CN101594243B - 一种基于光网络单元的跨虚拟局域网组播实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光网络单元的跨虚拟局域网组播实现方法，在家庭网关上设置第一虚拟局域网供交互式网络电视业务使用；在光网络单元和光线路终端上划分第二虚拟局域网供组播业务使用；家庭网关向光网络单元发送组播请求报文，光网络单元的用户端口解析出其中的第一虚拟局域网信息，建立该用户端口下第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系，下行的组播数据流或者下行的组播查询协议报文到达光网络单元的用户端口时，将组播数据流或者组播查询协议报文中的第二虚拟局域网标识替换成第一虚拟局域网标识，将组播数据流或者组播查询协议报文从用户端口发送给发送组播请求报文的家庭网关。本发明实现跨虚拟局域网组播数据分发。
Description
技术领域
本发明涉及通讯组播技术，尤其涉及含家庭网关设备的宽带接入网络中的跨vlan(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)组播实现方法。
背景技术
家庭网关是当今电信运营商市场战略中非常重要的一部分，它寄托了当今电信运营商从传统意义上的单一网络提供商向多业务服务提供商转变的希望。电信运营商对家庭网关定义了比较详细的规范，如要求家庭网关支持中间件；要求在家庭网关上支持存储以及支持摄像头等，使其真正成为一个网络终端主机。应当说，从功能上和软件上来讲家庭网关将会变得愈来愈复杂。
近年来随着家庭网关和IPTV(交互式网络电视)技术的大规模应用，在含家庭网关设备的宽带接入网络中如何开展组播业务成为一个值得研究的课题。
现有的组播业务采用单拷贝广播方式，组播业务分发控制点设置在ONU(光网络单元)上，在OLT(optical line termination，光线路终端)上设置组播权限表以对组播进行权限控制，并通过设置ONU设备中的组播过滤表项来达到过滤非法组播数据的目的。对于多用户端口的ONU设备，通过互联网组管理协议(Internet Group Management Protocol)学习(snooping)功能来实现组播业务仅向请求的用户端口转发的目的。组播业务模型支持组播虚拟局域网(MVLAN)。ONU和OLT上划分组播专用的虚拟局域网(VLAN)，即组播业务使用一个或者多个专用于组播业务的VLAN实现与其它业务相隔离，一个MVLAN对应一个组播频道或者一个频道组(指一个权限统一管理的组播频道的集合)。一个组播频道仅属于一个特定的MVLAN。在单拷贝广播信道中传送的组播业务流均带有MVLAN标识(tag)。用户的其它数据流，包括单播业务以及上行的IGMP(Internet GroupMessage Protocol，互联网组管理协议)报文等划入另外的单播VLAN中。这就造成了这样情况：下行组播业务流只能向MVLAN进行转发；而对于家庭网关上用于用户IPTV的业务虚拟局域网(CVLAN)，组播业务流将不能向其进行转发。
例如，当ONU在某一用户端口上接收到组播地址为224.1.2.3的IGMP加入组播报文后，由二层交换通过现有的snooping机制学习建立转发表，在转发表中记录该端口信息、组播MAC地址以及组播虚拟局域网标识(MVID)，同时ONU将该IGMP加入组播报文转发给OLT。OLT拦截了组播应用终端向上发来的全部IGMP请求并进行相关处理后，再将它转发给上层组播路由器，并建立组成员与PON(Passive Optical Network，无源光网络)接口的对应关系(也是一个组播转发表)。同时，OLT按照该组播转发表向各PON接口上转发组播业务流；ONU按照其组播转发表向各用户端口上转发组播业务流，且均带有MVLAN tag。在ONU用户端口下挂的家庭网关设备中，使用业务虚拟局域网标识(CVID)来区分其业务类型，比如VID 101、102、103、104分别表示HSI、IPTV、VoIP和远程管理，这样，由于组播专用的MVLAN和家庭网关上用于IPTV业务的CVLAN不相同，下行的组播业务流就不能正常转发到家庭网关上。
