使群播封包得以穿越非群播网络的系统及方法技术方案

本发明专利技术为一种使群播封包得以穿越非群播网络的系统及方法，通过OpenFlow协定修改群播封包IP地址与UDP端口号达成群播封包与单播封包间的地址转换，而得以让群播封包穿越非群播网络的系统及方法。

System and Method for Multicast Packets to Pass through Non-Multicast Networks

The invention relates to a system and method for making multicast packets traverse non-multicast networks. By modifying IP address and UDP port number of multicast packets through OpenFlow protocol, the address conversion between multicast packets and unicast packets can be achieved, and the system and method for making multicast packets traverse non-multicast networks can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
使群播封包得以穿越非群播网络的系统及方法
本专利技术关于一种封包传递技术，详言之，关于一种利用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统及方法。
技术介绍
随着互联网的成熟以及网络多媒体影音服务的持续发展，如IPTV(InternetProtocolTelevision)、视频会议(VideoConferencing)等均成为互联网上的重要应用，这些应用通过群播协定(Multicast)派送封包，不仅能降低服务器(Server)负担，也能使网络频宽的使用更有效率。然而，互联网发展多年，却不是每个网络都支援群播封包的发送。群播协定不同于一般的IP单播(Unicast)，是使用类别D的IP地址进行封包发送，当群播封包经过非群播网络时，不但不能被正确发送，还会造成频宽的消耗，在现有技术中，为了让群播封包能穿越非群播网络，通常会采取以下方法来解决。第一种方式是采用静态路由表与MBGP(MultiprotocolBorderGatewayProtocol)路由表，此种方法需要在封包经过的每一台路由设备上作相关的设定，若是其中有设备不支援静态路由或是MBGP路由协议，便无法使用此方法。第二种方式是采用隧道协议(TunnelingProtocol)，将群播封包在非群播网络的入口重新封装成单播IP的封包，等封包穿越非群播网络后再将封包拆解回群播封包，此种方法会增加封包长度，若是长度超过网络设备的最大传输单元(MTU)则会被分割传送，对于不允许被分割的封包来说就会造成传输失败。另外，2008年12月31日公开的中国专利第CN100448228C号「组播报文穿越非组播网络的方法及其应用的网络系统」提出采用群播、单播IP地址转换(Translation)来克服封包发送问题。此方法类似于隧道协议，但是直接在封包要通过非群播网络时将封包的目的群播地址转换成单播IP地址，等封包穿越非群播网络后再将封包IP地址改回群播地址。此方法有两大缺点，第一，必须在群播网络的边界接入群播与单播IP地址的转换设备，然而此种设备现今并无标准协定，需要额外研发；第二，此种对应方式针对每一个群播IP地址均需要对应到一个单播的IP地址，因此若是要穿过非群播网络发送到多个群播网络，一个群播IP地址就需要使用到多个单播IP地址，在单播IP地址极为有限的情况之下，此方法的扩充性会受到极大限制。鉴于上述悉知方式所衍生的各项缺点，如何找出一种使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包可穿越非群播网络的技术，此将成为本
人员努力追求的目标。其亟思加以改进创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成一种使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的提出一套使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统及方法，通过OpenFlow协定将群播封包的群播目的IP地址(DestinationIP)转为单播IP地址，使其得以通过非群播网络。此外，本专利技术在群播地址与单播地址的转换方法会使用到封包的UDP端口号，精简在非群播网络上需要使用到的单播地址数量。本专利技术提出一种使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统，其包括：多个OpenFlow交换器，其通过非群播网络相互连接；一地址端口号数据库，其储存有用于地址转换的单播地址端口号；以及一OpenFlow控制器，其连接该地址端口号数据库，用于将预设的OpenFlow路由规则写入各该多个OpenFlow交换器的路由表中，以供各该多个OpenFlow交换器进行路由，其中，由群播封包发送端发送群播封包时，该群播封包经该多个OpenFlow交换器中的第一OpenFlow交换器，该第一OpenFlow交换器将该群播封包中的群播地址端口号转换为该多个OpenFlow交换器中的多个第二OpenFlow交换器的单播地址端口号，以产生具有该单播地址端口号的单播封包，该非群播网络将已地址转换后的该单播封包转发至该多个第二OpenFlow交换器，该多个第二OpenFlow交换器将该单播封包中的该单播地址端口号转换为原来的该群播地址端口号后，再各自转发至群播网络中的群播封包接收端。于一实施例中，该OpenFlow路由规则包括该群播地址端口号与该单播地址端口号转换。于另一实施例中，该第一OpenFlow交换器判断该群播封包的目的IP地址与UDP端口号不符合该OpenFlow路由规则时，将该群播封包转送该OpenFlow控制器，该OpenFlow控制器根据该群播封包来源所属的群播网络，在该地址端口号数据库中取得可路由至该群播网络以及该群播网络其边界交换器的可用单播地址的端口号，借以更新该OpenFlow路由规则。于再一实施例中，更新该OpenFlow路由规则包括该OpenFlow控制器将该群播封包的群播地址端口号与所取得的单播地址端口号的转换关系，通过OpenFlow协定写入该第一OpenFlow交换器，以及该OpenFlow控制器将该单播地址端口号与该群播封包的群播地址端口号的转换关系，通过该OpenFlow协定写入该多个第二OpenFlow交换器。于又一实施例中，该可用单播地址是指在该非群播网络上提供单播IP地址路由至该群播网络的边界交换器。本专利技术还提出一种使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的方法，其包括下列步骤：群播封包发送端产生一群播封包，于群播网络中执行群播绕送；该群播封包被发送至位于该群播网络边界的第一OpenFlow交换器；该第一OpenFlow交换器根据其预存的第一OpenFlow路由规则将该群播封包的群播地址端口号转换为可路由于非群播网络上的单播地址端口号，以产生具有该单播地址端口号的单播封包；该单播封包使用该单播地址端口号于该非群播网络上进行路由发送；该单播封包路由至多个第二OpenFlow交换器；该多个第二OpenFlow交换器根据其预存的第二OpenFlow路由规则将该单播封包的该单播地址端口号改回原本对应于该群播封包的该群播地址端口号；以及已改回的该群播封包借由其群播地址端口号，各自转发至群播网络中的群播封包接收端。于上述方法中，于该第一OpenFlow交换器将该群播封包的群播地址端口号转换为可路由于该非群播网络上的单播地址端口号时，在判断该群播封包的目的IP地址与UDP端口号不符合其预存的OpenFlow路由规则下，更包括下列步骤：该第一OpenFlow交换器将该群播封包转送至该OpenFlow控制器；该OpenFlow控制器根据该群播封包来源所属的群播网络，由地址端口号数据库中取得可路由至群播网络以及该群播网络其边界交换器的可用单播地址的端口号；该OpenFlow控制器是将该群播封包的群播地址端口号与所取得的单播地址端口号的转换关系，通过OpenFlow协定写入至该第一OpenFlow交换器内的该第一OpenFlow路由规则；以及该OpenFlow控制器将该单播地址端口号与该群播封包的群播地址端口号的转换关系，通过该OpenFlow协定写入至该多个第二OpenFlow交换器内的该第二Op本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统，其特征为，该系统包括：多个OpenFlow交换器，其通过非群播网络相互连接；一地址端口号数据库，其储存有用于地址转换的单播地址端口号；以及一OpenFlow控制器，其连接该地址端口号数据库，用于将预设的OpenFlow路由规则写入各该多个OpenFlow交换器的路由表中，以供各该多个OpenFlow交换器进行路由，其中，由群播封包发送端发送群播封包时，该群播封包经该多个OpenFlow交换器中的第一OpenFlow交换器，该第一OpenFlow交换器将该群播封包中的群播地址端口号转换为该多个OpenFlow交换器中的多个第二OpenFlow交换器的单播地址端口号，以产生具有该单播地址端口号的单播封包，该非群播网络将已地址转换后的该单播封包转发至该多个第二OpenFlow交换器，该多个第二OpenFlow交换器将该单播封包中的该单播地址端口号转换为原来的该群播地址端口号后，再各自转发至群播网络中的群播封包接收端。

