组播节目的转发处理方法及进行组播转发的接入设备

技术领域

本发明涉及网络视频组播技术领域，具体涉及一种组播节目的转发 处理方法及进行组播转发的接入设备，如数字用户线路接入复用器 (DSLAM)。

背景技术

组播视频网络包括视频头端系统、IP城域网、接入网和家庭网络四 个组成部，如图1所示为现有技术组播视频网络结构示意图，视频头端 系统实现视频用户管理、CA/DRM、视频编码功能，然后将视频业务流 送入IP城域网，每一个TV和广播频道采用MPEG-2格式编码成一路码 流封装到UDP/IP报文中。IP城域网通过IP组播功能将视频业务流送到 宽带接入网。接入网实现视频组加入、离开控制功能，并将用户需要的 视频流发送给用户。接入网可以包含二层交换机(即SW，可以是ATM 交换机或以太网交换机)和DSLAM(数字用户线路接入复用器)设备， 与用户之间采用FE或者xDSL等物理线路连接。视频流从IP城域网发 送到组播路由器或者二层交换机或者DSLAM等接入设备，根据用户的 IGMP(互联网组管理协议)控制报文将视频流发送给需要的用户。

目前PC或者STB(机顶盒)点播组播节目，一般采用IGMP协议 (V1、V2或者V3)的组播协议，IGMP协议是承载在IP协议上的一种 协议，其实是和IP协议并列的，在协议上定义了客户端和组播路由器两 个实体，这两个实体对应组播视频网络就是视频终端和接入设备，协议 格式如图2所示，当IP协议头中的协议号为2时，表明后面的数据是 IGMP协议报文。IGMP数据报文的格式如图3所示，其中：

4bit Version是由4bit表示的版本号，依次为v1、v2、v3(版本1、 2、3)；

4bit Type是由4bit表示的报文类型，表示这个报文是什么样的控制 报文，以IGMP v2为例，有以下几种报文：

1)0x11＝Membership Query，查询报文，组播路由器用于查询是否 组播组是否有用户在；一般定时发送，也可以在收到用户发出的leave (离开)报文后发送查询，以了解该组是否还有用户在。

2)0x16＝Version 2 Membership Report，成员报告报文，表明加入 某个组播组或者响应组查询报文。

3)0x17＝Leave Group，离开报文，表明离开某个组。

4)0x12＝Version 1 Membership Report，IGMP V1的成员报告报文， 作为加入或者响应来用。

16bit的校验和；其后是组播地址，和4bit的报文类型配合使用。

在接入设备(如数字用户线接入复用器DSLAM)上，配置了基于 端口的不同的组播权限，用户只能访问自己权限列表内的组播内容，如 果访问其他内容，会被拒绝，终端接受不到任何内容。如图4所示现有 技术视频节目下发示意图，如果用户1的权限列表为G1/G2/G3，即用 户1只能用户观看G1频道、G2频道、G3频道的节目；如果用户2地 权限列表为G1/G5/G8，即用户2只能观看G1频道、G5频道、G8频道 的节目。

如图5所示为现有技术接入设备处理组播业务的模块示意图， DSLAM组播处理模块配置组播转发表，在网络组播流从网络侧端口到 来时，组播复制模块根据组播转发表将网络组播流复制到用户端口。

在现有技术中，用户组播视频权限的控制方法是当接入设备接收到 用户的组播加入请求以后，如果发现用户没有权限，则不会下发任何组 播节目流，这样用户的视频终端就会出现黑屏，用户无法感觉出是什么 问题，体验非常差。其次在动态的带宽控制中，当某个接入设备上的带 宽申请已经超过了宽带接入设备的下行带宽，如果再根据用户的请求增 加节目申请，就会使得所有的节目视频出现随机丢包，使得所有用户观 看的节目受到影响。目前可能采取的办法就是简单拒绝用户的请求，这 时候用户的视频终端就会出现黑屏，由于这是因为网络拥塞导致的有权 限的用户无法观看视频节目，会导致用户的投诉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种组播节目的转发处理方法 及进行组播转发的接入设备，在网络资源或者用户权限无法满足用户的 视频组播业务请求的时候，避免用户终端出现黑屏现象。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

这种组播节目的转发处理方法，包括以下步骤：

A、当用户终端申请加入某一组播频道时，接入设备选定异于所申 请组播频道的替换组播频道，将该用户终端加入到组播转发表中该替换 组播频道的组播成员列表中，并建立申请组播频道与所述替换组播频道 的地址转换关系；

B、当所述替换组播频道的组播报文从网络侧端口进入接入设备后， 接入设备根据组播转发表进行转发，并根据所建立的地址转换关系将发 往该用户终端的替换组播频道地址转换为所申请的组播频道的地址，再 将替换组播频道的组播报文发送给该用户终端。

