CN101409672B - 数据分发设备、数据分发方法及分发控制程序 - Google Patents

Abstract

一种用于向属于多播组的终端传送多播数据的数据分发设备包括：对应关系表产生单元，用于产生包括终端的源地址和用于请求与终端的端口信息相关联的多播数据的目的地址在内的表；地址区别单元，用于区别正在接收的多播数据中所包含的目的地址与源地址的组合；转发目的信息产生单元，用于产生转发目的信息，并将该转发目的信息插入多播数据中，以转送至L2交换机，该转发目的信息通过获得对应关系表中所包括的、与目的地址和源地址的区别组合相对应的终端的端口信息来指定多播数据的转发目的；以及L2交换机中所提供的端口选择单元，用于通过参考被插入多播数据中的转发目的信息以及L2交换机中所提供的路由表来选择用于传送多播数据的每一个端口。

Description

数据分发设备、数据分发方法及分发控制程序

本申请基于并要求2007年10月10日提交的日本专利申请No.2007-263962的优先权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于将数据传送至终端的分发设备、分发方法以及控制程序。

背景技术

近年来，越来越多地利用各种经由宽带线路的视频传送服务类型。随着上述增长，多播通信方法引起了关注。日本专利申请公开No.1999-331237([0003]段)公开了一种通信方法，其中将用于视频传送的、从服务器发送的数据同时分发到观看者侧的多个客户端。享受该服务的观看者侧的终端需要预订被称为多播分组的组。由于使用的日益增加及对用于图像传送服务的安全等级的提高，用于处理对多播组的预订与去预订的协议被频繁地更新。

关于用于管理对多播组的预订者的协议，根据IPv4(因特网协议版本4)提出了IGMP(因特网组管理协议)。根据IPv6(因特网协议版本6)，提出了MLD(多播侦听发现)。

目前，IGMP的最新版本为版本3。MLD的最新版本为版本2。在最新版本之前发布的IGMP和MLD的每一个版本中，仅基于目的地址来确定多播组。然而，指定了最新版本，以基于目的地址与源地址的组合来确定多播组。

图15是示出了现有技术中的多播数据分发系统的框图，其中协议的版本为最新版本之前的版本。IGMP的版本为版本1或2，MLD的版本为版本1。

参照图15，现有技术中的多播数据分发系统700包括：路由器701；多播分发服务器703，经由宽带线路702连接至路由器701；以及观看者侧的第一至第四终端704₁-704₄，连接至路由器701。第一至第四终端704₁-704₄利用MLDv1(多播侦听发现版本1)分组或IGMPv1(因特网组管理协议版本1)分组来预订多播组。多播分发服务器703向预订多播组的第一至第四终端704₁-704₄传送多播数据706。

路由器701配备有网络处理器713。用于存储执行通信控制的控制程序的ROM(只读存储器)711和临时存储用于通信控制的各种数据的RAM(随机存取存储器)连接至网络处理器713。网络处理器713经由MII(媒体独立接口)716和管理接口720连接至层2交换机714(L2SW)。网络处理器713经由MII717和管理接口721连接至物理层集成电路(PHY)715。层2交换机714经由第一至第四LAN(局域网)端口718₁-718₄连接至第一至第四终端704₁-704₄。在下文中，将用于终端连接的层2的交换机714的接口描述为端口。

假设在多播数据分发系统700中，第一终端704₁向多播分发服务器703请求视频数据的传送。第一终端704₁向路由器701发送MLDv1报告消息或IGMPv1报告消息(以下，简称为报告消息)722。报告消息包括与对多播组的预订或去预订相关的报告。网络处理器713经由层2交换机714和MII716接收报告消息722。网络处理器从报告消息722中提取向其转发数据的目的地址(DA)和目的端口。网络处理器713将分析结果存储在层2交换机714中所提供的MAC(媒体接入控制)表731中。

在说明书中，为了描述清楚起见，将目的MAC地址作为目的地址进行描述，将发送源MAC地址作为源地址进行描述。

发明内容

本发明的示例性目的是提供一种数据分发方法和设备，在即使源地址不被认为是传送目的的确定因素的情况下，也能够仅向预订多播组的终端发送多播数据。

一种根据本发明的示例性方面的设备包括：对应关系表产生单元，用于产生包括终端的源地址和用于请求与终端的端口信息相关联的多播数据的目的地址在内的表；地址区别单元，用于区别正在接收的多播数据中所包含的目的地址与源地址的组合；转发目的信息产生单元，用于产生转发目的信息，并将该转发目的信息插入多播数据中，以转送至L2交换机，该转发目的信息通过获得对应关系表中所包括的、与目的地址和源地址的区别组合相对应的终端的端口信息来指定多播数据的转发目的；以及L2交换机中所提供的端口选择单元，用于通过参考被插入多播数据中的转发目的信息以及L2交换机中所提供的路由表来选择用于传送多播数据的每一个端口。

一种根据本发明的示例性方面的方法包括：产生对应关系表，该对应关系表包括终端的源地址以及用于请求与终端的端口信息相关联的多播数据的目的地址；区别正在接收的多播数据中所包含的目的地址与源地址的组合；产生转发目的信息，该转发目的信息通过获得对应关系表中所包括的、与目的地址和源地址的区别组合相对应的终端的端口信息来指定多播数据的转发目的；将转发目的信息插入多播数据中，以传送至L2交换机；通过参考被插入多播数据中的转发目的信息以及L2交换机中的路由表来选择用于传送多播数据的每一个端口。