可见，现有的组播业务实现方法无法针对ONU用户端口下挂家庭网关的场景进行正常的组播数据流分发，这样导致家庭网关下的用户无法接收到组播数据流。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于光网络单元的跨虚拟局域网组播实现方法，应用于家庭网关场景的跨vlan组播实现，可以针对ONU用户端口下挂家庭网关设备使用CVID来区分业务类型的场景，通过跨VLAN进行组播业务流的正常分发。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于光网络单元的跨虚拟局域网组播实现方法，包括：
在家庭网关上设置第一虚拟局域网供交互式网络电视业务使用；在光网络单元和光线路终端上划分第二虚拟局域网供组播业务使用；
家庭网关向光网络单元发送组播请求报文，所述组播请求报文中包括第一虚拟局域网信息；
光网络单元的用户端口收到所述组播请求报文以后，解析出所述第一虚拟局域网信息，建立该用户端口下第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系，然后将该请求报文透传到光线路终端上；
携带第二虚拟局域网标识的下行的组播数据流或者下行的组播查询协议报文到达所述光网络单元的用户端口时，根据所述用户端口下的第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系，将所述组播数据流或者组播查询协议报文中的第二虚拟局域网标识替换成第一虚拟局域网标识，然后将所述组播数据流或者组播查询协议报文从所述用户端口发送给所述发送组播请求报文的家庭网关。
由于本发明所述的方法在ONU的用户端口加入组播的请求报文时建立该端口下第一虚拟局域网CVLAN标识<-->第二虚拟局域网MVLAN标识的映射关系，并且建立组播转发条目，所述组播转发条目中有关于端口的相关信息，从而实现下行组播协议报文和组播数据流的跨VLAN分发，实现了IPTV业务组网的多样性。本发明适用于多种类型的用户端设备，提供了一个更为完整的组播解决方案，扩大了组播业务在xPON中的普及。
附图说明
图1为本发明第一实施例的基于光网络单元的跨虚拟局域网组播实现方法流程图。
图2为家庭网关、ONU及OLT之间的信令交互流程图；
图3为ONU的组播转发功能结构示意图；
图4为本发明一实施例中所述家庭网关场景的跨vlan组播的具体实现流程图。
具体实施方式
本发明的核心思想是：ONU的用户端口收到家庭网关发送的组播请求报文以后，获取并记录该报文中的CVLAN信息；建立该端口下CVLAN标识<-->MVLAN标识的映射关系，同时在ONU上建立组播转发条目，用于下行组播数据的分发；下行带有MVLAN tag的组播数据流和组播查询协议报文到达用户端口时，根据先前所建立的该端口的CVLAN标识<-->MVLAN标识映射关系表，将组播数据包和组播查询协议报文中的MVLAN tag替换成CVLAN tag，然后从用户端口发送出去，使得用户端口下挂的家庭网关设备能够顺利接收到组播数据流和组播查询协议报文。
下面通过具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。
参照图1所示，为本发明第一实施例的基于光网络单元的跨虚拟局域网组播实现方法流程图，所述方法包括以下步骤：
步骤101：在家庭网关上设置第一虚拟局域网供交互式网络电视业务使用；在光网络单元和光线路终端上划分第二虚拟局域网供组播业务使用；
步骤102：家庭网关向光网络单元发送组播请求报文，所述组播请求报文中包括第一虚拟局域网信息；
步骤103：光网络单元的用户端口收到所述组播请求报文以后，解析出所述第一虚拟局域网信息，建立该用户端口下第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系，然后将该请求报文透传到光线路终端上；