所述的步骤A中，采用在接入设备中设置组播失败策略表，该表的 内容包括用户终端申请加入某一组播频道的请求无法满足的原因和不 同原因所对应的替换组播频道，接入设备根据该组播失败策略表选定所 述的替换组播频道。

所述的替换组播频道可以是由接入设备静态加入的组播频道或者 由接入设备动态从网络上申请的组播频道。在对所述组播失败策略表进 行配置时，可以指定一个异于所申请组播频道的固定组播频道作为替换 组播频道，或分别对应不同原因指定异于所申请组播频道的不同组播频 道作为替换组播频道。所述替换组播频道的内容可以为广告、免费视频 或者故障原因提示。也可以在对所述组播失败策略表进行配置时，从现 有已经存在播放给用户终端的组播频道中随机或者按一定的顺序选择 组播频道作为替换组播频道。

所述的步骤A中，可以在接入设备中设置组播地址转换表，该表的 内容包括发往某个用户终端的组播频道地址是否需要转换、需要转换的 组播频道地址以及转换后的组播频道地址，接入设备根据该组播地址转 换表建立所述的地址转换关系。

当接入设备收到针对所述替换组播频道的查询报文，或者接入设备 自身需要刷新替换组播频道的组播成员列表时，步骤如下：

a、接入设备向所述替换组播频道的组播成员发出组播查询报文；

b、接入设备根据所述的组播地址转换表将该组播查询报文的地址 转换为用户原来申请的组播频道的地址发送到用户端口；

c、用户端口返回响应报文时，接入设备根据所述的组播地址转换表 确定为所述替换组播频道的响应请求。

接入设备接收到用户终端的离开指定组报文后，首先根据组播地址 转换表判断该用户终端是否为所述替换组播频道的用户，若是，则从组 播转发表的所述替换组播频道的组播成员列表中删除该用户终端，清除 组播转换表中与该用户终端相关的信息。

相应的一种进行组播转发的接入设备，包括组播复制模块，该组播 复制模块根据组播转发表对网络组播流进行复制转发，所述的接入设备 内还设置有：

异常处理控制模块，用于在用户终端申请加入某一组播频道时，查 该用户终端对应的策略，选定异于所申请组播频道的替换组播频道， 将该用户终端加入到组播转发表中该替换组播频道的组播成员列表中， 并建立申请组播频道与所述替换组播频道的地址转换关系；

组播地址转换模块，用于当组播复制模块根据组播转发表进行组播 转发后，根据所建立的地址转换关系将发往用户终端的替换组播频道地 址转换为所申请的组播频道的地址，并将替换组播频道的组播报文发送 给用户终端。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种组播节目的转发处理方法 及进行组播转发的接入设备，在网络资源或者用户权限无法满足用户的 视频组播业务请求的时候，主动切换到由接入设备预先设定的组播频 道，对用户说明原因或者提供免费的节目，克服了现有技术在此时直接 拒绝用户的请求，导致用户终端黑屏现象的缺点，对用户友好，不会引 致客户投诉。

附图说明

图1是现有技术组播视频网络结构示意图；

图2是现有技术IGMP协议格式示意图；

图3是现有技术IGMP数据报文格式示意图；

图4是现有技术视频节目下发示意图；

图5是现有技术接入设备处理组播业务的模块示意图；

图6是本发明接入设备处理组播业务的模块结构示意图；

图7是本发明异常处理控制流程图；

图8是本发明替换组播频道的组播报文处理流程图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

本发明在接入设备(以DSLAM设备为例，也可以是组播路由器、 二层交换机等)上增加了额外的处理功能，从而在网络资源或者用户权 限不允许用户观看所请求的节目时，将指定的内容传送给用户。该处理 功能需要DSLAM设备配置一个组播失败策略表，该表的内容包括原因 组及不同原因组对应的替换组播频道(还可以包括频道的属性等)，可 以按下列方式之一进行配置：

1)指定一个固定的组播频道作为替换组播频道，如Group0；

2)对应不同的原因指定不同的组播频道作为替换组播频道，这些 频道的内容可以是广告，或者免费视频或者故障原因提示。

3)也可以采用在现有已经存在播放给用户终端的组播频道中随机 或者按一定的顺序(如按时间顺序)选择一个频道作为替换组播频道。

替换组播频道可以由DSLAM设备静态加入(该DSLAM是组播网 络的静态成员，这样不需要在DSLAM设备和网络之间运行组播协议)， 这时替换组播频道的节目就会一直从骨干网络上组播复制到DSLAM设 备；也可以在下述处理之后动态加入替换组播频道，这样替换组播频道 的节目就可以动态根据DSLAM的申请从网络上发送下来，从而节约网 络侧接口的带宽。