一种根据本发明的示例性方面的记录介质，其中记录了使得计算机执行用于向终端传送多播数据的处理的程序，该处理包括：产生对应关系表，该对应关系表包括终端的源地址以及用于请求与终端的端口信息相关联的多播数据的目的地址；区别正在接收的多播数据中所包含的目的地址与源地址的组合；产生转发目的信息，该转发目的信息通过获得对应关系表中所包括的、与目的地址和源地址的区别组合相对应的终端的端口地址来指定多播数据的转发目的；将转发目的信息插入多播数据中，以传送至L2交换机；通过参考被插入多播数据中的转发目的信息以及L2交换机中的路由表来选择用于传送多播数据的每一个端口。

附图说明

根据下面结合附图的详细描述，本发明的示例性特征和优点将变得更加显而易见，在附图中：

图1是示出了根据第一示例性实施例的多播数据分发设备的配置的框图；

图2是示出了根据第二示例性实施例的多播数据分发系统的示例的框图；

图3是示出了根据第二示例性实施例的、在终端预订了多播组时执行的网络处理器的处理的示例的流程图；

图4A和4B示出了MLDv2的报告消息的格式的示例；

图5A和5B示出了根据第二示例性实施例的映射表的示例；

图6是示出了根据第二示例性实施例的接收多播数据的网络处理器的传送处理的示例的流程图；

图7示出了根据第二示例性实施例的、向其添加了VLAN标签之后的多播数据的分组的示例；

图8是示出了根据第二示例性实施例的、终端对多播组的去预订的处理的示例的流程图；

图9是示出了根据第一修改示例的多播数据分发系统的示例的框图；

图10示出了根据第一修改示例的、向其添加了供货商特有的标识符的多播数据的分组的示例；

图11是示出了根据第一修改示例的、在终端发送出报告消息时所执行的网络处理器的处理的示例的流程图；

图12是示出了根据第一修改示例的、接收多播数据的网络处理器的处理的示例的流程图；

图13是示出了根据第二修改示例的多播数据分发系统的示例的框图；

图14是示出了根据第三修改示例的VLAN-ID管理的处理的示例的流程图；

图15是示出了现有技术领域中的最新版本之前的协议版本应用于其中的多播数据分发系统的框图；

图16是示出了现有技术领域中的、当使用最新协议向与最新版本之前的协议版本相对应的路由器发送多播数据时所执行的操作的概念图。

具体实施方式

接下来，将参考附图对第一示例性实施例进行详细说明。

图1是示出了根据第一示例性实施例的多播数据分发设备的配置的框图。在图1中，对应关系表产生装置11产生了对应关系表12，对应关系表12包括定义作为传送多播数据的对象的每一个终端的位置的源地址、多播数据的目的地址、以及每一个终端与之连接的端口之间的关系。对应关系表产生装置11包括消息接收装置16和消息地址提取装置17。消息接收装置16从每一个终端接收用于对多播数据的传送进行管理的关于多播组的消息。消息地址提取装置17从消息中提取源地址和目的地址。对应关系表包括关于每一个终端与之连接的端口的信息。接下来，多播数据接收装置13接收多播数据。接收到多播数据时提取地址的装置14从多播数据接收装置13所接收的多播数据中提取目的地址和源地址。然后，转发目的信息产生装置15基于接收到多播数据时提取地址的装置14所提取的目的地址和源地址来参考对应关系表12，并产生指示多播数据的转发目的的转发目的信息。端口选择装置18基于转发目的信息从端口中选择多播数据的转发目的。

图2是示出了根据第二实施例的多播数据分发系统的示例的框图，该多播数据分发系统采用路由器作为多播数据传送设备。多播数据分发系统100包括：路由器101；多播分发服务器103，经由宽带线路102连接至路由器101；以及观看者侧的第一至第四终端104₁-104₄，连接至路由器101。发送MLDv2(多播侦听发现版本2)分组或IGMPv3(因特网组管理协议版本3)分组的第一至第四终端104₁-104₄通过分组处理预订多播组。多播分发服务器103向预订多播组的第一至第四终端104₁-104₄传送多播数据。

路由器101包括网络处理器113、层2交换机(L2SW)114和物理层集成电路(PHY)115。网络处理器113包括存储用于执行通信控制的控制程序的ROM111以及临时存储用于通信控制的数据的RAM112。网络处理器113经由MII116和管理接口133连接至层2交换机(L2SW)114。网络处理器113经由MII117和管理接口120连接至物理层集成电路(PHY)115。层2交换机114经由第一至第四LAN端口118₁-118₄连接至第一至第四终端104₁-104₄。在下面的说明书中，将终端与层2交换机114连接起来的接口被描述为端口。

假设在多播数据分发系统100中，第一终端104₁向多播分发服务器103请求对特定图像的传送。第一终端104₁向路由器101发送MLDv2报告消息或IGMPv3报告消息(在下文中，简称为报告消息)121，该报告消息包括关于状态改变的改变信息，即对多播组的预订或去预订。网络处理器113经由层2交换机114和MII116接收报告消息121，并对接收到的报告消息121进行分析。网络处理器113基于分析结果产生VLAN-ID(虚拟LAN标识符：在附图中简称为VID)123。网络处理器113将层2交换机114所判别的VLAN-ID123附加到多播数据的分组122。然后，网络处理器113将经由WAN端口119从多播分发服务器103接收到的分组122转换为分组124。将分组124传送至层2交换机114。