【技术特征摘要】
2017.07.07 TW 1061228451.一种使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统，其特征为，该系统包括：多个OpenFlow交换器，其通过非群播网络相互连接；一地址端口号数据库，其储存有用于地址转换的单播地址端口号；以及一OpenFlow控制器，其连接该地址端口号数据库，用于将预设的OpenFlow路由规则写入各该多个OpenFlow交换器的路由表中，以供各该多个OpenFlow交换器进行路由，其中，由群播封包发送端发送群播封包时，该群播封包经该多个OpenFlow交换器中的第一OpenFlow交换器，该第一OpenFlow交换器将该群播封包中的群播地址端口号转换为该多个OpenFlow交换器中的多个第二OpenFlow交换器的单播地址端口号，以产生具有该单播地址端口号的单播封包，该非群播网络将已地址转换后的该单播封包转发至该多个第二OpenFlow交换器，该多个第二OpenFlow交换器将该单播封包中的该单播地址端口号转换为原来的该群播地址端口号后，再各自转发至群播网络中的群播封包接收端。2.根据权利要求1所述的使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统，其特征为，该OpenFlow路由规则包括该群播地址端口号与该单播地址端口号转换。3.根据权利要求1所述的使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统，其特征为，该第一OpenFlow交换器判断该群播封包的目的IP地址与UDP端口号不符合该OpenFlow路由规则时，将该群播封包转送该OpenFlow控制器，该OpenFlow控制器根据该群播封包来源所属的群播网络，在该地址端口号数据库中取得可路由至该群播网络以及该群播网络其边界交换器的可用单播地址的端口号，借以更新该OpenFlow路由规则。4.根据权利要求3所述的使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统，其特征为，更新该OpenFlow路由规则包括该OpenFlow控制器将该群播封包的群播地址端口号与所取得的单播地址端口号的转换关系，通过OpenFlow协定写入该第一OpenFlow交换器，以及该OpenFlow控制器将该单播地址端口号与该群播封包的群播地址端口号的转换关系，通过该OpenFlow协定写入该多个第二OpenFlow交换器。5.根据权利要求3所述的使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的系统，其特征为，该可用单播地址是指在该非群播网络上提供单播IP地址路由至该群播网络的边界交换器。6.一种使用OpenFlow协定与UDP端口号地址转换使群播封包得以穿越非群播网络的方法，其特征为，该方法包括下列步骤：群播封包发送端产生一群播封包，于群播网络中执行群播绕送；该群播封包被发送至位于该群播网络边界的第一OpenFlow交换器；该第一OpenFlow交换器根据其预存的第一OpenFlow路由规则将该群播封包的群播地址端口号转换为可路由于非群播网络上的单播地址端口号，以产生具有该单播地址端口号的单播封包...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱煜煌，陈俊玮，刘景豊，
申请(专利权)人：中华电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71