ПРОЦЕДУРА РЕАЛИЗАЦИИ ЧЛЕНСТВА В НЕСКОЛЬКИХ ГРУППАХ МНОГОАДРЕСНОЙ ПЕРЕДАЧИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОВАЙДЕРОВ Российский патент 2014 года по МПК G06F13/00 H04L12/741 

Предметом изобретения является процедура реализации функции Членства в Множестве Групп Многоадресной Передачи различных Провайдеров услуг (ЧМГМП (МРММ, Multi Provider Multicast Membership)), которая, прежде всего, предназначена провайдерам мультимедиа услуг в Сетях с Открытым Доступом (СОД (ONA, Open Networks Access)), то есть с несколькими провайдерами услуг, в которых для одновременного предоставления видеоконтента нескольким пользователям используется Интернет-протокол управления группами (ИПУГ (IGMP, internet Group Management Protocol)). Настоящее изобретение относится к классу G01R 31/08 согласно международной патентной классификации.

Данное решение обеспечивает предоставление конечным пользователям любого видеоконтента. Оно расширяет функцию отслеживания сообщений IGMP таким образом, что позволяет составлять любые комбинации видеопотоков в направлении пользователя, несмотря на то что конкретный пользователь относится только к конкретному провайдеру услуг.

Известных решений по отслеживанию сообщений ИПУГ с возможностью комбинирования видеоконтента различных провайдеров услуг нет. Концепции сетей с открытым доступом, при которых национальный телекоммуникационный оператор, согласно законодательству, должен предоставлять свою телекоммуникационную инфраструктуру альтернативным операторам, в результате чего конечные пользователи получают возможность выбора услуг независимо от оператора инфраструктуры, только зарождаются.

При описании известного состояния очень важным требованием при организации сетей с несколькими провайдерами услуг является предотвращение непосредственной коммуникации между пользователями на втором уровне модели OSI (уровня 2; L2), без учета возможности фильтрации трафика на третьем или более высоком уровне. Операторы сети имеют несколько возможностей ограничения трафика: фильтры, списки доступа, списки изоляции пользователей. Коммуникация между двумя пользователями, как правило, проходит через устройство, обеспечивающее фильтрацию на третьем или более высоком уровне модели OSI.

Несмотря на это пользователи на устройствах, которые работают только на втором уровне модели OSI, могут осуществлять коммуникацию между собой, поскольку они "видят" друг друга по соединению второго уровня. Коммутаторы и оборудование доступа, приведенные в настоящем изобретении, поддерживают возможность изоляции абонентских портов на втором уровне. При активации данной опции предотвращается многоадресная, одноадресная и широковещательная коммуникация между двумя портами на уровне 2.

Особенности режима IP-передачи в многоадресном режиме с протоколом ИПУГ определены в IETF RFC 1112.

Протокол IGMP используется как механизм динамического включения отдельных пользователей в группы многоадресной передачи в соответствующей логической подсети ВЛС (Виртуальной Локальной Сети). Протокол ИПУГ версии 2 использует следующие типы сообщений: запрос - Query, присоединение - Join и выход из группы - Leave.

Если пользователь хочет принимать некий видеоконтент, в направлении сети передается сообщение Join, посредством которого передается запрос на получение медиаконтента.

Если же пользователь больше не хочет принимать определенный медиаконтент, то в направлении сети передается сообщение Leave.

Состоянием по умолчанию устройств уровня 2 после принятия трафика многоадресной передачи является широковещательная передача на все порты, находящиеся в той же логической подсети. Для эффективной рассылки трафика многоадресной передачи на устройствах уровня 2 используется функция отслеживания сообщений ИПУГ.

Классическая функция отслеживания сообщений ИПУГ требует для своей работы некоторой информации, находящейся на третьем уровне модели OSI. Функция отслеживания сообщений ИПУГ соответствующим образом обрабатывает данную информацию и выполняет адаптацию таблицы пересылки (ТП (САМ table)).

Ближе всего к настоящему изобретению находится решение, описанное в патентном документе US 20070116014 под названием «Улучшенная регистрация в широковещательной виртуальной локальной сети» ((Enhanced Multikast VLAN Registration (eMVR)). Однако оно не предназначено для сетей с несколькими провайдерами услуг, а, прежде всего, для разделения абонентского трафика многоадресной передачи и сетевого трафика. Общей характеристикой приведенного решения (eMVR) и функциональности Регистрации в ВЛС Многоадресной передачи (РВМ (MVR, Multikast Vlan Registration) является формирование отдельной ВЛС, которая используется для распространения трафика многоадресной передачи. Нерешенной остается проблема достаточно непростого обеспечения комбинаций медиапотоков из различных логических подсетей.