层2交换机114参考附加至从网络处理器113发送的分组124的VLAN-ID123。作为参考结果，将第一LAN端口118₁确定为目的，并将分组124传送至第一LAN端口118₁。然后，第一终端104₁从多播分发服务器103接收对视频数据的传送。

如上所述，在根据示例性实施例的多播数据分发系统100中，由网络服务器113预先将被层2交换机114用于确定转发目的端口的消息附加到多播数据的分组122中。现有的先前版本的层2交换机114仅参照目的MAC地址来确定多播数据的转发目的。即使在使用现有的层2交换机114时，也可以将多播数据传送至被观看者侧指定为目的的端口(在本示例中为第一LAN端口118₁)，对多播组的针对该多播数据的预订与去预订由MLDv2或IGMPv3控制。

层2交换机114包括下述功能。

(1)当层2交换机114能够接收VLAN时，网络处理器113利用相应的MLDv2或IGMPv3协议对报告消息进行分析。提取MLDv2报告消息121或IGMPv3报告消息121中所包括的目的地址和源地址。VLAN-ID123与所提取的目的地址与源地址对相关联。将上述地址和VLAN的集合登记在网络处理器113所管理的映射表131中。

网络处理器113识别MLDv2报告消息121或IGMPv3报告消息121发送自第一至第四LAN端口118₁-118₄中的哪一个。网络处理器113还将该信息作为转发目的端口登记在映射表131中。将数据的目的地址(DA)、源地址(SA)及转发目的端口登记在经由管理接口133而布置在层2交换机114中的L2SW的VLAN表132中。

在从多播分发服务器103接收到多播数据时，网络服务器113基于目的地址(DA)和源地址(SA)在映射表131中搜索与地址相对应的VLAN-ID123。然后，网络处理器113将包括搜索到的VLAN-ID123的VLAN标签附加至分组124。将分组124传送至层2交换机114。

层2交换机114参照VLAN标签中所包括的VLAN-ID123和目的地址(DA)。将多播数据传送到第一至第四LAN端口118₁-118₄中的基于消息而确定为转发目的的端口。

(2)当使用供货商特有的分组格式时，网络处理器113利用MLDv2或IGMPv3的相应协议对报告消息进行分析。提取MLDv2报告消息121或IGMPv3报告消息121中所包括的目的地址和源地址。VLAN-ID123与所提取的目的地址与源地址对相关联。将上述地址与VLAN的集合登记在网络处理器113所管理的映射表131中。

网络处理器113识别MLDv2报告消息121或IGMPv3报告消息发送自第一至第四LAN端口118₁-118₄中的哪一个。网络处理器113还将该信息作为转发目的端口登记在映射表131中。上述处理与在上述情况(1)中的相同，其中层2交换机114接受VLAN。然而，在情况(2)中，不将数据登记在层2交换机114中所布置的VLAN表132中。

在从多播分发服务器103接收到多播数据时，网络服务器113基于目的地址(DA)与源地址(SA)在映射表131中搜索与地址相对应的VLAN-ID(VID)123。在多数情况下，供货商特有的分组格式包括指定用于转发目的的位图字段。在这种情况下，在供货商特有的分组格式中所包括的转发目的指定比特中设置与所搜索的转发目的相对应的值。根据该相应值，将该分组传送至层2交换机114。

在接收到分组124时，层2交换机114将数据传送至第一至第四LAN端口118₁-118₄中的、由供货商特有的分组格式中转发目的指定比特所指定的端口。这里，供货商特有的分组格式是具有相同或相似格式的标签，例如添加在以太网分组前面的报头、以太网分组末端的尾部(trailer)或VLAN标签。

上面描述了路由器101的操作的示例。下面将描述设备中的每一个单元。网络处理器113控制路由器101中的每一个单元并处理数据。ROM111是非易失性存储器，其存储用于控制网络处理器113的控制程序和设置数据。存储在ROM111中的数据由RAM112展开并保持。RAM112还存储通信数据和临时工作数据。

层2交换机114包括用于以太网层2的交换IC(集成电路)。层2交换机114终止以太网，并根据学习到的MAC地址来传送数据。在示例性实施例中，层2交换机114包括VLAN功能。

物理层集成电路(PHY)115是用于以太网的物理层的电路。物理层集成电路(PHY)115包括用于转换以太网的数据和电信号的IC卡。在示例性实施例中，物理层集成电路(PHY)115对至/自宽带线路的通信数据进行转换。

MII116和117通常是MAC层控制LSI(大规模集成)与收发机(未示出)之间的接口。在示例性实施例中，MII116是用于在网络处理器113与层2交换机114之间传送数据的接口，并且MII117是用于在网络处理器113与物理层集成电路115之间传送数据的接口。

管理接口133和120是用于控制或设置层2交换机114和物理层集成电路115的接口。第一至第四终端104₁-104₄中的每一个连接至信息处理设备，例如个人电脑和机顶盒(未示出)，并使得信息处理设备可接入到因特网。宽带线路102包括可以以高速连接至因特网的公共通信线路，例如ADSL(非对称数字用户线)或者光纤。多播分发服务器103是传送多播数据的服务器。服务器103将该数据发送至多个指定的目的。

例如，第一至第四LAN端口118₁-118₄是因特网物理接口(RJ-45连接器)。在示例性实施例中，LAN端口包括四个端口。LAN端口是到第一至第四终端104₁-104₄的连接接口。在说明书中，诸如第一端口和第二端口之类的符号表示第一至第四LAN端口118₁-118₄的连接器端口号。WAN端口119还是因特网物理接口(RJ-45连接器)，并且是到宽带线路的连接接口。

