专利名称：使用计算机网络的方法
技术领域：
本发明提供使用计算机网络的方法、这样的计算机网络以及用于实施该方法的计算机程序。
背景技术：
以太网网络是针对局域网的、基于帧的计算机网络。为了更高效地使用具有组播数据流的交换以太网网络中的可用带宽，存在着所谓的IGMP(因特网组管理协议)侦听机制。因特网组管理协议(IGMP)是一种用于管理因特网协议组播组成员资格的通信协议。因此，IGMP被IP主机及相邻组播路由器用来建立组播成员资格。IGMP侦听是监听IGMP 业务的过程并通过处理在组播网络中发送的层3IGMP分组而允许交换机监听主机与路由器之间的IGMP会话。在没有IGMP侦听的交换以太网网络中，所有组播业务都被广播到以太网交换机的任意端口。这意味着在交换网络中真正的广播与组播业务之间无区别。因此，组播行为仅存在于网络的路由级。通过使用IGMP侦听，交换机将仅将组播流发送到已经对组播流表示出兴趣的交换端口。在其它交换端口处没有带宽用于组播流。然而，为使该机制起作用， 需要IGMP查询器。通常，IGMP查询器实现在以太网路由器中。但是也可以是(根)交换机。在包括很多组播流的网络中IGMP侦听是不可避免的。存在着多种交换以太网网络创建冗余网络路径的方案。这可以通过诸如生成树协议(STP IEEE 802. Id)和快速生成树协议(RSTP IEEE 802. Iw)的标准化协议来处理。因为以太网网络不允许环路(loop)，所以这些协议在网络中找到环路并自动地中断环路。如果通信路径在别的某处被中断(例如线缆故障)，则检测该故障并修复曾故意断开环路之处。如果IGMP侦听与(R) STP组合，则当通信之一被中断时会发生问题。这是因为组播流不存在于替换链路中，并且因此其不能向下分布到网络中。如果网络中的所有主机(仍) 要求组播流的话，则IGMP查询器以规则的间隔将组播消息发送到网络中所有的主机。当该消息经由备份路径到达主机时，主机将作出响应。从该时刻起主机将接收组播流。由于在商用现货(Commercial Of The Shelve, COTS)设备中IGMP查询器间隔为 125秒，所以主机最长可能在125秒内收不到组播流。在很多应用中这太久了。
发明内容
根据一种使用计算机网络的方法，所述计算机网络包括多个交换机，每个交换机具有用于接收和发送流的端口，其中所述流从路由器经由已经表示出兴趣的交换机的所述端口发送到至少一个接收机，由此在链路故障的情况下所述至少一个接收机中的至少一个接收机将向所述路由器发回消息。根据一实施例，在链路故障的情况下，注意到所述故障的所述接收机或者运行于所述接收机上的应用将向所述路由器发回消息，所述消息限定流从所述路由器到所述至少一个接收机的路径。在一个实施例中，在链路故障的情况下，所述网络中的所述交换机将广播STP或 RSTP消息，以触发所有接收机自动地发送出消息。根据一个实施例，所述计算机网络是例如通过诸如生成树协议(STP)或快速生成树协议(RSTP)的标准化协议处理的冗余以太网网络。一种计算机网络，包括路由器和多个交换机，每个交换机具有用于接收和发送消息的端口并且连接到至少一个接收机，所述计算机网络适于从所述路由器经由已经表示出兴趣的交换机的所述端口发送消息到所述至少一个接收机，由此在链路故障的情况下所述至少一个接收机中的至少一个将向所述路由器发回消息。在一个实施例中，注意到所述故障的所述接收机或者运行于所述接收机上的应用将向所述路由器发回消息，所述消息限定消息从所述路由器到所述至少一个接收机的路径。根据另一个实施例，所述网络中的所述交换机将广播STP或RSTP消息，以便建立新的生成树。如果充当查询器的设备发出额外的查询，在其检测到这样的消息的情况下，所有组播接收机将自动地发送出消息。根据一个实施例，所述计算机网络是冗余以太网网络。可以使用因特网组管理协议(IGMP)。另外，可以使用与(R)STP组合的IGMP侦听。一种计算机程序包括编码模块，用于执行上述过程的所有步骤，其中所述计算机程序运行在计算机或相应的计算单元上。一种计算机程序包括储存于计算机可读数据载体上的程序编码模块，用于执行上述过程的所有步骤，其中所述计算机程序运行在计算机或相应的计算单元上。通过使用本发明，流的损失限于非常短的时间段中。实际的时段取决于组播流的分组接收速率。对于低延迟音频流可以少于0.1秒。这可以通过仅仅改变必须接收组播流的应用来实现。交换机和路由器不需要改变，并且完全可以保持遵循标准。这是有利的，因为COTS交换机和路由器可以为所述应用所使用。例如，本发明可以用于基于IP的音频系统中。
图1是无故障的冗余以太网网络。图2是刚发生链路故障后的冗余以太网网络。图3是链路故障发生125秒后的冗余以太网网络。图4是IGMP消息的路径。将理解，上面所提及的特征以及在下文中描述的那些特征不仅可以以所指明的组合使用，还可以以其它组合或者单独使用，而不会偏离本发明的范围。在附图中通过实施例以示例性的方式示意地示出本发明，并且在下文中参照附图详细地解释本发明。应当理解，这些描述决不是限制本发明的范围，而近乎是对本发明实施例的解释说明。
