專利名稱：在現(xiàn)有的epon網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)ipv6組播過濾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在千兆無源光網(wǎng)絡(luò)(以下稱為EP0N)上實現(xiàn)IPV6組播過濾的方法，更 具體地說是一種在EP0N網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)MLD Snooping的方法。
背景技術(shù)：
在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，IP組播(將相同的信息包同時傳送給多個目的地)比單播(向每 個目的地單獨(dú)發(fā)送一份)的效率高得多。如果網(wǎng)絡(luò)中沒有某種類型組播控制，網(wǎng)絡(luò)將會把 組播作為廣播處理，這意味著目的地網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都必須處理發(fā)送給該網(wǎng)絡(luò)的所有組 播。在組播應(yīng)用類型較多的環(huán)境中，這可能需要能夠搶奪網(wǎng)絡(luò)上所有主機(jī)CPU周期的性能， 極大的影響網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。
IGMP snooping和MLD snooping技術(shù)就是為了解決二層設(shè)備在端口上過濾該端口不需 要的組播數(shù)據(jù)包，防止組播包泛濫，節(jié)省端口有效帶寬問題而產(chǎn)生的技術(shù)。
IPv4組播偵聽的技術(shù)被稱為IGMP Snooping,是一個用于組播組的管理和控制的技術(shù)。 它使用IGMP報文。IGMP協(xié)議運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)層，而IGMP Snooping運(yùn)行在鏈路層。如

圖1所示， IGMP Snooping允許交換機(jī)監(jiān)聽主機(jī)和路由器之間的IGMP會話。當(dāng)交換機(jī)監(jiān)聽到主機(jī)發(fā)往 某個組的IGMPr印ort，交換機(jī)將主機(jī)的端口數(shù)加入到這個組的轉(zhuǎn)發(fā)列表中，同樣，當(dāng)交換 機(jī)收聽到IGMP leave消息，它就將主機(jī)的端口從轉(zhuǎn)發(fā)表中刪除。如果一段時間內(nèi)沒有成員 的報告，交換機(jī)將端口從組中刪除。當(dāng)IGMP Snooping啟動之后，組播路由器周期地向所 有VLAN發(fā)送IGMP査詢報文，VLAN下的主機(jī)響應(yīng)査詢報文，發(fā)送加入或報告報文，因此這 個主機(jī)所在端口被加入到組播轉(zhuǎn)發(fā)表中，關(guān)鍵字是VLAN和組播MAC地址，當(dāng)有組播數(shù)據(jù)時， 直接根據(jù)組播轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)，并不是向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)，因此有效地節(jié)省了交換機(jī) 的帶寬。
MID snooping的基本工作原理與IGMP snooping相同，差別只在于MLD Snooping是偵 聽IPv6的組播包。而所謂MLD snooping,是指0而設(shè)備通過偵聽STB (機(jī)頂盒)與路由器 之間的IPv6組播協(xié)議消息(MLD協(xié)議)交互，可以確定連接在自己某端口的STB當(dāng)前加入 的組播組，從而只轉(zhuǎn)發(fā)該STB需要的組播組數(shù)據(jù)，過濾掉其余不需要的組播組數(shù)據(jù)的功能。
為了在無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)中實現(xiàn)EP0N的M1D snooping功能，EPON除了要為每一個 點(diǎn)到點(diǎn)的邏輯鏈路指定一個LLID (Logical Link ID)夕卜，EPON中還要定義一個通用的廣 播LLID。 OLT對于下行數(shù)據(jù)包，如果是單播包，就在地址表中查找對應(yīng)的LLID，將對應(yīng)的 LLID值插入到數(shù)據(jù)包中。如果這個包是一個廣播包，那么就使用一個通用的廣播LLID值。 而ONU在接收到下行包后，要將不屬于自己的數(shù)據(jù)包過濾掉。當(dāng)有一個新的下行包到達(dá)時， 如果該包是單播包，且LLID與ONU的LLID相匹配，就接收這個包，否則就丟棄這個包； 如果該包是廣播包，且LLID為通用的廣播LLID，就接收這個包。