Данное изобретение решает эту проблему путем процедуры, которая посредством функции ЧМГМП обеспечивает расширение существующей функции отслеживания сообщений ИПУГ с целью поддержки выбора ВЛС.

Изобретение будет пояснено при помощи примера реализации с соответствующими схемами:

Фиг.1 - блок-схема сети Ethernet в топологии кольца;

Фиг.2 - блок-схема сети Ethernet в топологии кольца с использованием изобретения;

Фиг.3 - блок-схема работы коммутатора уровня 2.

На Фиг.1 изображена блок-схема сети Ethernet в топологии кольца; На этой фигуре пунктиром изображено возможное подключение устройства с использованием данного изобретения.

На Фиг.2 изображено подключение пользователей к сети посредством технологии цифровой абонентской линии (DSL). Устройство 6 уровня 3 и группа коммутаторов 5 уровня 2 посредством физических соединений 7 создают сеть в топологии кольца. Мультиплексор Доступа (МД) 3 и коммутаторы 4 по цифровым абонентским линиям DSL посредством соединения 7 подключены к порту коммутатора 5 уровня 2. Пользователь 1, относящийся к провайдеру A, подключен к сети посредством модема DSL (изображен на Фиг.2) через порт на МД DSL 3. Также к сети подключен второй пользователь 2, только он относится к провайдеру услуг B.

На Фиг.3 изображены основные блоки устройства доступа МД DSL 3. Оно состоит из центрального процессора (ЦП) 10, кодовой процедуры 9, таблицы пересылки ТП (САМ) 11 и механизма пересылки 12.

Процедура с использованием данного изобретения поясняется посредством приложенных фигур. Далее будут описаны технические подробности посредством эталонного расположения элементов. Необходимо понимать, что данная функция может использоваться во всех возможных вариантах сети с открытым доступом (сети с несколькими провайдерами услуг), а также для обеспечения сетевой безопасности.

На Фиг.2 изображено подключение пользователей к сети посредством технологии цифровой абонентской линии (DSL). Здесь необходимо отметить, что данное изобретение не ограничивается типом доступа, a DSL является лишь одним из вариантов. Пример указывает на тот факт, что пользователи посредством рабочих станций подключены к модемам DSL.

Такая сетевая архитектура предполагает, что все абонентские порты на МД DSL 3 относятся к различным ВЛС, так называемые порты доступа. Поскольку пользователь в одной сети ВЛС не может осуществлять коммуникацию с пользователем, находящимся в другой ВЛС, без использования устройства 6 уровня 3, то таким образом обеспечивается необходимая изоляция пользователей. Все порты на коммутаторах доступа 5 уровня 2 являются членами всех ВЛС (тип TRUNK), поскольку к ним подключаются МД DSL с несколькими ВЛС.

Провайдеры услуг обеспечивают мультимедиа (видео) контент, который будет посредством модемов DSL доставляться конечным пользователям. Таким образом, провайдер услуг A обеспечивает видеоконтент для пользователя 1, а провайдер услуг B - для пользователя 2. Часть видеоконтента передается в режиме многоадресной передачи. Данное изобретение предполагает, что мультимедиа контент многоадресной передачи различных провайдеров услуг разделяется посредством различных IP-адресов многоадресной передачи.

Согласно описанной процедуре реализации функции членства в различных группах многоадресной передачи различных провайдеров услуг видно, что обеспечивается однозначное обозначение групп многоадресной передачи (провайдеры услуг договариваются о разделении адресного пространства для многоадресной передачи).

Согласно Фиг.2, сетевая архитектура предполагает, что пользователь 1, относящийся к оператору А, является членом ВЛС X многоадресной передачи и подключен к порту dsH на МД DSL, который, в свою очередь, посредством восходящего соединения соединен с коммутатором уровня 2. Пользователь 1 получает желаемый видеоконтент (провайдера услуг A) посредством адреса из адресного пространства для многоадресной передачи. Пример предполагает, что трафик многоадресной передачи (провайдер услуг A) на входе или выходе из сети обозначается тегом ВЛС МсА.

Пример функционирования на сетевом уровне.

При выборе пользователем 1 видеоконтента многоадресной передачи в восходящем направлении (от пользователя в направлении сети) передается запрос на присоединение к данной группе многоадресной передачи с использованием сообщения ИПУГ Join. Этот запрос перехватывается МД DSL 3, соответствующим образом обрабатывается, записывается в таблицы и передается дальше в направлении сети. МД DSL 3 на основании заранее определенных правил добавляет к перехваченной информации МсА ВЛС. То же самое выполняется для всех сообщений ИПУГ, получаемых от данного пользователя.

