在删除自身与发送(S，G)PIM剪枝消息的下游路由器连接、并与(S，G)表项对应的出接口之后，检测到当前满足加速老化条件之前，判断自身与该(S，G)表项对应的出接口是否都为空，若都为空，则继续判断自身是否与S所代表的组播源直接相连，若不直接相连，则判定当前满足加速老化条件，若直接相连，则判定当前不满足加速老化条件；若不都为空，则判定当前不满足加速老化条件；

或/和，(S，G)出接口处理模块521在删除自身与发送(S，G)PIM剪枝消息的下游路由器连接、并与(S，G)表项对应的出接口之后，检测到当前满足加速老化条件之前，判断自身与该(S，G)表项对应的出接口是否都为空，若都为空，则继续判断自身是否为G所代表的组播组的RP，若为，则判定当前满足加速老化条件；若不为，则判定当前不满足加速老化条件；若不都为空，则判定当前不满足加速老化条件。

(S，G)表项删除模块531：用于根据(S，G)出接口处理模块521发来的加速老化(S，G)表项指示，在规定的老化时长内对应删除自身保存的(S，G)表项。

(*，G)出接口处理模块522：用于根据剪枝消息接收模块51发采的(*，G)PIM剪枝消息，删除自身与发送该消息的下游路由器连接、并与(*，G)表项对应的出接口，且若检测到当前满足加速老化条件，则向(*，G)表项处理模块532发送加速老化(*，G)表项指示。

(*，G)表项处理模块532：用于根据(*，G)出接口处理模块522发来的加速老化(*，G)表项指示，在规定的老化时长内对应删除自身保存的(*，G)表项。

进一步地，(*，G)表项处理模块532用于，根据剪枝消息接收模块51发来的(*，G)PIM剪枝消息，判断自身是否保存与该(*，G)表项对应的(S，G)表项，若是，删除该(S，G)表项。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。