兼容HGU、SFU、及混合模式的组播处理方法与流程

兼容hgu、sfu、及混合模式的组播处理方法
技术领域
1.本发明是关于无源光纤网络(passive optical network，pon)的技术领域，特别是关于兼容hgu、sfu、及混合模式的组播处理方法。


背景技术：

2.gpon(gigabit passive optical network)是一种新兴标准，其为用户提供更高速的数据服务，通常包括互联网、电话、或电视广播。
3.图1为典型的无源光纤网络1的示意图。
4.无源光纤网络1包括多个光网络单元(optical network unit，onu)11-1～11-n，其经由无源光分路器12而连结至光线路终端(optical line termination，olt)13。下行数据自olt 13广播至所有onu 11，而每个onu 11会滤出其所需的数据。olt 13会分配不同时间区间给每个onu 11，每个onu 11就在其分配到的时间区间内将各自的上行数据发送至olt 13。无源光分路器12将单线分路成多线。
5.传统的onu包括hgu模式、sfu模式、及mdu模式。
6.hgu是指家庭网关单元(home gateway unit)，主要同样用于光纤到户场合，其通常具有4个以太网接口、1个无线局域网(wireless local area network，wlan)接口、及至少一通用串行总线(universal serial bus，usb)接口。hgu可提供多种功能，包括：网络地址转换(network address translation，nat)/网络地址端口转换(network address port translation，napt)的路由、防火墙、pppoe(point-to-point protocol over ethernet)、动态主机设置协议(dynamic host configuration protocol，dhcp)的客户机/服务器等。而wi-fi接取功能也可整合至hgu中。
7.sfu是指单住户单元(single family unit)，主要用于光纤到户(fiber to the home，ftth)场合，其通常具有1至4个以太网接口。sfu将单一光纤连接到每户家庭，以提供高带宽的通信服务，例如，高清电视(high definition television，hdtv)、视频点播(video on demand，vod)、及在线游戏等。sfu也可配置成voice over ip及高速互联网接入的设备。
8.mdu是指多住户单元(multi-dwelling unit)，主要用于光纤到大楼(fiber to the building，fttb)或光纤到街角(fiber to the curb，fttc)场合，其具有至少8个用户侧接口，包括以太网接口、adsl2 接口或vdsl2接口。
9.传统的onu的hgu模式和sfu模式各自有独立的组播处理流程，无法应对混合模式的组播需求，也无法在hgu模式、sfu模式、及混合模式这三种模式间灵活切换。换句话说，传统的onu仅可固定成hgu模式或固定成sfu模式，无法动态适应并灵活切换，如此，将无法满足复杂的组播业务环境。
10.因此，有必要提供一种改良的组播处理方法，以兼容hgu模式、sfu模式、及混合模式。


技术实现要素：

11.本发明的目的是提供一种组播处理方法，其可适应多种不同的组播业务场景，可针对不同的场景切换到匹配的组播处理流程。具体而言，本发明可根据olt下发的配置动态来识别当前onu的组网环境，判断其究竟是hgu模式、sfu模式、或混合模式，以进行灵活切换，并将端口设置为匹配的类型。上行组播控制报文将根据端口类型来执行差异化处理。下行组播报文则可准确判断并转发至不同类型的端口。
12.根据本发明的上述内容，本发明提供一种兼容hgu、sfu、及混合模式的组播处理方法，其是由onu所执行。onu包括uni部、模式切换部、组播控制部、及ani部；模式切换部包括端口解析模块、hgu组播处理模块、及sfu组播处理模块；onu还具有至少二个端口，一个端口识别成对应于hgu组播处理模块，另一个端口识别成对应于sfu组播处理模块。所述方法包括前置步骤集s、及/或上行组播处理步骤集u、及/或下行组播处理步骤集d。
13.可选地或较佳地，在上行组播处理步骤集u中，上行报文依序通过uni部、模式切换部、组播控制部、及ani部。
14.可选地或较佳地，上行组播处理步骤集u包括：
15.步骤u1：从uni部接收上行报文，并将其送入模式切换部；
16.步骤u2：由模式切换部来将对应于hgu组播处理模块的上行报文送入hgu组播处理模块进行处理；或将对应于sfu组播处理模块的上行报文送入sfu组播处理模块进行处理；
17.步骤u3：从hgu组播处理模块或sfu组播处理模块将处理完毕的上行报文送入组播控制部；及
18.步骤u4：从组播控制部将上行报文送入ani部。
19.可选地或较佳地，在步骤u3中，由组播控制部来生成或删除组播转发表。
20.可选地或较佳地，在下行组播处理步骤集d中，下行报文依序通过ani部、组播控制部、模式切换部、及uni部。
21.可选地或较佳地，onu还包括硬件转发判断器。
22.可选地或较佳地，onu还包括硬件转发规则学习器。
23.可选地或较佳地，下行组播处理步骤集d包括：
24.步骤d1：从ani部接收下行报文，并将其送入硬件转发判断器；
25.步骤d2：由硬件转发判断器来判断下行报文是否有硬件转发规则而适合直接进行硬件转发，若判断结果为“是”，也就是适合进行硬件转发，则将下行报文直接送入uni部；若判断结果为“否”，也就是不适合进行硬件转发，则将下行报文送入组播控制部；
26.步骤d3：从组播控制部将报文送入hgu组播处理模块或sfu组播处理模块进行处理；及
27.步骤d4：从hgu组播处理模块或sfu组播处理模块将处理完毕的下行报文送入uni部。
28.可选地或较佳地，在步骤d4中，转发规则学习器学习hgu组播处理模块或sfu组播处理模块的处理过程，建立硬件转发规则；硬件转发规则是根据报文五元组信息计算出哈希值而生成；硬件转发判断器存储硬件转发规则。
附图说明
29.图1为典型的无源光纤网络的示意图；
30.图2为本发明的一个实施例的onu的系统方块图；
31.图3为本发明的一个实施例的根据解析olt配置来确认端口类型的示意图；
32.图4为上行组播控制报文的处理流程图；
33.图5为本发明的另一个实施例的onu的系统方块图；
34.图6为下行组播报文的处理流程图。
35.附图标记说明：
36.1：源光纤网络；
37.11-1～11-n：光网络单元(onu)；
38.12：无源光分路器；
39.13：光线路终端(olt)；
40.2：光网络单元(onu)；
41.22：用户网络接口(uni)部；
42.23：硬件转发规则学习器；
43.24：模式切换部；
44.242：端口解析模块；
45.244：家庭网关单元(hgu)组播处理模块；
46.246：单住户单元(sfu)组播处理模块；
47.26：组播控制部；
48.27：硬件转发判断器；
49.28：接入节点接口(ani)部；
50.3：光网络单元(onu)；
51.c1：第一配置；
52.c2：第二配置；
53.d：下行组播处理步骤集；
54.d1～d4：步骤；
55.p1：第一端口；
56.p2：第二端口；
57.p3：第三端口；
58.p4：第四端口；
59.s：前置步骤集；
60.s1～s2：步骤；
61.u：上行组播处理步骤集；
62.u1～u4：步骤。
具体实施方式
63.以下提供本发明的不同实施例。这些实施例是用于说明本发明的技术内容，而非用于限制本发明的权利范围。可对本发明的特征进行修饰、变化、组合、分离、置换、或转用，
而实现其他实施例。
64.在本发明中，所谓的“系统”、“设备”、“装置”、“模块”、或“单元”等用语，是指一电子组件或由多个电子组件所组成的一数字电路、一模拟电路、或其他更广义的电路，且除了特别指明的之外，它们不一定有层次或从属关系。
65.此外，本发明的方法、或其中的步骤或手段可以任何所需及适合方式来实现。例如，它们可实现于硬件或软件。除了特别指明者之外，本发明的多种功能性组件、层级及手段可包括一处理器、一控制器、一功能性单元、一电路、一程序逻辑、或一微处理器的设置等，可操作成执行该些功能。可能存在一专用的硬件组件及/或可程序硬件组件，可组态成以所需及适合方式来操作。图2为本发明的一个实施例的光网络单元(onu)2的系统方块图。
66.onu 2包括用户网络接口(user node interface，uni)部22、模式切换部24、组播控制部26、及接入节点接口(access node interface，ani)部28。模式切换部24包括端口解析模块242、家庭网关单元(hgu)组播处理模块244、及单住户单元(sfu)组播处理模块246。各部件的连接方式如图2所示。模式切换部24是设置成接收光线路终端(olt)配置，根据解析olt配置来确认端口类型，动态识别当前onu的组网环境为hgu模式、sfu模式、或混合模式，以在三者间灵活切换，并将端口设置为匹配的类型。
67.图3为本发明的一个实施例的根据解析olt配置来确认端口类型的示意图。
68.如图3所示，olt可包括第一端口p1、第二端口p2、第三端口p3、及第四端口p4。olt可设置有第一配置c1及第二配置c2，其具体配置参数无须特别列举。在本发明中，根据olt配置来识别端口类型的方式为：第一端口p1及第二端口p2都调整为采用sfu模式的组播处理；而第三端口p3及第四端口p4的报文都默认为采用hgu模式的组播处理。如前所述，模式切换部24是设置成接收olt配置，而经过解析，若olt配置为第一配置c1，则对应于第一端口p1；若olt配置为第二配置c2，则对应于第二端口p2；若既非第一配置c1亦非第二配置c2，则默认为对应于第三端口p3或第四端口p4。
69.因此，图3所显示的根据解析olt配置来确认端口类型可称为前置步骤集s，而细分为以下步骤：
70.步骤s1：由模式切换部24来接收olt配置；及
71.步骤s2：由模式切换部24的端口解析模块242根据olt配置来识别端口类型，而将onu的端口p3与p4识别成对应于hgu组播处理模块244，端口p1与p2识别成对应于sfu组播处理模块246。
72.图4显示上行组播控制报文的处理流程图。
73.同时参考图2及图4，上行组播控制报文是从uni部22向ani部28移动。上行组播控制报文根据端口类型，执行差异化处理，例如，过滤、vlan转换等，以符合不同模式协议规范。
74.具体而言，如图4所示，第一端口p1及第二端口p2为sfu模式，所以第一端口p1及第二端口p2的报文送入sfu组播处理模块246。第三端口p3及第四端口p4为hgu模式，所以第三端口p3及第四端口p4的报文送入hgu组播处理模块244。报文经由sfu组播处理模块246或hgu组播处理模块244处理完毕后，送入组播控制部26，组播控制部26可生成或删除组播转发表。最后报文送入ani部28。
75.因此，图4所显示的上行组播控制报文的处理流程可称为上行组播处理步骤集u，
而细分为以下步骤：
76.步骤u1：从uni部22接收上行报文，并将其送入模式切换部24；
77.步骤u2：由模式切换部24来将对应于hgu组播处理模块244的上行报文送入hgu组播处理模块244进行处理；或将对应于sfu组播处理模块246的上行报文送入sfu组播处理模块246进行处理；
78.步骤u3：从hgu组播处理模块244或sfu组播处理模块246将处理完毕的上行报文送入组播控制部26；及
79.步骤u4：从组播控制部26将上行报文送入ani部28。
80.图5为本发明的另一个实施例的onu 3的系统方块图。图5的onu 3与图2的onu 2大致相同，但onu 3还包括硬件转发规则学习器23及硬件转发判断器27。各部件的连接方式如图5所示。
81.图6为下行组播报文的处理流程图。
82.同时参考图5及图6，下行组播报文则是从ani部28向uni部22移动。下行组播报文可区分并转发到相应的端口，且支持不同类型端口收看同一节目。
83.具体而言，如图6所示，来自ani部28的下行组播报文先通过硬件转发判断器27来判断是否有硬件转发规则而可直接进行硬件转发，若判断结果为“是”，也就是可进行硬件转发，则报文直接送入uni部22，根据硬件转发规则来转发至第一端口p1、第二端口p2、第三端口p3、或第四端口p4；若判断结果为“否”，也就是不可进行硬件转发，则报文送入组播控制部26，根据vlan、group ip等信息，与组播转发表进行匹配。直接进行硬件转发的益处是可跳过内核处理过程，而可加速报文转发，并节省内核计算资源。
84.接着，报文经由组播控制部26送入sfu组播处理模块246或hgu组播处理模块244，根据端口类型，在相应的组播处理模块中进行vlan等处理。
85.此外，当报文经由sfu组播处理模块246或hgu组播处理模块244处理完毕后，硬件转发规则学习器23会学习其处理过程，以建立硬件转发规则。硬件转发规则可根据报文五元组信息计算出哈希(hash)值而生成。硬件转发规则会存储至硬件转发判断器27。如此，后续报文可根据学习到的硬件转发规则来进行硬件转发，而可加速报文转发，并节省内核计算资源。
86.经由sfu组播处理模块246或hgu组播处理模块244处理完毕后的报文最后报文送入uni部22的第一端口p1、第二端口p2、第三端口p3、或第四端口p4。
87.因此，图5所显示的下行组播控制报文的处理流程可称为下行组播处理步骤集d，而细分为以下步骤：
88.步骤d1：从ani部28接收下行报文，并将其送入硬件转发判断器27；
89.步骤d2：由硬件转发判断器27来判断下行报文是否有硬件转发规则而可直接进行硬件转发，若判断结果为“是”，也就是适合进行硬件转发，则将下行报文直接送入uni部22；若判断结果为“否”，也就是不适合进行硬件转发，则将下行报文送入组播控制部26；
90.步骤d3：从组播控制部26将报文送入hgu组播处理模块244或sfu组播处理模块246进行处理；及
91.步骤d4：从hgu组播处理模块244或sfu组播处理模块246将处理完毕的下行报文送入uni部22。
92.综上所述，本发明提出了一种兼容hgu、sfu、及混合模式的组播处理方法。本发明可解析olt的配置来确认端口类型，以动态识别当前组网环境的模式。上行组播控制报文将根据端口类型来执行差异化处理，以符合不同模式协议规范。下行组播报文则可准确判断并转发至不同类型的端口，且支持不同类型端口来收看同一节目。
93.尽管本发明已通过上述实施例加以说明，可理解的是，在不悖离本发明精神及权利要求书所主张的范围下，可进行许多其他修饰及变化，而实现其他实施例。