针对服务质量支持的第三版互联网组管理协议

相关申请案的交叉参考

本发明要求2011年6月22日由韩琳和黎仁蔚递交的发明名称为“针 对服务质量支持来扩展第三版互联网组管理协议的方法”的第61/499,985 号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方 式并入本文本中，如全文再现一般。

关于由联邦资助的研发的声明

不适用。

参考缩微胶片附录

不适用。

背景技术

协议无关组播（PIM）是一种网络路由协议，用于通过互联网协议 （IP）网络来对数据进行一对多和多对多的分配。PIM可以允许数据从第 一跳路由器（FHR）传输到最后一跳路由器（LHR），其中FHR连接到源 或汇聚点（RP），LHR连接到客户端装置。客户端装置可以使用互联网组 管理协议（IGMP）在第四版IP（IPv4）网络中与LHR交换数据，或者使 用组播监听者发现协议（MLD）在第六版IP（IPv6）网络中与LHR交换 数据。IGMP和MLD可以是并不提供客户端装置到LHR的质量服务（QoS） 保证的尽力而为协议。

发明内容

在一项实施例中，本发明包含一种方法，所述方法包括：通过第一 网络元件从客户端装置接收第一通信消息，其中所述第一通信消息包括组 播信道成员资格查询报告和QoS数据。

在另一项实施例中，本发明包含一种方法，所述方法包括：通过第 一网络元件从客户端装置接收第一通信消息，其中所述第一通信消息包括 组播信道成员资格查询报告和QoS数据。

在又一项实施例中，本发明包含一种设备，所述设备包括：连接到 网络元件并且经由第一网络元件连接到网络的客户端装置，其中所述客户 端装置用于发送组播信道成员资格报告，表明所述客户端装置想要接收组 播信道通信消息并且表明与所述组播信道通信消息相关的所请求的QoS 数据。

从结合附图和所附权利要求书进行的以下详细描述将更清楚地理 解这些和其他特征。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和具体实施方式 进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。

图1是特定网络的一项实施例的示意图，该网络的NE能够使用 PIM。

图2是特定网络的一项实施例的示意图，该网络的NE能够使用PIM 来传输QoS数据。

图3是特定网络的一项实施例的示意图，该网络的网络元件（NE） 能够传输具有QoS数据的组播信道成员资格查询报告消息。

图4是特定网络的一项实施例的示意图，该网络的NE能够传输PIM QoS失败消息。

图5是QoS供应方法的一项实施例的流程图。

图6示出了用于对具有QoS数据的组播信道成员资格查询报告消息 进行编码的一项实施例。

图7示出了用于对PIM QoS加入消息进行编码的一项实施例。

图8示出了用于对PIM QoS失败消息进行编码的一项实施例。

图9是NE的一项实施例的示意图。

图10是通用计算机系统的一项实施例的示意图。

具体实施方式

首先应理解，尽管下文提供一项或多项实施例的说明性实施方案， 但所揭示的系统和/或方法可以使用任何数目的技术来实施，无论该技术是 当前已知的还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方 案、附图和技术，包含本文本所说明并描述的示例性设计和实施方案，而 是可以在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。

本文本揭示一种使用组播信道成员资格查询报告消息将QoS数据 从客户端装置传输到LHR等组播网络元件的设备、系统以及方法，其中 所述组播信道成员资格查询报告消息例如为第三版IGMP（IGMPv3）成员 资格查询报告消息和/或第二版MLD（MLDv2）成员资格查询报告消息。 QoS数据可以用于在PIM网络等组播网络中进行组播QoS供应。LHR可 以将IGMP和/或MLD成员资格查询等组播信道成员资格查询发送到客户 端装置。客户端装置可以用包括QoS数据的组播信道成员资格查询报告消 息作出响应，其中所述QoS数据表明针对相关下游组播通信消息请求的端 对端QoS供应。所述QoS数据可能位于消息组记录的辅助数据段中。LHR 可以使用所述组播信道成员资格查询报告消息来填充和/或更新组播转发 信息数据库（MFIB），供应本地资源来提供组播QoS，以及将包括QoS数 据的PIM加入消息发往汇聚点（RP）或组播源。如果LHR接收到PIM QoS 失败消息，那么所述LHR可以通知任何相关客户端装置和/或网络管理装 置。如果PIM QoS失败、网络链路故障，和/或客户端装置不再想要接收 相关组播通信消息，那么所述LHR可以释放所供应的资源。

图1是能够使用PIM的网络100的一项实施例的示意图。网络100 包括源装置131，所述源装置能够将数据发送到客户端装置111、112、113 和114并且从这些客户端装置接收数据。源装置131可以通过多个NE101 到106以及PIM网络130连接到客户端装置111到114。具体而言，源装 置131可以连接到NE106，NE106可以连接到PIM网络130。NE105可 以将NE101到104连接到PIM网络130。客户端装置111到114可以分 别连接到NE101到104。应理解，NE101到106可以是PIM网络130的 一部分，并且为清晰起见，示出了这些NE。两个NE之间的每个连接和/ 或接口可以是PIM启用型连接/接口。NE与客户端装置之间的每个连接和 /或接口可以是IGMP/MLD启用型连接/接口。源装置131与NE106之间 的连接/接口可以针对IGMP、MLD、PIM或任何其他合适的传输协议而启 用。