步骤104：携带第二虚拟局域网标识的下行的组播数据流或者下行的组播查询协议报文到达光网络单元的用户端口时，根据查询到的先前所建立的该用户端口下第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系，将组播数据流或者下行的组播查询协议报文中的第二虚拟局域网标识替换成第一虚拟局域网标识，然后将组播数据流或者下行的组播查询协议报文从用户端口发送出去。
作为一种优选的实施方式，光网络单元的用户端口收到所述组播请求报文以后，解析出所述第一虚拟局域网信息的步骤之后，还包括：
确定该报文中的虚拟局域网标识是否为经过虚拟局域网标识转换后的虚拟局域网标识；如果是，则根据虚拟局域网转换表中的映射关系获取转换前的虚拟局域网标识，即第一虚拟局域网标识；否则，报文中的虚拟局域网标识即为第一虚拟局域网标识。
作为一种优选的实施方式，所述方法还包括：
在光网络单元和光线路终端上建立组播转发条目，所述组播转发条目用于下行组播数据的分发，所述组播转发条目中包括专用于组播业务使用的第二虚拟局域网信息、接收到所述组播请求报文的光网络单元的用户端口信息和接收到组播请求报文的光线路终端端口信息、所述组播请求报文中的组播组IP地址信息。
所述组播请求报文中还包括：用于区别是加入组播请求或是离开组播请求的报文类型信息、组播IP地址、用户端口的标识。
所述光网络单元还包括组播过滤表，所述组播过滤表中设置第二虚拟局域网标识、组播的媒体访问控制地址及用户端口标识，其中的媒体访问控制地址是根据组播IP地址映射得到，相应的，
携带第二虚拟局域网标识的下行的组播数据流或者下行的组播查询协议报文到达光网络单元的用户端口时，根据所述组播过滤表中设置第二虚拟局域网标识、组播的媒体访问控制地址及用户端口标识进行组播数据的分发。
优选的，所述组播转发条目设置在光网络单元设备的二层交换单元。
作为一种优选的实施方式，所述解析出所述第一虚拟局域网标识信息的步骤之后，还包括记录下该第一虚拟局域网标识信息的步骤。
在本发明的一个优选的实施例中，对于光网络单元的每个用户端口，建立一张第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系表。
在本发明的另外的实施例中，基于光网络单元的跨虚拟局域网组播实现方法，包括以下步骤：
步骤201：在家庭网关上设置专门的第一虚拟局域网CVLAN供IPTV业务使用；在用户端设备ONU和局端设备OLT上划分专用的第二虚拟局域网MVLAN供组播业务使用；
步骤202：ONU的用户端口收到家庭网关发送的组播请求报文以后，记录下该报文中的第一虚拟局域网CVLAN信息；同时建立该端口下第一虚拟局域网CVLAN标识与第二虚拟局域网MVLAN标识的映射关系；然后将该请求报文透传到局端设备OLT上。
其中，所述步骤202具体包括：
2021：ONU设备在用户端口收到带有第一虚拟局域网VLAN信息的组播请求报文后，提取报文中的第一虚拟局域网VLAN信息；
2022：通过查询交换芯片的虚拟局域网标识转换表来确定该报文中的第一虚拟局域网VID(局域网标识)是否为经过转换后的第一虚拟局域网VLAN；如果是，则根据转换表中的映射关系获取转换前的第一虚拟局域网VID，即为IPTV业务的第一虚拟局域网CVLAN；否则，报文中的VLAN信息即为IPTV业务的第一虚拟局域网CVLAN。
2023：记录下该第一虚拟局域网CVLAN信息，对于每个用户端口，建立一张第一虚拟局域网CVLAN标识<-->第二虚拟局域网MVLAN标识的映射关系表；
2024：在ONU设备上建立组播转发条目，所述组播转发条目包括：VLAN信息、端口信息、IP地址信息。转发条目中的VLAN信息为专用于组播业务使用的第二虚拟局域网MVLAN(组播虚拟局域网)信息，该条目用于下行组播数据的分发；不改变请求报文的内容，将该报文透传至局端设备OLT上；
当所述请求报文为加入组播的请求报文时，执行1021-1024各步骤。
当所述请求报文为离开组播的请求报文时，不执行1021-1024各步骤。