具体实施例方式图1示出无故障以太网网络中的数据流。数字10指代其它(交换)网络。在组播流X的开始，TCP-IP协议栈将在步骤12向包括IGMP查询器的路由器14发送IGMP请求消息。在步骤16，路由器14将以发送组播流作出响应。因为交换网络已经侦听该IGMP消息，所以它知道向哪发送该组播流。数字18指代具有IGMP侦听和RSTP的交换机A。数字 20指代具有IGMP侦听和RSTP的交换机B。数字22指代具有IGMP侦听和RSTP的交换机 C。数字M指代组播接收机1而数字沈指代组播接收机2。该组播流将被发送至交换机A 18的端口 2，至交换机B 20的端口 2和3，至交换机C 22的端口 3。图2示出在交换机B 20和交换机C 22之间网络连接中断(数字30)的情况下的数据流。(R) STP将使该连接经由交换机A 18的端口 3和交换机C22的端口 1恢复到交换机C 22。然而，组播流在该端口是不可获得的。因此，组播接收机2 (数字26)将接收不到流X，这意味着接收机2 (数字26)如数字34所指示的那样错过流X。这并未由TCP-IP栈检测到，这是因为TCP-IP栈对流的传输速率一无所知并且不知道何时迎来流X的下一个分组。因此，它将在其发送出IGMP消息之前等待IGMP查询器消息。这可能耗费125秒。在此情况下接收机2 (数字26)如图3中数字36所指示的那样再次接收流X。然而，运行在接收机2 (数字26)上并且接收流的应用具有该信息。它将注意到流突然停止了。如果该应用将对TCP-IP栈发出新的对流的请求，则它会向路由器发送出IGMP 消息。该消息将遵循如图4所示的下一条网络路径。路由器14不进行任何操作，因为它已经发送了流X。尽管如此，交换机A 18已经侦听到IGMP消息并开始在端口 3上也发送流 X(步骤38)。在端口 1接收该消息的交换机C 22的确侦听该IGMP消息并且因此知道它必须仅向端口 3发送消息。该应用将再次接收流X。这耗费的时间与原始预订流所耗时间一样长，通常少于100毫秒。根据可替换实施例，当断开的链路被检测到时，网络中的交换机将广播STP或 RSTP消息，以便建立新的生成树。如果充当IGMP查询器的设备在检测到这种消息的情况下发出额外的查询，则所有的组播接收机将自动地发送出IGMP消息，并且到这些接收机的组播路由也被重建。以该方式，图3中所示的情况在链路被断开之后被快速地修复。该方案确保组播路由树的根在生成树改变时起作用，而之前描述的方案确保组播路由树的叶子，或者在有多个受影响接收机的情况下的多个叶子，在生成树改变时起作用。
权利要求
1.一种使用计算机网络(10)的方法，所述计算机网络(10)包括多个交换机(18，20)， 每个交换机具有用于接收和发送流的端口，其中所述流从路由器(14)经由已经表示出兴趣的交换机(18，20)的所述端口发送到至少一个接收机04，沈)，由此在链路故障的情况下所述至少一个接收机04J6)中的至少一个向所述路由器(14)发回消息。
2.根据权利要求1所述的方法，由此在链路故障的情况下，注意到所述故障的所述接收机04，26)将向所述路由器(14)发回消息，所述消息限定所述流从所述路由器(14)到所述至少一个接收机04，沈)的路径。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在链路故障的情况下，所述网络(10)中的所述交换机(18，20)将广播STP或RSTP消息，以触发所有接收机Q4J6)自动地发送出消息。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中所述网络(10)是冗余以太网网络。
5.一种计算机网络，包括路由器(14)和多个交换机(18，20)，每个交换机具有用于接收和发送消息的端口并且连接到至少一个接收机04J6)，其中计算机网络(10)适于从所述路由器(14)经由已经表示出兴趣的交换机(18，20)的所述端口发送消息到所述至少一个接收机04，沈)，由此在链路故障的情况下所述至少一个接收机04，沈)中的至少一个向所述路由器(14)发回消息。
6.根据权利要求5所述的计算机网络，其中所述计算机网络(10)是冗余以太网网络。
7.根据权利要求5或6所述的计算机网络，其中使用了因特网组管理协议(IGMP)。
8.一种具有编码模块的计算机程序，用于执行根据权利要求1至4之一的过程的所有步骤，其中所述计算机程序运行在计算机或相应的计算单元上。
9.一种具有储存于计算机可读数据载体上的程序编码模块的计算机程序，用于执行权利要求1至4之一的过程的所有步骤，其中所述计算机程序运行在计算机或相应的计算单兀上。
全文摘要
本发明提供一种使用计算机网络(10)的方法，所述计算机网络(10)包括多个交换机(18，20)，每个交换机具有用于接收和发送流的端口，其中所述流从路由器(14)经由已经表示出兴趣的交换机(18，20)的所述端口发送到至少一个接收机(24，26)，由此在链路故障的情况下所述至少一个接收机(24，26)中的至少一个向所述路由器发回消息。
文档编号H04L12/18GK102308518SQ200980156390
公开日2012年1月4日 申请日期2009年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者M·斯马克, S·v·蒂嫩 申请人:罗伯特·博世有限公司