软线式隧道中基于独立组播-特定源协议的组播实现方法

1.软线式隧道中基于独立组播-特定源协议的组播实现方法，其特征在于，所述方法是一种当IPv4通过IPv6网络互联过渡时在因特网工程部IETF的Softwire工作组提出的软线框架下基于独立组播-特定源路由协议PIM-SSM的组播实现方法，该方法在支持PIM-SSM组播协议、使用内部网络地址I-IP分组的IPv6网络以及作为组播源和接收者的、使用外部网络地址E-IP分组的孤立的IPv4网络之间依次按以下步骤实现：
步骤(1)I-IP网作为一个核心传输网，其边缘路由器PE根据自身内部边界网关协议i-BGP的配置获得所有其他边缘路由器PE的地址；
步骤(2)每一个边缘路由器通过信令告知其他边缘路由器PE以自己为源的PIM-SSM组播树地址；
步骤(3)每一台边缘路由器都加入以其他所有边缘路由器PE为源的PIM-SSM组播树，即步骤2中所述的PIM-SSM组播树，在使用I-IP分组格式的传输网络中建立与边缘路由器PE的数目相同的PIM-SSM组播树；
步骤(4)当所述E-IP网络中的接收者组播连接报文到达所述I-IP网的某台边缘路由器PEA时，该路由器通过查找本地封装表得到与组播源所在的E-IP网相连的出口路由器PEB的I-IP地址，并把此连接报文封装后通过所连接I-IP网络单播给所述边缘路由器PEB；
步骤(5)步骤(4)中所述的边缘路由器PEB接收到封装后的连接报文后，把它解封装并转发给与它相连的E-IP网；
步骤(6)当边缘路由器PEA收到某E-IP分组格式的外部网络传来的非连接组播数据报文时，把它封装成I-IP分组格式的组播数据报文，并且通过以自身为源的PIM-SSM组播树向使用I-IP分组形式的传输网发送；
步骤(7)当步骤(6)中所述I-IP网的某个边缘路由器PEC收到步骤(6)中所述的I-IP网中传来的封装后的组播数据报文时，先把它解封装所得到的原始E-IP分组格式的所述外部网络的组播数据报文，向所述外部网络发送，若与所述边缘路由器PEC相连的所述外部网络没有该组播数据报文的接收者，则把该组播数据报文丢弃。

技术领域
软线式隧道中基于独立组播-特定源协议的组播实现方法，属于IPv4向IPv6网过渡技术领域。
背景技术
由于IPv4地址空间严重不足，基于IPv6的下一代互联网将得到迅速发展。然而，由于IPv4互联网已具有相当规模和广泛的应用程序，因此IPv4网络必然在今后长期存在，形成与下一代IPv6网络逐步融合的过程。随着IPv6骨干网络建立，需要引入一种新技术将IPv4终端用户通过快速高效的IPv6骨干网络连接起来以提高网络的服务质量。此外，随着IPv4网络的逐步废弃，将产生IPv4网络不连通的过渡阶段，在此阶段中IPv6网络作为连通多个IPv4网络的桥梁，需要基于此实现不同IPv4网络之间的通信。
IPv6和IPv4网络的地址结构截然不同，IPv6和IPv4网络的互联技术成为互联网发展的一个重要难题。虽然目前已出现了不少IPv6和IPv4网络的互联技术，如RFC2893、RFC2529、RFC3056、RFC3053和一些IETF draft，然而这些技术集中在IPv6 over IPv4技术上。也就是说，孤立的IPv6网络之间如何通过IPv4主干网互相连接。上述技术定义了在这种网络拓扑结构下，如何通过建立在IPv6上的隧道实现IPv4网络之间的交互。
为了解决IPv4网络之间通过IPv6网络互通的问题，IETF成立了Softwirc工作组，并在mesh-framework draft中提出了IPv4 over IPv6单播的解决方案，该方案解决了边缘网络的路由信息(E-IP路由信息)如何通过核心网络(I-IP网络)向边缘路由器(PE路由器)以及其他边缘网络传播的问题，但是仍旧没有解决不同的边缘网络之间组播的实现方法。
本发明提出了一种在Softwire框架下基于PIM-SSM协议的组播实现方法。其适用的网络拓扑如图1所示，中间的核心传输网使用I-IP分组格式，并且支持PIM-SSM组播协议，边缘的孤立网络使用E-IP分组格式。组播的源和接收者可能位于不同的边缘孤立网络中。本发明基本的思路是建立以核心传输网边缘路由器为源的共享树，然后沿着共享树将E-IP组播分组传送至其余的边缘路由器。