步骤203：下行的组播数据流均带有第二虚拟局域网MVLAN tag，在ONU设备上根据先前建立的组播转发条目向各用户端口进行组播数据的分发；当数据流到达用户端口时，根据先前所建立的该端口的第一虚拟局域网CVLAN标识<-->第二虚拟局域网MVLAN标识映射关系表，将组播数据流中的第二虚拟局域网MVLAN tag替换成第一虚拟局域网CVLAN tag，然后从用户端口发送出去。
步骤204：下行的组播查询协议报文均带有MVLAN tag，当该查询报文到达用户端口时，根据先前所建立的该端口的第一虚拟局域网CVLAN标识<-->第二虚拟局域网MVLAN标识映射关系表，将查询报文中的第二虚拟局域网MVLAN tag替换成第一虚拟局域网CVLAN tag，然后从用户端口发送出去。
上述方案中，所述组播请求报文具体包括：用于区别是加入组播请求或是离开组播请求的报文类型信息、组播VLAN标识、组播IP地址、用户端口的标识。其中，所述组播转发条目中组播标识为组播IP地址、组播VLAN标识以及由组播IP地址映射的MAC地址。
上述方案中，所述在ONU设备上建立组播转发条目为：将所述组播转发条目设置在ONU设备的二层交换单元。
图2为本发明所述方法中家庭网关HG、ONU及OLT之间的信令交互流程图。参见图2，在具体实现中，ONU和OLT设备在收到家庭网关发送的上行组播请求报文以后，各自建立并维护组播转发条目，每个转发条目中包含三项内容：VLAN信息、端口信息、IP地址信息。所述VLAN信息，为专用于组播业务使用的第二虚拟局域网(MVLAN)信息；所述端口信息，为接收到组播请求报文的用户端口(ONU)和接收到组播请求报文的PON口(OLT)信息；所述IP地址信息为组播请求报文中的组播组地址。
组播转发条目用于下行组播数据流的分发，ONU和OLT设备根据组播转发条目中的信息，具体来说，是根据其中的组播组地址信息、组播虚拟局域网和端口信息，将归属于该组播组的组播数据流转发到相应的组播虚拟局域网和端口中。
图3为ONU设备的转发功能结构示意图。参见图3，ONU设备通常由无源光网络媒体访问控制(PON MAC)单元和二层交换(L2 SWITCH)单元两部分组成。由于涉及到虚拟局域网(VLAN)技术，因此ONU的网络至网络接口(NNI，Network-Network Interface)侧接收的组播数据为带有标签(mvlan tag)的第二虚拟局域网(组播虚拟局域网)数据，在ONU的UNI(User-Network Interface，用户接口)侧转发出去的组播数据为带有标签的第一虚拟局域网(交互式电视业务VLAN)数据(cvlan tag)。由于无源光网络媒体访问控制(PON MAC)单元的业务流程不是本发明的重点，因此此处不再赘述。
本发明针对组播业务，在二层交换单元上设置组播过滤表，组播过滤表中设置组播的VLAN标识、组播的MAC地址及用户端口标识，其中的MAC(Medium Access Control，媒体访问控制)地址是根据组播IP地址映射得到，二层交换单元接收PON MAC单元过滤转发来的组播数据，将该组播数据的组播IP地址映射为MAC地址，查询所述组播过滤表，向该组播过滤表中所记录的所述组播MAC地址对应的用户端口转发所述组播数据。
在初始状态下，所述组播过滤表均为空，因此在初始状态下二层交换对未知组播数据进行丢弃处理。
图4为本发明第三实施例的所述家庭网关场景的跨vlan组播的具体实现流程图。参见图4，该流程包括：
步骤401、在家庭网关上设置专门的第一虚拟局域网CVLAN供IPTV业务使用。
步骤402、向ONU设备发送IGMP请求报文。
步骤403、ONU的用户端口收到家庭网关发送的组播请求报文以后，记录下该报文中的第一虚拟局域网CVLAN信息，对于每个用户端口，建立一张第一虚拟局域网CVLAN标识<-->第二虚拟局域网MVLAN标识的映射关系表。
步骤404、在ONU设备上建立组播转发条目，转发条目中的VLAN信息为专用于组播业务使用的第二虚拟局域网MVLAN信息，该条目用于下行组播数据的分发。
步骤405、不改变请求报文的内容，将该报文透传至局端设备OLT上。
步骤406、在OLT设备上建立组播转发条目，转发条目中的VLAN信息为专用于组播业务使用的第二虚拟局域网MVLAN信息，该条目用于下行组播数据的分发。
步骤407、下发组播数据流。