如圖二所示，ONU的下行端口為FE 口，由于IPv6還屬于新興技術(shù)，大多數(shù)EPON Switch 芯片上還無法實現(xiàn)MLD snooping功能。因此也無法對不屬于本ONU下屬終端的組播進(jìn)行過 濾，而EPON 口的數(shù)據(jù)速率達(dá)到1G，下行的數(shù)據(jù)口只有FE，就很容易在此導(dǎo)致端口擁塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在EPON網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)MLD Snooping的方法，該方法是在IPTV 業(yè)務(wù)中基于Passave芯片功能而開發(fā)的，在EPON網(wǎng)絡(luò)中使用的MLD snooping功能。通過 在ONU側(cè)實現(xiàn)MLD Snooping功能，可以允許IPv6的組播數(shù)據(jù)在ONU側(cè)被過濾，使得ONU 設(shè)備可直接輸出IOOM的FE接口，從而節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬。該方法在沒有組播snooping功能 的二層交換設(shè)備中，對從某端口收到的組播數(shù)據(jù)包(該數(shù)據(jù)包的目的MAC地址為一個組播 MAC地址)的處理與對廣播包的處理相同，即將組播數(shù)據(jù)包向除源端口外的所有端口拷貝轉(zhuǎn) 發(fā)。而組播snooping功能，使得交換機(jī)可以通過在設(shè)備中建立的組播地址與端口的映射表， 決定是否向某個端口轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)包，從而實現(xiàn)端口上的組播數(shù)據(jù)包過濾。
作為實現(xiàn)本發(fā)明目的的一種在EPON網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)MLD Sno叩ing的方法，其特征在于， 該方法包含如下步驟
首先用戶端發(fā)送MLD的報告消息,經(jīng)過VLAN (虛擬局域網(wǎng))Switch后分兩路同時送至 處理器和上行EPON 口，處理器收到MLD報告消息后進(jìn)行處理后，生成一張組播過濾地址表；
然后通過ONU芯片提供的API發(fā)控制指令給DA Classifier (圖中Ctrl所示)，當(dāng)下 行的數(shù)據(jù)經(jīng)過DA Classifier時，DA Classifier根據(jù)組播地址表完成對非本ONU的組播 數(shù)據(jù)過濾。
本發(fā)明所述的用戶端為STB或者PC。
本發(fā)明所述的ONU芯片為PAS6201，其內(nèi)嵌有1個ARM922T的CPU內(nèi)核，1個Switch內(nèi)核。
本發(fā)明是基于IPv6中只有廣播流走IPv6組播協(xié)議的現(xiàn)狀，根據(jù)QoS原則，將IPTV業(yè) 務(wù)節(jié)點(diǎn)(也就是STB)放到特定的某一個VLAN，而IPTV業(yè)務(wù)只有少量的上行數(shù)據(jù)流，這就 意味著只有一個VLAN需要進(jìn)行較少數(shù)量的上行數(shù)據(jù)包抓包。同時，利用Passave芯片的API (Application Programming Interface應(yīng)用編程接口 )接口可以針對特定VLAN上行或下 行的所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行抓包的特性，通過對ONU芯片PAS6201 ( EPON光網(wǎng)絡(luò)單元芯片)上的 API,進(jìn)行二次開發(fā)。通過這些API接口，來控制其ONU芯片的某些行為，并達(dá)到實現(xiàn)MLD snooping功能的目的。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
圖1為目前MLD、 IGMP snooping實現(xiàn)示意圖。
圖2為現(xiàn)有千兆無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)的EPON結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明具體實施方式
中的PAS6201實現(xiàn)MLD Snooping原理圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具 體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
參看圖3， 一種在EPON網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)MLD Snooping的方法，該方法包含如下步驟
首先用戶端(STB或者PC)發(fā)送MLD的報告消息，經(jīng)過VLAN (虛擬局域網(wǎng))Switch后分 兩路同時送至處理器ARM922T和上行EPON 口 ，處理器ARM922T收到MLD報告消息后進(jìn)行 處理后，生成一張組播過濾地址表；