图3是示出了根据示例性实施例的用于使得终端预订多播组的网络处理器的处理的示例的流程图。下面参照图2与3对该处理进行描述。在下文中，将用于预订多播组的MLDv2报告消息121或IGMPv3报告消息121当作报告消息121进行描述。来自于第一至第四终端104₁-104₄的报告消息121向多播分发服务器103请求对多播组的预订或去预订。网络处理器113经由层2交换机114接收从终端104发送的报告消息121(步骤S201)。

图4A示出了MLDv2的报告消息的格式的示例。MLDv2的报告消息121中的‘Multicast Address’指示了目的地址(DA)。

在图4A中，‘Type’示出了MLD消息的类型。当‘Type’为如图4A中所示的‘143’时，其表示‘Multicast1：Listener Report’。当‘Type’为‘130’时，‘Type’表示‘Multicast1：Listener Query’。‘Reserved’是未定义的字段，可以忽略。图4B中示出了图4A中所包含的多播地址记录的格式的示例。

这里对图3进行描述。在接收到请求预订的报告消息121时(步骤S201：是)，网络处理器113对报告消息进行分析(步骤S202)，并从报告消息121中提取必需信息。需要目的地址(DA)和源地址(SA)。网络处理器113将具有唯一值的VLAN-ID123与所提取的目的地址(DA)和源地址(SA)中的每一个进行关联(步骤S203)。

这里，VLAN-ID包括基于IEEE(电气与电子工程师协会)802.1q的具有12比特的帧配置，并取‘0’至‘4095’范围内的值。实际上，目的地址(DA)与源地址(SA)的组合的值通过计数器(未示出)从‘0’顺次取值。然后，将目的地址(DA)、源地址(SA)、VLAN-ID123以及指示转发目的端口的位图写入并存储在映射表131中，该映射表被保留在ROM111的某一区域中(步骤S204)。

图5A和5B示出了映射表的示例。映射表131的表序号的值与VLAN-ID123的值一致，并且可以登记4096个组合。

图5A示出了表序号登记直到‘5’的状态。在图5中，表序号‘0’的行指示了关于接收报告消息所登记的信息，其中目的地址(DA)的MAC地址(IP地址)是‘01005E0A0A0A(238.10.10.10)’，并且作为源地址的IP地址是‘100.100.100.10’。‘0’值的VLAN-ID123与该数据相关联。在指示转发目的端口的位图中，将“发送”定义为‘1’，“不发送”定义为‘0’。当将第一LAN端口118₁分配给‘1’时，指示与源地址(SA)相对应的转发目的端口的位图变成‘1000’。

然后，网络处理器113新近接收报告消息121(步骤S201：图3中的是)。如图5B所示，报告消息是请求预订多播组的报告消息，而目的地址(DA)的MAC地址(IP地址)为‘01005E0A0A0A(238.10.10.10)’。网络处理器113确认目的地址(DA)‘238.10.10.10’与源地址(SA)‘100.100.100.40’的组合未登记在映射表131中。以新的表序号‘6’将上述信息登记在映射表中。以这种方式更新映射表131的内容。

参考源地址(SA)，发现报告消息121在第四LAN端口118₄处被接收。然后，指示转发目的端口的位图变成‘0001’。

此外，在第一LAN端口118₁处接收请求预订相同多播组(DA为‘238.10.10.10’，SA为‘100.100.100.40’)的下一个报告消息121。给与第一LAN端口118₁相对应的比特分配‘1’。结果，在表序号6的那一行中指示转发目的端口的位图变为‘1001’。以这种方式，指定转发目的的多个端口。

再次对图3进行描述。在最后的步骤S205中，网络处理器113经由管理接口133在层2交换机114的VLAN表中写入目的地址(DA)、VLAN-ID(VID)123以及关于指示转发目的端口的位图的信息。

图6是示出了在发送多播数据时的网络处理器的传送处理的示例的流程图。参考图2和图6，当从多播分发服务器103传送多播数据时，路由器101中的网络处理器113接收数据(步骤S221：是)。网络处理器113根据目的地址(DA)和源地址(SA)参照映射表131(步骤S222)。网络处理器113将包括VLAN-ID123的VLAN标签142附加到多播数据中的分组122(步骤S223)，并将分组122转换为分组124。

图7示出了包括VLAN标签的多播数据的分组的示例。将四个字节(octet)(也就是VLAN标签142的32个比特(bit))附加到多播数据的分组124。VLAN标签142包括遵从规定了VLAN-ID123的遵从IEEE802.1q的帧格式及其加标签方法。

将多播数据的分组124从网络处理器113发送至层2交换机114(图6：步骤S224)。参考VLAN表132，接收分组124的层2交换机114指定转发目的。将多播数据的分组124发送到指定的终端104。

图8是示出了终端对多播组的去预订的处理的示例。网络处理器113经由层2交换机114接收从终端104发送的、请求对多播组的去预订的报告消息121(步骤S241)。

网络处理器113接收用于去预订的报告消息121(步骤S241：是)。网络处理器113对报告消息121进行分析，并提取目的地址(DA)与源地址(SA)(步骤S242)。网络处理器113基于所提取的目的地址(DA)与源地址(SA)在映射表131中搜索转发目的。识别用于发送具有去预订请求的报告消息121的转发目的端口(步骤S243)。对指示转发目的端口的位图表进行更新。识别其中目的地址(DA)和源地址(SA)分别与消息中的目的地址与源地址相同的表序号，并将位图中用于去预订的转发目的端口的比特清为‘0’(步骤S244)。