源装置131可以是能够通过IP网络，例如，互联网内容供应商将数 据传输到客户端装置并且从客户端装置接收数据的机器。各NE可以是组 播路由器或类似装置，用于使用PIM信道来接收、传输和/或处理信息， 这些PIM信道表示为(S,G)和/或(*,G)，其中S表示源装置131等单个源装 置的IP地址，G表示已经从源请求数据的组中所有NE/客户端装置的IP 地址，而且*表示传输给G的所有源装置的IP地址，其中包含任何源装置 131以及可以位于PIM网络130中的任何源装置。具体而言，NE可以从 一个源、多个源或上游NE接收通信消息，在需要时复制所述通信消息， 以及将所述通信消息传输到下游NE或者想要接收所述通信消息的客户端 装置。各客户端装置111到114也许能够请求和接收来自源装置131的数 据。各客户端装置111到114可以是单个计算机和/或服务器、由一个或多 个交换机和/或路由器连接的多个计算机/服务器、移动装置，或者常用于 主机网络、局域网（LAN）、广域网（WAN）或类似网络中的任何其他装 置或多个装置。根据特定客户端装置是否需要访问从源装置131传输的数 据，客户端装置111到114可以进入和/或离开信道(S,G)和/或(*,G)，如下 文所述。

请求的数据可以经由NE101到106以及PIM网络130从源装置131 传输到客户端装置111到114中的一个或多个装置。从源装置到给定客户 端装置的多个数据传输可以称为数据流。数据从源装置行进到客户端装置 可以称为沿下游方向移动或向下游移动，而数据从客户端装置行进到源装 置可以称为沿上游方向移动或向上游移动。例如，从源装置131移动到任 何客户端装置111到114的数据向下游行进，而从任何客户端装置111到 114移动到源装置131的数据向上游行进。NE106可以称为FHR，因为 NE106是消息从源装置131传输时遇到的第一个路由器。NE101到104 可以称为LHR，因为这些NE中的每个NE都可能是消息从源装置131分 别传输到客户端装置111到114时遇到的最后路由器。PIM网络130可以 包括以任何拓扑结构连接的任何数目个NE。NE101到106以及PIM网络 130一起构成PIM网络。出于说明性目的，示出了NE101到106。

如上所述，源131或多个源可以将数据传输到客户端装置111到114 中的一个或多个装置。这种传输可以采用各种路由方法、方案或协议在源 131、FHR106、LHR101到104以及客户端装置111到114之间实现。客 户端装置111到114可以通过第一版到第三版IGMP以及第一版和第二版 组播监听者发现协议（MLD）来与LHR101到104通信。FHR106与LHR 101到104之间的传输可以通过PIM等组播方案来实现。PIM的多个变型 均可以使用，包含PIM密集模式（PIM-DM）、PIM稀疏模式（PIM-SM）、 PIM源特定模式（PIM-SSM）以及PIM双向模式（PIM-BIDIR），如分别 在互联网工程任务组（IETF）文档请求注解（RFC）3973、RFC4601、RFC 3569以及RFC5015中有所阐述，这些文档以引入的方式并入本文本中。

PIM-DM可以假定所有的下游NE都想要接收源131传输的内容。 在PIM-DM中，从源131传输的所有数据最初可以泛洪到整个网络100。 NE可以从NE的上游邻居接收剪枝消息（prune message），并且可以将所 述剪枝消息发送到NE的下游邻居。如果未接收到表明下游邻近NE想要 成为信道(*,G)和/或(S,G)的成员的响应，那么NE以及NE的下游邻居将从 信道中移除。NE下游邻居中的一个或多个邻居可以用加入消息作出响应， 所述加入消息可以转发到NE的上游邻居，以防止NE以及NE的下游邻 居从信道中移除。如果有NE先前已从信道中移除并且有下游邻居想要进 入该信道，那么所述下游邻居可以向所述NE发送嫁接消息（graft  message），所述嫁接消息可以转发给NE的上游邻居并且可以使NE以及 NE的下游邻居进入信道。剪枝后的状态可能会超时，这种状态例如为信 道中没有成员资格，从而导致NE以及NE的下游邻居重新进入信道。剪 枝消息可以定期发送，从而让NE保留在信道之外。这种剪枝消息可以触 发更多的加入消息。