步骤408、下行的组播数据流均带有第二虚拟局域网MVLAN tag，在ONU设备上根据先前建立的组播转发条目向各用户端口进行组播数据的分发。
步骤409、当数据流到达用户端口时，根据先前所建立的该端口的第一虚拟局域网CVLAN标识<-->第二虚拟局域网MVLAN标识的映射关系表，将组播数据流中的第二虚拟局域网MVLAN tag替换成第一虚拟局域网CVLAN tag，然后从用户端口发送出去。
步骤410、下发组播数据流至家庭网关。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于光网络单元的跨虚拟局域网组播实现方法，其特征在于，包括：
在家庭网关上设置第一虚拟局域网供交互式网络电视业务使用；在光网络单元和光线路终端上划分第二虚拟局域网供组播业务使用；
家庭网关向光网络单元发送组播请求报文，所述组播请求报文中包括第一虚拟局域网标识信息；
光网络单元的用户端口收到所述组播请求报文以后，解析出所述第一虚拟局域网标识信息，建立该用户端口下第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系，然后将该请求报文透传到光线路终端上；
携带第二虚拟局域网标识的下行的组播数据流或者下行的组播查询协议报文到达所述光网络单元的用户端口时，根据所述用户端口下的第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系，将所述组播数据流或者组播查询协议报文中的第二虚拟局域网标识替换成第一虚拟局域网标识，然后将所述组播数据流或者组播查询协议报文从所述用户端口发送给所述发送组播请求报文的家庭网关。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述解析出所述第一虚拟局域网标识信息，包括：
确定该报文中的虚拟局域网标识是否为经过转换后的虚拟局域网标识；如果是，则根据虚拟局域网转换表中的映射关系获取转换前的虚拟局域网标识，即第一虚拟局域网标识；否则，报文中的虚拟局域网标识即为第一虚拟局域网标识。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在光网络单元和光线路终端上建立组播转发条目，所述组播转发条目用于下行组播数据的分发，所述组播转发条目中包括专用于组播业务使用的第二虚拟局域网标识信息、接收到所述组播请求报文的光网络单元的用户端口信息和接收到组播请求报文的光线路终端端口信息、所述组播请求报文中的组播IP地址信息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组播请求报文中还包括：用于区别是加入组播请求或是离开组播请求的报文类型信息、组播IP地址、用户端口的标识。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光网络单元还包括组播过滤表，所述组播过滤表中设置第二虚拟局域网标识、组播的媒体访问控制地址及用户端口标识，其中的媒体访问控制地址是根据组播IP地址映射得到，相应的，
携带第二虚拟局域网标识的下行的组播数据流或者下行的组播查询协议报文到达光网络单元的用户端口时，根据所述组播过滤表中设置第二虚拟局域网标识、组播的媒体访问控制地址及用户端口标识进行组播数据的分发。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述组播转发条目设置在光网络单元设备的二层交换单元。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解析出所述第一虚拟局域网标识信息的步骤之后，还包括记录下该第一虚拟局域网标识信息的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于光网络单元的每个用户端口，建立一张第一虚拟局域网标识到第二虚拟局域网标识的映射关系表。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |