通过绑定的宽带的多播传输的制作方法
【专利说明】通过绑定的宽带的多播传输
【背景技术】
[0001 ] a.技术领域
[0002] 本发明涉及通过绑定的宽带实施多播传输。宽带绑定指的是聚集例如多个固定信 道和/或无线信道的宽带信道以提供具有相应的更高带宽的聚集的信道。多播指的是在单 次传输中从源同时传输数据到一组目的地计算机。
[0003] 在本说明书中，参考在下标中简要概述的0SI七层协议堆栈。术语数据包和数据报 在本申请中可互换使用。
[0005] b.现有技术
[0006] 在多播数据报传输中，数据报/数据包的副本在网络的拓扑结构需要时在例如路 由器的网络元件中自动建立。互联网协议（IP)多播通常在例如流媒体和互联网协议电视 (IPTV)的应用中实现。在网络层实施多播的概念，其中路由器建立用于发送到多播目的地 地址的数据报/数据包的流的最佳分布路径。
[0007] 宽带绑定可以在任何层发生，但是当在网络层或以上发生宽带绑定时，支持多播 服务不是简单的事情。当在协议堆栈的低层(例如，在数据链路层或物理层)绑定时，能够通 过它们输送多播服务，因为绑定链路表现为网络层协议的单个虚拟连接。
[0008] 然而，对于数据链路层以上的绑定方案，通常在聚集服务器(或等同形式)接收多 播流，并且流内的数据包可以以轮询方式发送到终端用户的路由器，然后在另一端聚集，再 次作为多播流。此方法的问题是即使在客户局域网上发出多播流，也没有利用网络层的多 播能力，基本上发送单路广播并且没有实现多播的效率。
[0009] 需要在不因为采用绑定而损失多播的效率的情况下通过绑定的广播线发送多播 流的方法。
【发明内容】
[0010] 根据本发明，提供了一种通信网络，包括:多个路由器，能够路由多播流;多播流分 割器，接收多播流并且在操作中被布置成将所述多播流分割成多个多播子流并且发送所述 多个多播流，所述多个路由器接收所述多播子流并且根据订购(subscribe)所述子流的下 游路由器复制所述子流;一个或多个绑定的路由器，服务单个客户，所述一个或多个绑定的 路由器服务具有相应的容量的多个固定或无线宽带连接，每个绑定的路由器根据所述多个 连接的相应容量订购所述多个多播子流的一个或多个;其中服务单个客户的所述一个或多 个绑定的路由器聚集所述多个多播子流以形成供所述客户使用的单个多播流。
[0011] 优选地，多个绑定的路由器服务单个客户，所述多个绑定的路由器的每个服务具 有相应的容量的固定或无线宽带连接，每个绑定的路由器根据所述绑定的路由器服务的连 接的相应容量订购所述多个多播子流的一个或多个;其中服务单个客户的所述多个绑定的 路由器合作以聚集所述多个多播子流以形成供所述客户使用的单个多播流。
[0012] 在一个实施例中，所述多播流分割器被布置成通过将接收的数据包以轮询方式顺 序地分配给子流而将所述接收的多播流分割成多个子流。在另一个实施例中，所述多播流 分割器被布置成通过将接收的数据包依次分配给每个子流直至目前针对具有分配的数据 包的子流已经达到相应的阈值而将所述接收的多播流分割成多个子流。在第三实施例中， 所述多播流分割器被布置成将关键帧的数据包分配给特定的子流。
[0013] 在一个实施例中，所述一个或多个绑定的路由器被布置成响应于来自多播流分割 器的消息订购所述多个多播子流的一个或多个。所述消息可以指明所述绑定的路由器应当 订购顺序的多播子流。
[0014] 可替代地，所述消息可以指明所述绑定的路由器应当订购非顺序多播子流。
[0015] 有利地，当绑定的路由器无法接收多个多播流时，所述绑定的路由器被布置成接 收其订购的所述多个多播流的单播版本。
【附图说明】
[0016] 现在参照附图仅示例性地描述本发明，其中：
[0017] 图1图示了使用宽带绑定的装置；
[0018] 图2图示了绑定的广播方案使用的多播流分割；
[0019] 图3图示了使用均等或"轮询"算法的流分割；
[0020] 图4图示了基于阈值使用算法的流分割;并且
[0021] 图5图示了绑定轮询算法使用采用关键帧的选择算法的流分割。
【具体实施方式】