在PIM-SM中，LHR可以通过任何中间NE来将PIM加入消息发往 指定为信道(S,G)和/或(*,G)的RP的NE。NE可以被静态或动态指定为RP， 这取决于具体实施例。所有的NE必须通过RP而加入，所述RP从源接收 数据，并且代表源向下游传输数据。当加入消息从LHR发往RP时，该加 入消息可以到达该RP或者到达已经是信道成员的NE，此时，所述LHR 和任何中间NE都可以成为该信道的成员。PIM消息可以从源，借助于RP 而通过反向路径路由行进回到LHR。这个过程可以创建RP组播树，所述 组播树可能以RP为根。RP树达到预定大小之后，所述RP树便可转换成 源路径树（SPT），从而可以让包直接从源的FHR路由到LHR。加入消息 可以由信道成员定期更新，并且如果没有加入消息从给定的NE发出，那 么信道中的成员资格可能会超时。PIM-BIDIR可以采用类似于PIM-SM的 方式运作。然而，PIM-BIDR可以在源与LHR之间创建双向树，所述双向 树可能会穿过RP。所述双向树可能不会转换成SPT。

在PIM-SSM中，信道可以限于单个源(S,G)。想要加入信道的LHR 可以将加入消息向上游发送到FHR。接收到加入消息的每个NE都可以成 为信道(S,G)的一部分。加入消息可以由信道成员定期更新，并且如果上 游NE没有接收到加入消息，那么信道中的成员资格可能会超时。

不管使用的是哪个版本的PIM，NE101到104都可以加入PIM信 道或者留在该信道中，方法是将加入消息向上游传输到连接到源装置131 的FHR或用作RP的FHR。FHR可以是NE106，如果一个或多个源位于 PIM130中，那么FHR也可以是PIM130中的NE。例如，源装置131可 以包括两个源S1和S2。或者，源装置131可以包括S1，而S2可以位于 PIM网络130中。客户端装置111和112可能想要从S1接收数据，而客 户端装置113和114可能想要从S2接收数据。客户端装置111到114可 以各自通过联系NE101到104来请求加入相应信道，每个客户端装置使 用IGMP、MLD或类似协议而附接到相应NE。NE101和102可以各自向 NE105发送加入(S1,G1)消息。NE103和104可以各自向NE105发送加 入(S2,G2)消息。NE105可以通过PIM网络130将加入(S1,G1)消息和加 入(S2,G2)消息发往FHR，例如，NE106，和/或PIM网络130中的FHR。 随后，NE101、102、105和106可以成为或仍为(S1,G1)的成员，而NE103、 104、105和106可以成为或仍为(S2,G2)的成员，其中S1为源1的IP地 址，S2为源2的IP地址，G1为从S1接收数据的网络元件组，且G2为 从S2接收数据的网络元件组。

各NE101到106均可以包括组播转发信息库（MFIB），所述MFIB 可以通过制作与所有传入和传出PIM加入消息相关的数据条目来存储NE PIM组状态。每个NE的MFIB还可以表明该NE是否应从上游NE接收 数据包，并且复制这些数据包以便发送到多个下游NE，或者转发接收到 的数据包转发而不进行复制。

图2是能够使用PIM来传输QoS数据的网络200的一项实施例的 示意图。网络200可以包括大体上与网络100相同的部件，但采用不同的 配置并且具有一个额外的源装置。如图2所示，客户端211到214可以分 别连接到NE201到204，NE201和202可以连接到NE205，NE203和 204可以连接到NE206，NE205可以连接到NE206和第一源装置231， NE206还可以连接到第二源装置232。NE201到204可以被视作LHR， 而NE205和206可以被视作FHR。此处所述的网络200的特性适用于具 有任何数目的源装置、NE以及客户端装置的网络。

网络200可以实现QoS供应。当NE接收通过信道传输的下游数据 包时，该NE可以通过传入接口接收此包；根据MFIB处理此包，包含对 包进行任何复制；以及通过传出接口传输此包或复制的包。这些包可以放 置在多种缓冲器中，并排成队列以待处理和传输。如果NE接收的包数超 出了该NE能够处理和传输的能力，那么NE的缓冲器空间可能会用完， 从而可能阻止新包存储并且可能致使包被丢弃。QoS供应可以允许NE为 特定通道分配缓冲空间或其他资源。QoS供应还可以允许NE为特定信道 确保更大的队列优先级或带宽。QoS数据可以是网络200用来执行QoS 供应的任何数据，而且所述QoS数据可以包含，但不限于：最大带宽、最 小带宽、最大包大小、最大时延以及用户定义的参数，例如，用于下游包 转发和/或复制的调度优先级和出口队列深度。NE201到206可以考虑在 执行QoS供应过程中接收到的任何QoS数据。在一项实施例中，NE201 到206可以考虑在多个跳上累积的时延，和/或结合最大和最小带宽请求使 用漏桶算法来执行组播流量整形。