如图6所示，在DSLAM设备原有的视频分发系统内，需要增加以 下表格和处理模块：

1)组播失败策略表，该表的内容包括原因组及不同原因组对应的 替换组播频道，配置了对应于某个用户或者某组用户组播申请失败的策 略，例如是否将该用户加入到替换组播频道，如果是则加入到哪个替换 组播频道，或者那些替换组播频道，如果是多个替换组播频道，选择策 略是什么等等(比如配置了User1，在没有权限的时候需要加入Group0； 网络资源不足的时候需要加入Group100)；

2)组播地址转换表，由于用户终端申请的组播频道无法满足，如 果不将替换组播频道的地址转换为所申请的组播频道地址，则用户将无 法接收替换组播频道的组播数据流，因此需要进行组播地址转换。该转 换表的内容是某个端口的组播IP地址/MAC地址是否需要转换，同时需 要转换的组播IP地址/MAC地址和转换后的组播IP地址/MAC地址，用 于组播数据流的组播地址切换；

3)组播地址转发模块，当组播复制模块根据组播转发表进行组播 转发后，根据组播地址转换表将发往用户终端的替换组播频道地址替换 为所申请的组播频道的地址，并将替换组播频道的组播报文发送给用户 终端。

4)异常处理控制模块，用于在用户终端申请加入某一组播频道的 请求无法满足时，查该用户终端对应的失败策略，选定异于所申请组 播频道的替换组播频道，将该用户终端加入到组播转发表中该替换组播 频道的组播成员列表中，并建立申请组播频道与所述替换组播频道的地 址转换关系。

该模块可以是一个单独的模块，也可以是DSLAM原有的正常组播 处理模块的一个分支，当DSLAM处理用户的组播请求(例如User1请 求加入Group5)，发现该用户没有权限或者系统资源不足以支撑以后， 由该模块进行处理，处理步骤如图7所示：

1、查该用户(User1)对应的组播失败策略表，判断该用户是否 需要加入到其它组播频道；

2、如果组播失败策略表里没有相应的策略，则不需要额外处理， 流程结束；如果有相应的策略，则进入下一步；

3、如果组播失败策略表里有相应的策略，如User1需要改为加入 Group0，则构建组播转发表，在Group0内加入User1作为拷贝成员； 组播转发表是基于组播成员的复制列表，当用户申请加入某个组播成功 以后，则被加入到指定的组播成员列表中。

4、配置基于User1端口的组播地址转换表，建立Group0的IP地址 /MAC地址与用户需要请求加入的组播频道Group5的IP地址/MAC地 址的对应关系。

如图8所示为本发明替换组播频道的组播报文处理流程图，数据流 的过程就是Group0的组播报文从网络侧端口进入后，处理步骤如下：

1、查组播转发表，根据组播转发表，由组播复制模块将报文转 发到指定的用户端口；

2、对应于每个用户端口，查组播地址转换表，判断是否需要进 行组播地址转换，如果不需要额外处理，则直接将组播报文发送到用户 端口；如果需要进行组播地址转换，则进入下一步；

3、从组播地址转换表中读取地址转换后的IP地址和MAC地址， 将组播报文中的IP地址和MAC地址进行替换，并相应地修改Checksum (校验和)等，再将组播报文发送到用户端口。

当接入设备收到针对替换组播频道Group0的查询报文，或者接入 设备自身需要刷新替换组播频道Group0的组播成员列表时，步骤如下：

1、接入设备通过IGMP报文向替换组播频道的组播成员发出组播 查询报文；

2、接入设备根据组播地址转换表将该组播查询报文的地址转换为 用户原来申请的组播频道Group5的地址发送到用户端口；

3、用户端口返回响应报文时，接入设备根据组播地址转换表确定 为替换组播频道的响应请求。这样就等同于Group0的响应请求，从而 可以刷新组播转发表。

当接入设备接收到用户终端离开指定组的IGMP报文后，首先根据 组播地址转换表判断该用户终端是否为所述替换组播频道的用户，即用 户是否为强制到其它组，若是，则从组播转发表的替换组播频道的组播 成员列表中删除该用户终端，清除组播转换表中与该用户终端相关的信 息。

本发明克服了现有技术直接拒绝用户的请求，导致用户终端黑屏现 象的缺点，对用户友好，不会引致客户投诉。本发明可以用于用户终端 点播节目失败时替换为备用节目或者其他节目发送给用户终端，也可以 用作在点播节目成功的时候强制给用户终端一些广告等。本领域技术人 员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上 所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范 围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本 发明的权利范围之内。