然后通過ONU芯片PAS6201提供的API發(fā)控制指令給DA Classifier(圖中Ctrl所示)， 當(dāng)下行的數(shù)據(jù)經(jīng)過DA Classifier時，DA Classifier根據(jù)組播地址表完成對非本ONU的 組播數(shù)據(jù)過濾。
上述方法是基于IPv6只有廣播流走IPv6組播協(xié)議的現(xiàn)狀，根據(jù)QoS原則，將IPTV業(yè) 務(wù)節(jié)點(diǎn)(也就是STB)放到特定的某一個VLAN，而IPTV業(yè)務(wù)只有少量的上行數(shù)據(jù)流，這就 意味著只有一個VLAN需要進(jìn)行較少數(shù)量的上行數(shù)據(jù)包抓包。同時，利用Passave芯片的API (Application Programming Interface應(yīng)用編程接口 )接口可以針對特定VLAN上行或下
行的所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行抓包的特性，通過對ONU芯片PAS6201 ( EPON光網(wǎng)絡(luò)單元芯片)上的 API，進(jìn)行二次開發(fā)。通過這些API接口，來控制其ONU芯片的某些行為，并達(dá)到實現(xiàn)MLD snooping功能的目的。
下面通過對MLDS實現(xiàn)詳細(xì)功能的描述來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
1、 初始化時，禁止視頻組播數(shù)據(jù)從ONU芯片的UNI 口流出
為了達(dá)到過濾視頻組播數(shù)據(jù)流的目的，芯片0而初始化時，應(yīng)該禁止視頻IPv6的組播 數(shù)據(jù)從UNI 口 (用戶網(wǎng)絡(luò)接口)流出。 可以通過調(diào)用API: PAS ONU— i p—multicast—enable( PASONU—direction—t direction, BOOLEAN enable h
禁止下行的IPv6組播數(shù)據(jù)通過到UNI端口。
但是，不應(yīng)該禁止出于管理目的而發(fā)往UNI側(cè)的組播數(shù)據(jù)，例如路由器發(fā)往Host的地 址分配協(xié)議報文等。
2、 初始化時，設(shè)置特定VLAN的上行數(shù)據(jù)能夠被ONU的CPU捕獲
為了能夠捕獲STB發(fā)往路由器的MLD協(xié)議包，需要將STB的上行端口設(shè)置在某個VLAN 中。這樣通過芯片ONU初始化時，設(shè)置此VL層的上行數(shù)據(jù)即從數(shù)據(jù)通道流到EPON 口，又 能流向PAS6201的CPU內(nèi)核。從而被CPU捕獲。
可以利用PAS6201提供的用于設(shè)置進(jìn)行數(shù)據(jù)通道過濾的API來實現(xiàn)
PASONU—CLASSIFIER—add一filter(PASONU—direction—t direction,
PASONU—frame一quali f i er—t quali f i er，
INT16U value,
PASONU—forwardi ng—act ion—t act ion， PASONU—flow—desc—t fd );
指定direction為上行，qualifier為按照VLAN進(jìn)行過濾，value為需要過濾的VLAN ID， action為允許數(shù)據(jù)能夠向PAS6201的CPU復(fù)制，即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式設(shè)為PASONU—PASS—BOTH。
3、 初始化時，設(shè)置特定的MLD Query組播報文數(shù)據(jù)能夠被ONU的CPU捕獲 為了能夠?qū)崿F(xiàn)Sno叩ing功能，芯片ONU的CPU應(yīng)該捕獲路由器發(fā)給HOST (主機(jī))的
MLD Query消息。因此芯片ONU初始化時，需要根據(jù)目的MAC地址，設(shè)置捕獲MLD snooping 報文的組播組數(shù)據(jù)。
可以通過調(diào)用PASONU_CLASSIFIER—add—DA—filter ，將下行數(shù)據(jù)鏈路中DA為 33-33-00-00-00-01的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式設(shè)為PASONU—PASS一B0TH。這樣運(yùn)行在CPU上我們的應(yīng) 用程序MLD一APP可以獲取到路由器發(fā)送的MLD Query通用査詢協(xié)議包。
4、 能夠根據(jù)捕獲的VL細(xì)上行報文，建立組播過濾表
STB上行的VLAN報文，不全是MLD的R印ort、 Done協(xié)議報文。因此MLDS模塊需要分 析所有STB上行的VLAN報文，根據(jù)MLD協(xié)議規(guī)定，找出其中的R印ort、 Done協(xié)議報文。 之后，根據(jù)報文中加入或離開某個組播組的請求，建立一張組播過濾表。該表的每一條記 錄表示STB目前加入的組播組。
5、 能夠根據(jù)組播過濾表，進(jìn)行IPv6組播數(shù)據(jù)的過濾