Пример работы алгоритма:

Центральный процессор 10 на основании правил, предписываемых кодовым механизмом 9, тегирует поступающие из абонентской ВЛС сообщения ИПУГ в сетевую ВЛС Мс. Тегирование выполняется на основании информации, принятой в заголовке ИПУГ IP-пакета. Параметром, к которому привязывается тегирование, является IP-адрес назначения. Центральный процессор 10 добавляет в таблицу САМ 11 запись об адресе назначения контента многоадресной передачи провайдера услуг с соответствующим ВЛС-id Мс.

Центральный процессор 10 настраивает механизм пересылки 12 с правилами тегирования ВЛС пакетов многоадресной передачи на отдельных портах на основании правил пересылки, записанных в кодовом механизме 9. Механизм пересылки 12 посредством соединений 7 пересылает соответствующим образом обработанный (с сетевым ВЛС ID) абонентский трафик ИПУГ.

Если пользователь больше не хочет принимать видеоконтент провайдера услуг, то в направлении сети передается сообщение ИПУГ Leave, которое перехватывается центральным процессором 9. Если нет других пользователей, желающих принимать данный видеоконтент, тогда в направлении устройства 6 уровня 3 передается сообщение ИПУГ Leave с тегом сетевой ВЛС. Вместе с тем на МД DSL удаляется запись о группе многоадресной передачи.

Изобретение относится к системам реализации функции членства в нескольких группах многоадресной передачи различных провайдеров услуг. Технический результат заключается в обеспечении контента многоадресной передачи в сетях с открытым доступом несколькими провайдерами услуг, в которых для передачи видеоконтента используется режим многоадресной передачи. Такой результат достигается тем, что передается запрос на присоединение к группе многоадресной передачи с использованием сообщения Интернет-протокола Управления Группами (ИПУГ) Join, причем запрос перехватывается МД DSL, соответствующим образом обрабатывается, записывается в таблицы и передается в направлении сети, к перехваченной информации добавляется МсА ВЛС (ВЛС многоадресной передачи), причем центральный процессор тегирует на основании принятой в заголовке ИПУГ IP-пакета информации запросы ИПУГ из абонентской ВЛС в сетевую ВЛС Мс (многоадресную ВЛС), после чего центральный процессор добавляет в таблицу пересылки САМ запись об адресе назначения контента многоадресной передачи провайдера услуг с соответствующим ВЛС-id Мс, причем центральный процессор настраивает механизм пересылки с правилами тегирования ВЛС пакетов многоадресной передачи на отдельных портах на основании правил пересылки, записанных в кодовом механизме и механизм пересылки посредством соединений пересылает соответствующим образом обработанный с сетевым ВЛС-id абонентский трафик ИГУП. 3 ил.

Способ реализации функции членства в множестве групп многоадресной передачи различных провайдеров услуг, где сетевая архитектура предполагает, что все абонентские порты на Модеме Доступа цифровой абонентской линии (DSL) - МД DSL (3) являются членами различных Виртуальных Локальных Сетей (ВЛС), причем пользователь из одной ВЛС не может осуществлять коммуникацию с пользователем из другой ВЛС без использования устройства (6) уровня 3, в результате чего обеспечивается необходимая изоляция пользователей; все порты на коммутаторах (5) доступа уровня 2 являются членами всех ВЛС, поскольку к ним подключаются МД DSL с несколькими ВЛС, характеризующийся тем, что пользователь (1) выбирает видеоконтент, передаваемый в режиме многоадресной передачи, для чего в восходящем направлении, от пользователя в направлении сети, передается запрос на присоединение к группе многоадресной передачи с использованием сообщения Интернет-протокола Управления Группами (ИПУГ (IGMP, Internet Group Management Protocol)) Join, причем запрос перехватывается МД DSL (3), соответствующим образом обрабатывается, записывается в таблицы и передается в направлении сети и на основании заранее определенных правил к перехваченной информации добавляется МсА ВЛС (ВЛС многоадресной передачи), что выполняется для всех сообщений ИПУГ, получаемых от данного пользователя, причем центральный процессор (10) на основании правил, предписываемых кодовым механизмом (9), тегирует на основании принятой в заголовке ИПУГ IP-пакета информации запросы ИПУГ из абонентской ВЛС в сетевую ВЛС Мс (многоадресную ВЛС), а параметром, к которому привязывается тегирование, является IP-адрес назначения, после чего центральный процессор (10) добавляет в таблицу пересылки САМ (11) запись об адресе назначения контента многоадресной передачи провайдера услуг с соответствующим ВЛС-id Мс, причем центральный процессор (10) настраивает механизм пересылки (12) с правилами тегирования ВЛС пакетов многоадресной передачи на отдельных портах на основании правил пересылки, записанных в кодовом механизме (9), и механизм пересылки (12) посредством соединений (7) пересылает соответствующим образом обработанный с сетевым ВЛС-id абонентский трафик ИГУП.