客户端211和213可能想要从信道(S1,G1)接收数据，而客户端212 和214可能想要从信道(S2,G2)接收数据，其中S1是源装置131，且S2 是源装置132。客户端211到214可能都想要为通过相关信道传输给自己 的数据请求QoS供应。各客户端211到214可以使用IGMP和/或MLD分 别向NE201到204发送QoS数据，如下文所述。LHR201到204可以接 受来自客户端211到214的QoS数据，处理所述QoS数据，并且向上游 传输所述QoS数据，使之成为PIM加入消息241到244的一部分。处理 所述QoS数据可能涉及确定在给定当前本地资源的情况下是否可能进行 本地QoS供应，以及执行本地QoS供应。PIM加入消息241和243可以 表明附接到NE201和203的客户端想要加入信道(S1,G1)，并且所述消息 分别包含客户端211和213的QoS要求。同样，PIM加入消息242和244 可以表明附接到NE202和204的客户端想要加入信道(S2,G2)，并且所述 消息分别包含客户端212和214的QoS要求。

NE205可以接收加入消息241和242，NE206可以接收加入消息 243和244。由于NE205和NE206均可以附接到想要加入信道(S1,G1) 和(S2,G2)的下游客户端，因此，NE205和206都可以发送加入这两个信 道的请求。针对信道(S2,G2)，NE205可以向NE206发送加入消息245， 这是因为相对于源装置232而言，NE206位于NE205的上游。同样，针 对信道(S1,G1)，NE206可以向NE205发送加入消息246，这是因为相对 于源装置231而言，NE205位于NE206的上游。加入消息246可以携载 来自NE203的QoS数据，而加入消息245可以携载来自NE202的QoS 数据。此时，NE205可能已经从NE203/206接收到加入消息246，并且 从NE201接收到加入消息241。为了执行QoS供应，NE205可以选择要 求最严格的QoS，以便确保QoS供应足以用于所有的请求NE。例如，如 果加入消息241含有最严格的QoS要求，那么NE205可以基于241中接 收到的QoS信息来进行供应，并且基于241中接收到的QoS信息，向源 装置231发送具有QoS信息的加入消息247。同样，NE206可能已经从 NE202/205和204分别接收到加入消息244和245。如果加入消息245包 括最严格的QoS要求，那么NE206可以基于245中接收到的QoS信息， 向源装置232发送具有QoS信息的加入消息248。这个过程可能会为(S1, G1)和(S2,G2)形成组播树，其中G1等于NE201、203以及205到206， 其中G2等于NE202以及204到206，S1等于源装置131，且S2等于源 装置132。这个过程还可能针对所有的客户端装置211到214进行QoS供 应。如果要求QoS的客户端装置想要离开信道，那么所供应的QoS资源 稍后可以释放。

PIM QoS供应可以在各个版本的PIM（例如，PIM-SM、PIM-DM、 PIM-SSM和PIM-BIDIR）中实施。由于PIM-SSM可以包括单个源，因此， QoS供应的实施方式可以为在组播树创建期间将QoS数据放入PIM加入 消息中，并且通过所述组播树将PIM加入消息发往源地址。PIM-SM可以 具有两项通用实施例，这是因为PIM-SM创建出RP树和SPT，而它们可 以包括不同的根位置。在第一项实施例中，只要在使用RP树，便可将RP 视作源地址。RP树转换成SPT之后，源就可以被视作源地址，而这可能 要求针对SPT来更新QoS信息。在第二项实施例中，源树被创建出来之 后，网络才可以执行QoS供应。PIM-BIDIR可以要求PIM加入消息经过 RP而被转发给连接到源的FHR。响应于剪枝消息，PIM-DM可以要求带 有QoS数据的加入消息被转发到FHR。此外，在PIM-SM、PIM-BIDIR以 及PIM-DM中，在使用一个以上源的情况下，例如，在(*,G)所表示的情 形中，可能会要求对多个FHR进行QoS供应。

图3是网络300的一项实施例的示意图，该网络的NE能够传输具 有QoS数据的组播信道成员资格查询报告消息。网络300包括的部件可以 大体上类似于网络100到200的部件，但采用不同的配置。客户端装置311 到314可以连接到NE301，NE301可以包括MFIB340。MFIB340可以 是路由表或类似数据结构，所述类似数据结构可以由NE301用来将NE 301传入通信接口映射到NE301传出通信接口，确定应复制哪些传入包以 便在传出接口上传输，以及确定应将哪些传入包和/或复制的包发送到一个 或多个传出接口以便传输。NE301可以连接到PIM网络330。此处所述 的网络300的特性适用于具有任何数目的NE和客户端装置的网络。

NE301可以定期向各客户端装置311到314发送查询，以便确定各 客户端装置311到314想要从哪些组播信道接收通信消息。所述查询可以 是组播信道成员资格查询，并且可以使用第一版、第二版和/或第三版 IGMP、第一版和/或第二版MLD，或者类似协议进行发送。各客户端装置 311到314可以通过发送可能包括特定数据和相关所请求的QoS信息的组 播信道成员资格查询报告来作出响应，其中所述数据表明客户端装置想要 从中接收通信消息的各个组播信道。或者，客户端装置311到314可以发 送未经请求的信道成员资格报告。组播信道成员资格查询报告可以包括每 个组播信道的组记录。每个组记录可以包括辅助数据字段，所述辅助数据 字段可以包括相关的QoS信息。从客户端装置311到314接收信道成员资 格报告之后，NE301可以基于信道成员资格查询报告中的数据来填充和/ 或更新MFIB340。NE301可以为客户端装置311到314请求的每个组播 信道供应本地资源，和/或为每个客户端装置311到314供应本地资源。如 果信道成员资格报告表明有一个客户端装置或所有客户端装置不再想要 接收通信消息，那么NE301还可以释放先前为一个或多个通信消息分配 的任何资源。NE301可以针对客户端装置311到314请求的信道来创建具 有QoS信息的PIM加入消息，并且通过上游网络元件将所述PIM加入消 息传输到PIM网络330中的PIM源、RP或相关FHR。