[0022] 宽带绑定用于使多连接的上游和下游容量绑定成单个虚拟连接。例如，可以绑定 两个2Mbps下载、250kbps上传非对称数字用户环线(ADSL)以提供4Mbps下载、500kbps上传 的连接。
[0023] 图1图示了使用宽带绑定的网络。宽带绑定使多个宽带无缝绑定成单个虚拟管道， 并且可以使用几乎任何物理层连接类型，例如，数字用户线路(DSL)、电缆、卫星、贝尔实验 室传输系统101 )、移动宽带(3G/4G )，略举数例。客户局域网设备10经由绑定的使能路由器 11、12连接至通信网络(例如，互联网）15,绑定的使能路由器实际上通过固件升级提供给来 自标准提供商（例如，Linksys、D-Link或Netgear)的低成本商品路由器。例如，设备10可以 经由绑定的使能以太网路由器11(和电缆调制解调器13)并且经由绑定的使能数字用户线 (DSL)调制解调器12连接。在替代实施例中，可以使用具有多个网络接口的单个绑定路由 器。上传和下载具有经由聚集服务器16发送，聚集服务器提供公开IP地址并且补偿不同的 线路速度和延时。还示出了网络操作中心(NOC)管理系统17和互联网内容服务器18。
[0024]宽带绑定可以以许多不同的模式工作:在简单绑定模式中，多线路的容量绑定到 单个虚拟连接中；在失效转移模式中，线路绑定在单个虚拟连接上，但是如果它们失败，通 信量就无缝地路由到备份线;在溢流/增速模式中，仅当主线路满时并且/或者有应用需求 时才使用第二线路。
[0025] 在简单绑定模式中，数据包基于连接的相对速度分布在多个连接上。例如，等速连 接均将下发相等数量的数据包;然而，一个3Mbps连接与1Mbps连接相比将会被发送三倍的 数据包(假设相等数量的数据包）。
[0026] 使用多播分割服务器(MSS)实施通过绑定宽带的多播，多播分割服务器订购N0C指 定的多播流。随后将参照图2更详细地进行描述。MSS将接收的多播流分割成多个多播子流。 绑定路由器被布置用于订购(所有)子流的子集。互联网组管理协议（IGMP)用于建立多播组 的成员关系。术语订购流/组/地址、连接流/组/地址或请求流/组/地址的成员关系都具有 相同的意思。
[0027] 多播流分割成多个子流，例如，16个流，均具有数据包的1/16(假定数据包都具有 相等的大小，如果数据包具有互不相同的大小，那么可以使用不同的比例）。然后根据每个 绑定路由器提供的相对连接速度，每个绑定路由器将订购适当比例的子流。例如，客户具有 4Mbps和12Mbps线路一一第一路由器将订购子流的四分之一，第二路由器将订购子流的剩 余的四分之三。
[0028] 这导致能够根据网络状态几乎实时变化的最佳线路绑定，同时保持底层多播网络 的效率。原始多播流分割成更多的流，绑定的路由器之间的子流平衡更佳。例如，如果原始 多播流分割成仅两个子流，那么在上述实例中，每个绑定路由器将订购一个子流，并且平衡 将不如原始多播流分割成更多子流那么有效。
[0029]图2图示了多播分割服务器(MSS)20,其订购多播流，例如，有线新闻网（CNN)多播 视频流21 JSS分割接收的流21，其在这种情况下为4Mbps流分割成四个多播子流22a、22b、 22c、22d，均为1Mbps。在此实例中，在不同的IP多播地址-225 ? 0 ? 0 ? 1至225 ? 0 ? 0 ? 4上发送每 个子流。多播子流22&、2213、22〇、22(1经由数字用户线接入复用器(01^41〇25按照与任何其他 多播通信量相同的方式穿过网络。
[0030]在图2所示的实施例中，客户23具有2个DSL线路，都基本上具有相同的速度。在这 种情况下，绑定的路由器23a将订购一半的多播子流，例如，多播地址225.0.0 . 1和 225.0. 0.3，并且绑定的路由器23b将订购其余的多播子流，例如，多播地址225.0.0.2和 225.0. 0.4。
[0031] 客户24具有两个DSL线路，但是一个线路以1Mbps运行，而另一个线路以3Mbps运 行。在这种情况下，24a将订购多播子流的四分之一，例如，多播地址225.0.0.1，路由器24b 订购其余的多播子流225 ? 0 ? 0 ? 2、225 ? 0 ? 0 ? 3和225 ? 0 ? 0 ? 4。
[0032] 当客户具有超过一个连接