发明内容
本发明的目的在于设计在softwire框架下基于PIM-SSM协议的组播实现方法，包括在核心网建树的方法以及使用核心网的组播树传播边缘网络组播分组的方法。
本发明所提出的方法的特征在于：在核心网对每个边缘路由器建立以其为源的组播树；对到达边缘路由器的E-IP分组进行封装；在核心网中利用建立起的PIM-SSM树传输封装后的组播分组；对到达边缘路由器的封装过的组播分组进行解封装，并判断丢弃或转发给E-IP网络。
该方法依次含有以下步骤：
步骤(1)I-IP网作为一个核心传输网，其边缘路由器PE根据自身内部边界网关协议i-BGP的配置获得所有其他边缘路由器PE的地址；
步骤(2)每一个边缘路由器通过多协议扩展边界网关协议(MP-BGP)告知其他边缘路由器PE以自己为源的PIM-SSM组播树地址；
步骤(3)每一台边缘路由器都加入以其他所有边缘路由器PE为源的PIM-SSM组播树(即步骤2中所述的PIM-SSM组播树)，在使用I-IP分组格式的传输网络中建立与边缘路由器PE的数目相同的PIM-SSM组播树；
步骤(4)当所述E-IP网络中的接收者组播连接报文到达所述I-IP网的某台边缘路由器PEA时，该路由器通过查找本地封装表得到与组播源所在的E-IP网相连的出口路由器PEB的I-IP地址，并把此连接报文封装后通过所连接I-IP网络单播给所述边缘路由器PEB；
步骤(5)步骤(4)中所述的边缘路由器PEB接收到封装后的连接报文后，把它解封装并转发给与它相连的E-IP网；
步骤(6)当边缘路由器PEA收到某E-IP分组格式的外部网络传来的非连接组播数据报文时，把它封装成I-IP分组格式的组播数据报文，并且通过以自身为源的PIM-SSM组播树向使用I-IP分组形式的传输网发送；
步骤(7)当步骤(6)中所述I-IP网的某个边缘路由器PEC收到步骤(6)中所述的I-IP网中传来的封装后的组播数据报文时，先把它解封装所得到的原始E-IP分组格式的所述外部网络的组播数据报文，向所述外部网络发送，若与所述边缘路由器PEC相连的所述外部网络没有该组播数据报文的接收者，则把该组播数据报文丢弃。
发明人已针对本发明所述方法进行了仿真实验，在Linux环境下进行了模拟，并取得了预期的效果。
附图说明
图1.基于Softwire组播实现方案网络拓扑示意图
图2.边缘路由器宣告自身为源的组播地址的消息格式示意图
具体实施方式
在softwire中，最基本的组成是若干个E-IP网络和一个I-IP核心网络，其中E-IP和I-IP可以分别取IPv4或者IPv6，也就是说本发明的方案同时适用于IPv4 over IPv6和IPv6 over IPv4两种场景。这样的网络连接方式可以用图1来描述。
从I-IP传输网中的静态组播树的建立来看，在初始的时候每个PE路由器需要告知其他所有PE路由器以自己为源的组播树的组播地址，这是通过MP-BGP协议来实现的，消息的格式如图2所示。在图中，SAFI_STATIC_SSM表示本消息所对应的SAFI值，Next Hop字段则填写需要宣告的组播地址，SNPA和NLRI信息均为0。
从组播树的建立来看，当某个E-IP网络中的主机想要加入以另一个E-IP网络中的主机为源的组播组的时候，该主机发出的join报文首先到达I-IP网络的PE路由器上，PE路由器将报文封装后单播发送给源所在E-IP网络所连接的PE路由器(这一过程已在softwire单播的解决方案中阐述)，在解封装之后转发给E-IP网络中的组播源，从而在两个E-IP网络中建立起相应的组播树。
从组播数据传输的角度来看，当PE路由器收到E-IP网络传来的组播数据报文的时候，先将其封装成I-IP组播报文，然后通过I-IP网络中的组播树传播出去，当该报文达到所有其他PE路由器的时候将被解封装，对于那些E-IP没有接收者的PE路由器来说，组播报文将被丢弃，其他的PE路由器则将解封装后的组播报文转发至所连接的E-IP网络中，完成组播数据的传送过程。