作为一个具体实例，NE301可以包括三个下游接口E1到E3以及 一个上游接口E0。客户端装置311可以连接到接口311，客户端装置312 和313可以连接到接口E3，客户端装置314可以连接到接口E2。客户端 装置311和312可能想要加入信道(S1,G1)并且可能都要求带宽B1，而客 户端装置313和314可能想要加入信道(S2,G2)并且可能都要求带宽B2。 每个客户端装置可以借助于信道成员资格报告来发送表明每个成员资格 请求的数据。NE301可以处理信道成员资格报告，并且更新MFIB340， 从而表明通过(S1,G1)源于接口E0的通信消息应发送到接口E1和E3，其 中供应的带宽为B1。MFIB还可以表明通过(S2,G2)源于接口E0的通信消 息应发送到接口E2和E3，其中供应的带宽为B2。为清晰起见而呈现出 上述实例，但不应将上述实例视作限制如上文所述的网络300。

例如，QoS信息可以包括最小带宽、最大带宽、最大包大小、最大 时延，和/或用户定义的参数。如果NE从多个连接的下游部件，例如客户 端装置或PIM NE接收相同类型的不同QoS信息，那么NE可以选择来自 多个部件中一个部件的QoS信息，以便加进上游PIM QoS请求中。NE可 以针对最小带宽、最大带宽以及最大包大小选择最大QoS数据，针对最大 时延选择最小QoS信息。至于用户定义的参数，NE的选择可以根据应用 而定。通常，NE可以选择两个QoS信息集中要求更严格的那个，以便确 保NE可以针对要求最苛刻的部件进行充分供应。

图4是网络400的一项实施例的示意图，所述网络的NE能够传输 PIM QoS失败消息。网络400可以包括大体上与网络100、200和/或300 相同的部件，但采用不同的配置，而且所述网络还可以包括网络管理装置 404。NE401可以经由PIM网络430和NE402连接到NE403。NE401 到403还可以经由PIM网络430连接到网络管理装置404。网络管理装置 404可以是任何NE或所连接的装置，它的任务是管理整个网络流量或者 向网络管理员报告网络流量状态。

QoS预留可能会在NE处失败，原因是资源不足以满足QoS供应要 求，或者上游NE不具QoS能力。网络400可以包括能够处理QoS预留 失败的部件。NE401可以通过PIM网络430将具有QoS数据的加入消息 441传输到NE402。加入消息441可以穿过PIM网络430中的一个或多 个NE，并且可以离开PIM网络430而成为加入消息442，加入消息442 可以包含来自想要加入信道的另一NE的更严格的QoS数据。NE402可 能无法供应QoS资源，原因是资源不足，或者NE402意识到上游NE403 不具PIM QoS能力。NE402可以将PIM QoS失败消息443发送回到NE 401，从而表明失败和失败原因。或者，NE402可以将PIM QoS失败消息 443发送给所有下游LHR或给定信道上的所有下游LHR。作为补充或替 代，NE402可以将PIM QoS失败消息443发送给网络管理装置404。如 果QoS失败是因上游路由器不具PIM QoS能力而造成的，那么NE403可 以将具有或不具有QoS数据的PIM加入消息发送到NE403。如果QoS失 败是因本地资源不足而造成的，那么根据网络400的具体实施例，NE402 可以丢弃PIM加入消息442或者向NE403发送PIM加入消息以表明QoS 失败。接收到QoS失败消息之后，NE401到403便可以释放与未成功的 QoS请求相关的任何QoS资源。