MLDS模塊應(yīng)該根據(jù)組播過濾表，向PAS6201設(shè)置基于目的MAC地址的ACL(訪問控制)， 即允許在組播過濾表中有記錄的組播數(shù)據(jù)，能夠流向UNI接口； 可以通過調(diào)用API:
PASONU—CLASSIFIER—add—DA一fiIter( GENERAL—mac一address—t *address, PASONU—forwardi ng一act ion—t act ion, PASONU—flow—desc—t fd )， 將下行數(shù)據(jù)鏈路中指定DA為組播過濾表中組播組的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式設(shè)為 PASONU—PASS—DATAPATH,允許該組播目的地址的IPv6組播數(shù)據(jù)通過.
6、 能夠根據(jù)査詢情況，動態(tài)維護(hù)組播過濾表
MLDS模塊應(yīng)該根據(jù)捕獲到的路由器發(fā)向HOST的MLD Query消息，來啟動定時機(jī)制，判 斷在規(guī)定時間內(nèi)是否收到STB返回的MLD R印ort應(yīng)答。若收不到，則認(rèn)為0而的UNI端口 下面已沒有該組播組成員，因此需要動態(tài)更新組播過濾表。
權(quán)利要求
1、一種在EPON網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)MLD Snooping的方法，其特征在于，該方法包含如下步驟首先用戶端發(fā)送MLD的報告消息，經(jīng)過VLAN的Switch后分兩路同時送至處理器和上行EPON口，處理器收到MLD報告消息后進(jìn)行處理后，生成一張組播過濾地址表；然后通過ONU芯片提供的API發(fā)控制指令給DA Classifier，當(dāng)下行的數(shù)據(jù)經(jīng)過DAClassifier時，DA Classifier根據(jù)組播地址表完成對非本ONU的組播數(shù)據(jù)過濾。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的用戶端為STB或者PC。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的處理器為ARM922T。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的0NU芯片為PAS6201。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述PAS6201芯片，其內(nèi)嵌有1個ARM922T 的CPU內(nèi)核，l個Switch內(nèi)核。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，EPON上的MLD Snooping功能是基于 passave芯片功能而開發(fā)的。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，，其特征在于，所述passave芯片的應(yīng)用編程接口 API (Application Programming Interface)接口具有可以針對特定VLAN上行或下行的所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行抓包的特性。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，只有一個VLAN需要進(jìn)行較少數(shù)量的上 行數(shù)據(jù)包抓包。
全文摘要
一種在EPON網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)MLD Snooping的方法，其首先用戶端(STB或者PC)發(fā)送MLD的報告消息，經(jīng)過VLAN(虛擬局域網(wǎng))Switch后分兩路同時送至處理器ARM922T和上行EPON口，處理器ARM922T收到MLD報告消息后進(jìn)行處理后，生成一張組播過濾地址表；然后通過ONU PAS6201芯片提供的API發(fā)控制指令給DA Classifier，當(dāng)下行的數(shù)據(jù)經(jīng)過DAClassifier時，DA Classifier根據(jù)組播地址表完成對非本ONU的組播數(shù)據(jù)過濾。本發(fā)明利用Passave芯片的API接口可以針對特定VLAN上行或下行的所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行抓包的特性，通過對ONU芯片PAS6201上的API，進(jìn)行二次開發(fā)。通過這些API接口，來控制其ONU芯片的某些行為，并達(dá)到實現(xiàn)MLD snooping功能的目的。
文檔編號H04B10/20GK101114981SQ200610029520
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者浩 劉, 進(jìn) 李 申請人:上海未來寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心有限公司