例如，关于第一至第四LAN端口118₁-118₃所预订的多播组，指示与多播组相对应的表序号的转发目的端口的位图为‘1110’。从第二终端104₂发送请求去预订的报告消息121(步骤S241)。将指示转发目的端口的位图中的、与第二LAN端口118₂相对应的比特清为‘0’，并将指示转发目的端口的位图更新为‘1010’。

在上述的示例中，即使在对请求去预订的报告消息进行了处理之后，存在仍预订多播组的终端。终端是第一至第三LAN端口118₁与118₃。在也对第一和第三LAN端口118₁与118₃进行了去预订时，没有终端预订。指示与不包括终端的多播组相对应的表序号的转发目的端口的位图变为‘0000’。将其中指示转发目的端口的位图变成‘0000’的表序号重新用作针对新近加入的多播组的表序号。也就是说，根据示例性实施例，将每个具有从‘0’到‘4095’变化的比特的4096个多播组动态地分配给路由器101中所使用的组。

当更新映射表131时，也通过管理接口133对层2交换机114的VLAN表132中的、与映射表131中的更新相对应的目的地址(DA)、源地址(SA)、VLAN-ID(VID)123以及转发目的端口进行更新。使得映射表131与VLAN表132相匹配，因此不向去预订后的终端104发送相应的多播数据。

上述示例性实施例中的多播数据分发系统100包括下列优点。首先，网络处理器113将VLAN-ID123附加至多播数据，并将转换后的多播数据发送至层2交换机114。相应地，层2交换机114能够将该多播数据传送至仅由目的地址(DA)和VLAN-ID(VID)123指定的终端104，而不考虑协议(MLDv2、MLDv1、IGMPv3、IGMPv2或IGMPv1)。

根据示例性实施例，由网络处理器103对报告消息121进行分析。在最新版本的MLDv2和IGMPv3协议中，除了目的地址(DA)之外，源地址(SA)也变成用于传送的判定条件。甚至不实现这种MLDv2或IGMPv3协议的层2交换机114也能够传送多播数据。

此外，根据示例性实施例，通过处理器上的软件处理来实现对路由器101中所包括的每一部分的处理。因此，根据示例性实施例，还可以在不修改硬件的情况下，通过修改现有路由器的控制程序或向现有路由器的控制程序添加必要功能，将现有路由器操作为多播路由器。

此外，根据示例性实施例，因特网服务提供商所提供的数据传送服务仅受合同终端的约束。相应地，示例性实施例的数据分发装置享受数据传送服务的多样化。由于只能向合同终端104传送数据，因而与信息泄漏等相关的安全性得到了改善。防止了向除了转发目的终端之外的、与路由器101连接的终端传送多余数据，减轻了网络上的业务负载。

<第一修改>

图9是示出了第一修改的多播数据分发系统的示例的框图。在图9中，给予与图2中的相同的部分以与图2中的相同的符号，并适当地省略与这部分相关联的描述。第一修改的多播数据分发系统100A采用层2交换机114A来传送多播数据，该层2交换机不使用上述示例性实施例中所描述的VLAN-ID123来判别转发分组。

在第一修改中，使得在观看者侧的第一至第四终端104₁-104₄预订或去预订多播组的处理(即，登记或更新映射表131的程序)与上述示例性实施例中的程序相同。然而，路由器101A的网络处理器113A通过参考映射表131，将从多播分发服务器103发送的多播数据的分组122转换为供货商特有的原始格式。

另一方面，接收被转换为原始格式的分组124A的层2交换机114A不包括图2中所示的VLAN表132，而是包括转发目的信息对应关系表301。转发目的信息对应关系表301识别供货商特有的原始格式，并发出向第一至第四LAN端口118₁-118₄中的相应端口发送传送分组的指示。

图10示出了向其添加了供货商特有的标识符的多播数据的分组的示例。供货商特有的原始格式的分组124A包括插在一个字节的起始帧定界符(SFD)与六个字节的目的地址之间的两个字节的标识符311。供货商特有的原始格式不局限于本示例性实施例中的格式形式。供货商可以原始地设置分组的格式的规范，例如报头、尾部或与IEEE802.1q标签相似的标签。然而，分组格式需要包括转发信息(转发目的端口指定信息)，该转发信息指示分组124A传送到第一至第四LAN端口118₁-118₄中的哪个端口。

在第一修改中，将指示转发目的信息与端口118之间的关系的VLAN表312T的字段布置在标识符311中所包括的供货商指定字段312中。结果，图9所示的层2交换机114A在没有图2所示的VLAN表132的情况下将传送分组发送至第一至第四LAN端口118₁-118₄中的相应端口。

图11是在第一修改中、当终端104发送具有预订请求的报告消息121时网络处理器113A所执行的处理的示例的流程图。该流程图与示例性实施例中的图3相对应。参照图9与11，来自第一至第四终端104₁-104₄的报告消息121请求对多播组或多播分发服务器103的预订或去预订。网络处理器113A接收经由层2交换机114A从终端104发送的、请求对多播组的预订的报告消息121(步骤S401)。

当接收到预订请求的报告消息121时(是)，网络处理器113对报告消息121进行分析(步骤S402)，并从其中提取必要的信息。该必要信息是目的地址(DA)和源地址(SA)。网络处理器113将具有唯一值的VLAN-ID123与所提取的目的地址(DA)和源地址(SA)中的每一个进行关联(步骤S403)。将目的地址(DA)、源地址(SA)、VLAN-ID123以及指示转发目的端口的位图写入并存储在映射表131中(步骤S404)。

上面的处理与示例性实施例中的处理相同。

图12是示出了在发送多播数据时的网络处理器的传送的处理的示例的流程图。参照图9与12，当从多播分发服务器103传送多播数据时，路由器101A中的网络处理器113A接收该多播数据(步骤S411)。网络处理器113A基于目的地址(DA)和源地址(SA)参考映射表131(步骤S412)。

网络处理器113A将接收到的多播数据的分组122转换为原始格式(步骤S413)。将第一至第四LAN端口118₁-118₄中的、与目的地址相对应的端口合并到初始格式中作为针对转发目的信息的标识符311。将转换为原始格式的分组124A发送到层2交换机114(步骤S414)。

在第一修改中，基于标识符311中所包括的VLAN表312T，由层2交换机114A来判别发送端口，并将数据传送到指定端口。结果，获得了如上述示例性实施例中的相同的效果。

<第二修改>

在示例性实施例和第一修改中，图2和图9所示的网络处理器113和113A对从第一至第四终端104₁-104₄发送到多播分发服务器103的报告消息121进行分析。当从多播分发服务器103接收到多播数据的分组122时，网络处理器113和113A基于对报告消息121的分析结果来指定分组122的转发目的。在示例性实施例和第一修改中，路由器101与101A主动操作。

在第二修改中，用户利用用户接口来登记并更新图2所示的映射表131。以类似的方式处理对多播组的去预订。

图13是示出了第二修改的多播数据分发系统的示例的框图。在图13中，给予与图2中的相同的部分以与图2中的相同的符号，并适当地省略描述。在第二修改的多播数据分发系统100B中，与网络处理器113B连接的ROM111B存储控制程序。关于路由器101B的映射表131的处理，控制程序支持通过GUI(图形用户界面)的Web设置或通过命令的设置。

例如，如图5A与5B所示，第一用户501₁操作第一终端104₁以在用户显示器上的因特网的Web站点上显示映射表131的内容。第一用户501₁查看显示的内容，并预订或去预订多播组。可以将映射表131的内容转换为要发送至第一终端104₁的、并直接显示在显示器上的显示分组。在后一种情况下，第一用户501₁操作第一终端104₁，并直接改变映射表131的内容。

由第一用户501₁通过使用GUI来操作映射表131而设置的设置信息511是多播预订组的目的地址(DA)或预订终端的源地址(SA)。可以将VLAN-ID123包括在设置信息511中。如同示例性实施例，将设置信息511写入并存储在ROM111B的映射表131中。经由管理接口133，将目的地址(DA)或VLAN-ID123发送至层2的交换机114。

在第二修改的多播数据分发系统100B中，在从多播分发服务器103接收到多播数据的分组122时，如同示例性实施例，网络处理器113B将VLAN标签附加到分组122中，并将分组数据122转换为分组数据124B。网络处理器113B将分组数据124B发送至层2交换机114。层2交换机114根据目的地址(DA)和VLAN-ID来确定转发端口，并将多播数据的分组数据发送至指定端口。

<第三修改>

根据示例性实施例，给目的地址(DA)与源地址(SA)的组合分配唯一的VLAN-ID123。将VLAN-ID123分配给4096个多播组中的每一个，其中VLAN-ID123的索引值的范围为‘0’至‘4095’。然而，当目的地址(DA)与源地址(SA)的组合数目超过4096时，VLAN-ID123取短。

图14是示出了第三修改中的VLAN-ID的管理的处理的示例的流程图。参照图2和图14，网络处理器113C(未示出)经由层2交换机114接收从终端104发送的、请求对多播组的预订的报告消息121(步骤S601)。

当接收到请求预订的报告消息121时(是)，网络处理器113C对消息121进行分析(步骤S602)。网络处理器113C从消息121中提取目的地址(DA)与源地址(SA)的集合。网络处理器113C检查来自消息的地址集合是否已经登记在映射表131中(步骤S603)。

当来自消息的地址集合没有登记在映射表131中时(否)，网络处理器131C还检查来自消息的源地址(SA)是否已经登记在映射表131中(步骤S604)。当来自消息的源地址(SA)已经登记在映射表131中时(是)，参考已分配给已登记的源地址(SA)的VLAN-ID123，将来自消息的地址集合登记到映射表131中(步骤S605)。当来自消息的源地址(SA)没有登记在映射表131中时(步骤S604：N)，将未使用的VLAN-ID123分配给来自消息的源地址(SA)，并将来自消息的地址集合登记到映射表131中(步骤S606)。

当判定在步骤S603中提取的目的地址(DA)与源地址(SA)的集已登记在映射表131中时(是)，或者当步骤S605或步骤S606中的处理已完成时，网络处理器113C经由管理接口133在层2交换机114的VLAN表中写入关于目的地址(DA)、VLAN-ID(VID)123以及指示转发目的端口的位图的信息(步骤S607)。

在示例性实施例和上述各个修改中，通过执行控制程序的软件来实现网络处理器113-113C的操作。然而，可以通过硬件逻辑代替网络处理器113-113C的软件处理来实现下述功能：

(1)对报告消息121或目的地址(DA)与源地址(SA)的检查进行分析；

(2)将地址登记在映射表131中，或更新该地址；

(3)对从多播分发服务器103所接收的多播数据的分组122中所包括的目的地址(DA)和源地址(SA)进行检查；

(4)基于包括地址的参数在映射表131中搜索数据；以及

(5)基于搜索结果，将VLAN标签或供货商特有的数据作为指定信息附加至接收到的数据中。

上述的全部或部分功能可以通过硬件逻辑来实现。

具有上述功能的硬件逻辑的元件可以安装在网络处理器113-113C中。此外，多播数据的转发功能可以通过在网络处理器113-113C与层2交换机114、114A之间添加诸如门阵列和FPGA(现场可编程逻辑阵列)之类的逻辑电路来实现。

在示例性实施例和各个修改中，多播分发服务器103和终端104仅用于例证，并且服务器或终端的数目并不局限于示例性实施例。

在背景技术中所描述的、参照图15的现有技术中，受控于相关技术的协议的路由器701不支持诸如MLDv2或IGMPv3之类的最新协议。因此，路由器701无法适当地处理对MLDv2或IGMPv3的多播组的预订或去预订的请求。因此，路由器701无法可靠地向作为多播数据的受限转发目的的预订者终端发送数据。

在图15中，层2交换机714通常可以在内部MAC表中存储连接终端的MAC地址。仅将到所存储的MAC地址的分组发送至终端与之相连的端口。结果，排除了到其他端口的不必需的业务，并且有效地利用了网络。然而，对于多播地址的分组，层2交换机714通常无法执行上述地址学习。在不受网络处理器控制的情况下，将多播组发送至所有端口。多播传送设备不必将多播数据发送到没有预订多播组的终端。

为了满足需求，与端口连接的终端向网络处理器发送MLD报告或IGMP报告，以用于预订多播组。网络处理器将DA和转发目的端口登记在层2交换机内部的MAC表中，以便将用于多播组的分组发送到预订端口。因此，层2交换机能够仅向指定的端口发送多播数据。IGMPv3和MLDv2目前分别为用于多播组预订的IGMP和MLD的最新版本。在协议中，多播组不仅通过目的地址(DA)还通过目的地址与源地址的组合进行确定。现有的层2交换机的MAC地址表只能设置DA，但是不支持IGMPv3或MLDv2协议。因此，无法通过利用目的地址与源地址的组合来仅向指定的端口发送多播数据。将对使用最新版本的协议将多播数据发送到支持最新版本之前的版本的协议的路由器的操作进行描述。

图16是示出了使用最新版本的协议将多播数据发送到支持最新版本之前的版本的协议的路由器的操作的概念图。路由器701支持最新版本之前的版本的协议。根据升级后的版本的协议的报告消息722VU，与路由器连接的第一终端704₁向多播组进行登记。此外，根据报告消息722VU，第四终端704₄对多播组进行去预订。将IGMP的协议版本1或版本2，或者MLD协议的版本1应用到路由器。仅将目的地址(DA)和数据的转发目的端口写入路由器701所使用的MAC表731中。

经由WAN(广域网)端口733，将多播数据706VU从多播分发服务器703发送至路由器701。多播数据706VU支持IGMP的版本3的协议或MLD版本2的协议。

在图16所示的多播数据分发系统700A中，路由器701只与图15所示的多播数据分发系统700相同地包括MAC表731。路由器701不支持最新的协议。在最新版本之前的版本的协议中，只通过目的地址来确定多播组。也就是说，只有从多播服务器接收到的多播数据的目的地址是针对路由器701的转发目的端口的确定因素。路由器701不将源地址(SA)作为用于确定传送目的的元素。另一方面，在支持最新协议的网络中，由于源地址是除了目的地址之外的转发目的的确定因素，因而也将多播数据发送至没有预订多播组的终端。也就是说，层2交换机714不仅将多播数据706VU传送到第一LAN端口718₁，还将其传送至第四LAN端口718₄，这终止了传送。尽管图16没有示出，然而将多播数据706VU传送到其他剩余的终端704₂和704₃。

如上所述，根据示例性实施例和修改，在传送多播数据的设备中创建了对应关系表，该对应关系表表示(1)定义多播数据被传送到的各个终端的位置的源地址、(2)多播数据的目的地址、以及(3)每一个终端与之相连的端口之间的关系。结果，因为源地址与目的地址相关联，所以即使包括其中管理多播组的预定器的协议不支持最新版本的路由器在内的现有多播数据分发设备也能够在不改变硬件的情况下可靠地传送多播数据。

此外，因为支持提供商所提供的各种服务的数据传送方案，所以只将来自提供商的每一个数据传送到合同终端。此外，防御信息泄漏的安全性得到了改善。有利地减少了网络业务量。

尽管已经参考本发明的示例性实施例对本发明进行了具体的说明和描述，然而本发明不局限于这些实施例。本领域的技术人员将理解，可以在不背离权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，在本发明中进行形式和细节方面的多种改变。

Claims (11)

1.一种用于以L2协议向属于多播组的每一个终端传送多播数据的数据分发设备，包括：

对应关系表产生单元，用于产生包括终端的源地址和用于请求与终端的端口信息相关联的多播数据的目的地址在内的表；

地址提取单元，用于提取控制消息中包含的终端的源地址和请求多播数据的目的地址，所述控制消息是从终端发送的关于多播组的控制消息，用于管理多播数据的传送；

地址区别单元，用于区别针对正在接收的多播数据的目的地址与源地址的组合；

转发目的信息产生单元，用于产生转发目的信息，并将所述转发目的信息插入多播数据中，以传送至L2交换机，所述转发目的信息通过获得对应关系表中所包括的、与目的地址和源地址的区别组合相对应的终端的端口信息来指定多播数据的转发目的；以及

L2交换机中所提供的端口选择单元，用于通过参考被插入多播数据中的转发目的信息以及L2交换机中以L2协议所提供的路由表来选择用于传送多播数据的每一个端口，

其中，所述对应关系表产生单元产生虚拟局域网VLAN-ID作为所述对应关系表中的内容之一，所述VLAN-ID是与所述对应关系表中所包括的目的地址与源地址的组合相对应的唯一的值，以及所述转发目的信息产生单元插入与地址区别单元所区别的目的地址与源地址的组合相对应的VLAN-ID，

其中，将所述对应关系表中的内容传送至L2交换机中的路由表，以及

其中，所述路由表和所述对应关系表彼此结合操作以传送多播组，并且所述对应关系表是L3表。

2.根据权利要求1所述的数据分发设备，其中，

所述对应关系表产生单元在新近登记了相同的源地址时，分配已经分配给该源地址的相同VLAN-ID。

3.根据权利要求1所述的数据分发设备，其中，所述对应关系表包括对多播数据到端口的传送进行管理的位图，并由从终端发送的、关于多播组的控制消息来对所述对应关系表进行更新。

4.根据权利要求1所述的数据分发设备，其中，

所述对应关系表产生单元包括用户接口，用于从终端接收关于所述对应关系表的信息，以对所述对应关系表的内容进行更新。

5.根据权利要求1所述的数据分发设备，其中，所述转发目的信息包括供货商特有的原始格式。

6.一种用于以L2协议向属于多播组的每一个终端传送多播数据的数据分发方法，包括：

产生对应关系表，所述对应关系表包括终端的源地址以及用于请求与终端的端口信息相关联的多播数据的目的地址；

区别针对正在接收的多播数据的目的地址与源地址的组合；

产生转发目的信息，所述转发目的信息通过获得对应关系表中所包括的、与目的地址和源地址的区别组合相对应的终端的端口信息，来指定多播数据的转发目的；

将转发目的信息插入多播数据中，以传送至L2交换机；

通过参考被插入多播数据中的转发目的信息以及L2交换机中的以L2协议的路由表，来选择用于传送多播数据的每一个端口，

其中，所述产生对应关系表的步骤包括：提取控制消息中包含的终端的源地址和请求多播数据的目的地址，所述控制消息是从终端发送的关于多播组的控制消息，用于管理多播数据的传送，

其中，所述产生对应关系表的步骤还包括：产生虚拟局域网VLAN-ID作为转发目的信息，所述VLAN-ID是与所述对应关系表中所包括的目的地址与源地址的组合相对应的唯一的值，

其中，将所述对应关系表中的内容传送至L2交换机中的路由表，以及

其中，所述路由表和所述对应关系表彼此结合操作以传送多播组，并且所述对应关系表是L3表。

7.根据权利要求6所述的数据分发方法，其中，所述产生VLAN-ID的步骤包括：在新近登记了相同的源地址时，分配已经分配给该源地址的相同VLAN-ID。

8.根据权利要求6所述的数据分发方法，其中，所述对应关系表包括对多播数据到端口的传送的进行管理的位图，并由从终端发送的、关于多播组的控制消息来对所述对应关系表进行更新。

9.根据权利要求6所述的数据分发方法，其中，

所述产生对应关系表的步骤包括：更新用户接口，用于从终端接收关于所述对应关系表的信息，以对所述对应关系表的内容进行更新。

10.根据权利要求6所述的数据分发方法，其中，所述转发目的信息包括供货商特有的原始格式。

11.一种用于以L2协议向属于多播组的每一个终端传送多播数据的数据分发设备，所述数据分发设备包括：

对应关系表产生装置，用于产生包括终端的源地址和用于请求与终端的端口信息相关联的多播数据的目的地址在内的表；

地址提取装置，用于提取控制消息中包含的终端的源地址和请求多播数据的目的地址，所述控制消息是从终端发送的关于多播组的控制消息，用于管理多播数据的传送；

地址区别装置，用于区别针对正在接收的多播数据的目的地址与源地址的组合；

转发目的信息产生装置，用于产生转发目的信息，并将所述转发目的信息插入多播数据中，以转送至L2交换机，所述转发目的信息通过获得对应关系表中所包括的、与目的地址和源地址的区别组合相对应的终端的端口信息来指定多播数据的转发目的；以及

L2交换机中所提供的端口选择装置，用于通过参考被插入多播数据中的转发目的信息以及L2交换机中以L2协议所提供的路由表来选择用于传送多播数据的每一个端口，

其中，所述对应关系表产生装置产生虚拟局域网VLAN-ID作为所述对应关系表中的内容之一，所述VLAN-ID是与所述对应关系表中所包括的目的地址与源地址的组合相对应的唯一的值，以及所述转发目的信息产生装置插入与地址区别装置所区别的目的地址与源地址的组合相对应的VLAN-ID，

其中，将所述对应关系表中的内容传送至L2交换机中的路由表，以及

其中，所述路由表和所述对应关系表彼此结合操作以传送多播组，并且所述对应关系表是L3表。

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