图5是QoS供应方法500的一项实施例的流程图，所述方法可以与 采用支持QoS的PIM或者支持QoS的IGMP/MLD网络结合使用，例如， 网络100到400。在步骤501中，NE可以将IGMP和/或MLD成员资格查 询消息发送给一个或多个客户端装置。成员资格查询可以请求每个客户端 装置使用IGMP和/或MLD来发送组播信道成员资格报告消息。在步骤502 中，每个客户端装置可以将响应的IGMP/MLD成员资格查询报告消息发 送到NE，表明客户端装置想要接入的信道以及相关的QoS约束。成员资 格查询报告消息可能并非在所有情况下都取决于相关的成员资格查询消 息。在步骤503中，NE可以接收报告，处理信息，以及用所述报告中的 数据来形成和/或更新NE的MFIB。同样在步骤503中，如果有一个客户 端装置或所有客户端装置不再想要接入特定信道，那么NE可以释放先前 供应的任何QoS资源。如果NE确定相关链路已出现故障，那么NE也可 以释放资源。在决策块504中，NE可以检查成员资格报告中的QoS数据， 并且确定NE是否有充足的可用本地资源来为每个客户端装置供应QoS。 如果本地资源不足，那么NE可以前进到步骤509，如果本地资源充足， 则前进到步骤505。如果本地资源不足，那么在步骤509中，NE可以将 QoS失败消息发送到发出请求的客户端装置、所有连接的客户端装置，和 /或发送到网络管理装置。如果本地资源充足，那么在步骤505中，NE可 以为每个客户端装置预留QoS资源。在步骤506中，NE还可以用客户端 装置中的QoS数据形成PIM消息，并且将所述PIM消息发送到上游路由 器，以用于PIM QoS供应。在决策块507处，如果上游QoS供应成功， 那么NE可以前进到步骤508，如果上游QoS供应不成功，则前进到步骤 509。如果源与之后的客户端装置之间的上游QoS供应成功，那么在步骤 508中，源可以将数据转发到NE，以待转发给客户端装置。如果源与客户 端装置之间的上游QoS供应不成功，那么NE可以接收PIM QoS失败消 息，并且在步骤509中将所述PIM QoS失败消息转发给所述客户端装置、 多个客户端装置和/或网络管理装置。

图6示出了用于对具有QoS数据的组播信道成员资格查询报告消息 600进行编码的一项实施例。消息600可以是MLD成员资格查询报告消 息和/或IGMP成员资格查询报告消息，如分别在IETF RFC3810和IETF  RFC3376中有所阐述，这些IETF RFC以引入的方式并入本文本中。报告 消息600可以包括布置成连续的三十二位区段的多个字段，其中各区段从 位位置零编号至位位置三十一。报告消息600可以包括组播信道区段601。 组播信道区段601可以包括记录类型字段，所述记录类型字段可以为八位 长，可以从位位置零扩展到位位置七，而且可以包括表明消息600包括组 播信道成员资格查询报告消息的数据。组播信道区段601可以包括QoS 数据长度字段，所述QoS数据长度字段可以为八位长，可以从位位置八扩 展到位位置十五，而且可以包括表明消息600的长度的数据。组播信道区 段601可以包括源数目字段，所述源数目字段可以为十六位长，可以从位 位置十六扩展到位位置三十一，而且可以包括表明位于组播信道区段601 中的源地址字段数目的数据，如下文所述。组播信道区段601可以包括组 播地址字段，所述组播地址字段可以为三十二位长，可以从位位置零扩展 到位位置三十一，而且可以包括表明信道的组播地址的数据。组播信道区 段601可以包括至少一个源地址字段，每个源地址字段可以为三十二位长， 可以从位位置零扩展到位位置三十一，而且可以包括表明与信道相关联的 源的网络地址的数据。消息600可以进一步包括辅助数据段602，所述辅 助数据段可以包括传输报告消息600的实体所请求的QoS约束。辅助数据 段602可以包括一个或多个QoS参数。每个QoS参数可以包括QoS选项 类型字段、QoS选项长度字段以及QoS选项值字段。QoS选项类型字段可 以为八位长，可以从位位置零扩展到位位置七，而且可以包括表明参数所 包括的QoS选项类型的数据，所述QoS选项包含最小带宽、最大带宽、 最大包大小、最大时延以及用户定义的参数，例如，队列类型或调度优先 级。例如，QoS选项类型字段可以设置为值一来表明最小带宽参数，设置 为值二来表明最大带宽参数，设置为值三来表明最大包大小参数，设置为 值四来表明最大时延参数，设置为值五来表明用户定义的参数，例如，队 列类型或调度优先级。QoS选项长度字段可以为八位长，可以从位位置八 扩展到位位置十五，而且可以包括表明QoS参数的长度的数据。QoS选项 值字段的长度可变，所述QoS选项值字段可以从位位置十六扩展到位位置 三十一，而且可以根据需要扩展到额外的三十二位段。QoS选项值字段可 以包括表明QoS参数的值的数据。

图7示出了用于对PIM QoS加入消息700进行编码的一项实施例。 加入消息700可以包括布置成连续的三十二位区段的多个字段，其中各区 段从位位置零编号至位位置三十一。加入消息700可以包括PIM加入报头 701，所述PIM加入报头大体上可以如IETF文档RFC5384和RFC4601 所阐述那样进行编码，所述文档以引入的方式并入本文本中，而且所述 PIM加入报头可以表明消息700是PIM加入消息。

加入消息700可以包括QoS属性702，所述QoS属性可以表明所述 加入消息携载PIM QoS数据。QoS属性702可以包括处于位位置零的F 位和处于位位置零一的E位，如RFC5384所揭示。QoS属性702可以包 括Attr_Type字段，所述Attr_Type字段可以为六位长，可以从位位置二扩 展到位位置七，而且可以包括表明属性702是QoS属性的数据。Attr_Type 字段可以设置为值二。QoS属性702可以包括QoS数据长度字段，所述 QoS数据长度字段可以为八位长，可以从位位置八扩展到位位置十六，而 且可以包括表明QoS属性702的长度的数据和相关QoS数据703。QoS 属性702可以包括预留字段，所述预留字段可以为十四位长，可以从位位 置十六扩展到位位置二十九。QoS属性702可以包括N标志和F标志，这 些标志可以分别位于位位置三十和三十一。N标志可以设置成表明在PIM QoS失败的情况下，PIM QoS失败消息应被发送。F标志可以被清除以表 明在QoS供应已在本地失败的情况下，加入消息700可能不会转发给上游 NE。QoS属性702可以包括网络管理服务器的单播地址字段，所述单播地 址字段可以为三十二位长，可以从位位置零扩展到位位置三十一，而且可 以包括表明实体地址的数据，在PIM QoS失败的情况下，所述实体可以得 到通知（例如，网络管理服务器或LHR）。

加入消息700可以进一步包括QoS数据703，所述QoS数据可以表 明传输加入消息700的实体所请求的QoS约束。QoS数据703可以包括一 个或多个QoS参数。每个QoS参数可以包括QoS选项类型字段、QoS选 项长度字段以及QoS选项值字段。QoS选项类型字段可以为八位长，可以 从位位置零扩展到位位置七，而且可以包括数据表明参数所包括的QoS 选项的类型的数据。QoS选项类型字段可以表明多个QoS选项中的一个选 项，包含最小带宽、最大带宽、最大包大小、最大时延以及用户定义的参 数。例如，QoS选项类型字段可以设置为一来表明最小带宽参数，设置为 二来表明最大带宽参数，设置为三来表明最大包大小参数，设置为四来表 明最大时延参数，设置为五来表明用户定义的参数，例如，队列类型或调 度优先级。QoS选项长度字段可以为八位长，可以从位位置八扩展到位位 置十五，而且可以包括表明QoS参数的长度的数据。QoS选项值字段的长 度可变，所述QoS选项值字段可以从位位置十六扩展到位位置三十一，而 且可以根据需要扩展到额外的三十二位段。QoS选项值字段可以包括表明 QoS参数的值的数据。加入消息700可以进一步包括额外的PIM属性704， 如IETF RFC5384所阐述。

图8示出了用于对PIM QoS失败消息800进行编码的一项实施例。 失败消息800可以包括布置成连续的三十二位区段的多个字段，其中各区 段从位位置零编号至位位置三十一。失败消息800可以包括PIM版本字段 801，所述PIM版本字段可以为四位长，可以从位位置零扩展到位位置三， 而且可以表明网络所用PIM的版本。PIM版本字段801可以设置为值二。 失败消息800可以包括类型字段802，所述类型字段可以为四位长，可以 从位位置四扩展到位位置七，而且可以表明消息800为失败消息。类型字 段802可以设置为值九。失败消息800可以包括位于位置八处的U位803 和位于位置九处的F位804。U位803可以经设置以表明上行链路上发生 的故障，并且所述U位可以被清除以表明下行链路上发生的故障。F位804 可以经设置以表明消息800是响应于失败而发送的，并且所述F位可以被 清除以表明响应于现在已经纠正的先前失败，消息800正被发送。失败消 息800可以包括错误代码字段805，所述错误代码字段可以为六位长，可 以从位位置十扩展到位位置十五，而且可以表明已发生的QoS失败的类 型。错误代码字段805可以设置为值一来表明最小带宽预留失败，设置为 值二来表明最大带宽预留失败，设置为值三来表明最大包大小预留无法得 到满足，设置为值四来表明所请求的时延无法得到满足，设置为值五来表 明用户定义的QoS参数失败。失败消息800可以包括校验和字段806，所 述校验和字段可以为十六位长，可以从位位置十五扩展到位位置三十一， 而且可以用于传输误差校验。失败消息800可以包括QoS失败的组地址字 段807，该字段可以为三十二位长并且可以从位位置零扩展到位位置三十 一。失败消息800可以包括QoS失败的源地址字段808，该字段可以为三 十二位长并且可以从位位置零扩展到位位置三十一。QoS失败的组地址字 段807和QoS失败的源地址地段808可以用于表明与失败相关联的PIM 信道和/或(*,G)。PIM信道的组号可以编码在QoS失败的组地址字段807 中，而且PIM信道的源可以编码在QoS失败的源地址地段808中。失败 消息800可以进一步包括QoS失败的PIM链路地址字段809，该字段可以 为三十二位长，可以从位位置零扩展到位位置三十一，而且可以表明QoS 失败的链路地址。如果失败是由本地资源不足引起的，那么失败的PIM链 路地址字段809可以表明NE下游链路的地址。如果失败是由上游NE不 具PIM QoS能力引起的，那么失败的PIM链路地址字段809可以表明NE 上游链路的地址。

图9示出了网络元件900的一项实施例，所述网络元件可以包括上 述处理器或收发器，例如，网络或系统内的处理器或收发器。网络元件900 可以包括：多个输入端口920和/或接收器单元910，用于接收数据；逻辑 单元或处理器930，用来处理信号以及确定将数据发往哪里；以及多个输 出端口950和/或发射器单元940，用于将数据传输到其他系统。逻辑单元 930可以包括多个输入缓冲器和多个输出缓冲器，用于先存储接收到的通 信消息，然后再进行处理以及传输到其他系统。逻辑单元或处理器930可 以用于实施本文本所述的任一方案，例如，QoS供应方法500，而且可以 使用硬件、软件或这两者来实施。例如，网络元件900可以为如本文本所 述的实施支持QoS的PIM或支持QoS的IGMP/MLD的网络中的任何NE， 所述网络例如说明性网络100到400。

上述方案可以在任何通用网络部件上实施，例如计算机或特定网络 部件，其具有足够的处理能力、存储资源以及网络吞吐能力来处理其上的 必要工作量。图10示出了典型的通用网络部件或计算机系统1000，其适 用于实施本文本所揭示的方法的一项或多项实施例，例如，QoS供应方法 500。通用网络部件或计算机系统1000包含处理器1002（可以称为中央处 理器单元或CPU），所述处理器与包含以下项的存储装置通信：辅助存储 器1004、只读存储器（ROM）1006、随机存取存储器（RAM）1008、输 入/输出（I/O）装置1010，以及网络连接装置1012。处理器1002可以作 为一个或多个CPU芯片、一个或多个核（例如，多核处理器）来实施， 或者可以是一个或多个专用集成电路（ASIC）和/或数字信号处理器（DSP） 的一部分。处理器1002可以用于实施本文本所述的任一方案，包含QoS 供应方法500，所述方案可以使用硬件、软件或这两者来实施。例如，处 理器1002可以包含或耦接到计算机可读媒体，所述计算可读媒体可以经 编程以对网络100到400中任一NE、部件或装置的功能加以控制。

辅助存储器1004通常包括一个或多个磁盘驱动器或磁带驱动器， 用于数据的非易失性存储，而且如果RAM1008的容量不足以存储所有工 作数据，所述辅助存储器则用作溢流数据存储装置。辅助存储器1004可 以用于存储程序，当选择执行这些程序时，所述程序将会加载到RAM1008 中。ROM1006用于存储在程序执行期间所读取的指令，且可能存储所读 取的数据。ROM1006为非易失性存储装置，其存储容量相对于辅助存储 器1004的较大存储容量而言通常较小。RAM1008用于存储易失性数据， 还可能用于存储指令。访问ROM1006和RAM1008通常比访问辅助存储 器1004要快。

本发明揭示至少一项实施例，且所属领域的技术人员对所述实施例 和/或所述实施例的特征作出的变化、组合和/或修改在本发明的范围内。 因组合、合并及/或省略所述实施例的特征而得到的替代性实施例也在本发 明的范围内。在明确陈述数值范围或限制的情况下，应将此类表达范围或 限制理解成包含属于明确陈述的范围或限制内的类似量值的迭代范围或 限制（例如，从约为1到约为10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、 0.12、0.13等）。例如，只要揭示具有下限R_l和上限R_u的数值范围，则也 特别揭示属于此范围内的任何数字。具体而言，特别揭示所述范围内的以 下数字：R=R_l+k*(R_u-R_l)，其中k为从1%到100%范围内以1%递增的 变量，即，k为1%、2%、3%、4%、7%、……、70%、71%、72%、……、 97%、96%、97%、98%、99%或100%。此外，还特别揭示由如上文所定 义的两个R数字定义的任何数值范围。除非另有说明，否则术语“约”是 指随后数字的±10%。相对于权利要求的任一元件使用术语“任选地”意 味着需要所述元件，或者不需要所述元件，这两种替代方案均在所述权利 要求的范围内。应将使用“包括”、“包含”和“具有”等范围较大的术语 理解成支持“由……组成”、“基本上由……组成”以及“大体上由……组 成”等范围较小的术语。因此，保护范围不受上文所述描述的限制，而是 由所附权利要求书界定，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有等 效物。每一和每条权利要求作为进一步揭示内容并入说明书中，且权利要 求书是本发明的实施例。揭示内容中对参考的论述并非承认其为现有技 术，尤其是公开日期在本申请案的在先申请优先权日期之后的任何参考。 本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容以引入的方 式并入本文本中，以提供补充本发明的示例性、程序性或其他细节。

虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精 神或范围的情况下，所揭示的系统和方法可以许多其他具体形式来体现。 本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所 给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或合并，或者 某些特征可以省略或不实施。

此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明 为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术 或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦接或直接耦接或通信的其他 项也可以采用电方式、机械方式或其他方式通过某一接口、装置或中间部 件间接地耦接或通信。其他变化、替代和改变实例可以由所属领域的一般 技术人员确定，且可以在不脱离本文本所揭示的范围和精神的情况下作 出。