边缘网络的组播实现方法和装置-复审决定


发明创造名称:边缘网络的组播实现方法和装置
外观设计名称:
决定号:183067
决定日:2019-06-20
委内编号:1F267366
优先权日:
申请(专利)号:201510434429.6
申请日:2015-07-22
复审请求人:杭州数梦工场科技有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:邹婷
合议组组长:马志远
参审员:邹菲菲
国际分类号:H04L12/18
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果权利要求要求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别特征,但该区别特征是本领域解决该权利要求实际要解决的技术问题时的惯用手段,则在该最接近的现有技术的基础上结合上述惯用手段得到该权利要求所要保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的,该权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
全文:
本复审请求审查决定涉及申请号为201510434429.6,名称为“边缘网络的组播实现方法和装置”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为杭州数梦工场科技有限公司。本申请的申请日为2015年07月22日,公开日为2015年11月25日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年08月15日发出驳回决定,以权利要求1-13不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:申请人于2018年02月07日提交的权利要求第1-13项;于申请日2015年07月22日提交的说明书第1-77段(即第1-14页)、说明书附图第1-4页、说明书摘要及摘要附图。
驳回决定中引用的对比文件为:
对比文件1:CN104468371A,公开日为2015年03月25日。
驳回理由是:权利要求1-13相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书全文内容如下:
“1. 一种边缘网络的组播实现的方法,应用在所述边缘网络的软件定义网络SDN控制器上,所述边缘网络通过至少一个网关连接组播组位于外部网络的组播源,其特征在于,所述方法包括:
将网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的上行端口;
将网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口;
根据所述组播组在网络设备上的上行端口和下行端口、所述边缘网络的全局拓扑结构,生成所述组播组在边缘网络的拓扑结构,按照所述组播组在边缘网络的拓扑结构确定所述组播组在边缘网络内的转发路径;其中,通过以下方式确定所述转发路径:去除所述组播组在边缘网络的拓扑结构中从网关到成员主机的冗余路径,得到所述组播组在边缘网络内的转发路径;向所述转发路径上的网络设备下发用于转发所述组播组流量的流表。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:获取被允许在所述边缘网络内进行组播的组播组;
所述将网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上上行端口,包括:当下行组播协议报文所属组播组被允许在所述边缘网络内进行组播时,将网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的上行端口。
3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:获取被允许接收所述组播组流量的成员主机;
所述将网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口,包括:当发送上行组播协议报文的成员主机被允许接收所述组播组流量时,将网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口。
4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:当所述组播组在所述边缘网络中的成员主机发生变化、和/或所述边缘网络的拓扑发生变化时,根据更新后的所述组播组在边缘网络中网络设备上的上行端口和下行端口,重新确定转发路径并下发新的用于转发所述组播组流量的流表。
5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述去除所述组播组在边缘网络的拓扑结构中从网关到成员主机的冗余路径,得到所述组播组在边缘网络内的转发路径,包括:
根据所述组播组在边缘网络的拓扑结构,以网关为根节点计算所述组播组的等价路径树;
对所述组播组在边缘网络的拓扑结构中除网关外的每一个网络设备,将等价路径树中距离网关最近的上行端口作为生效上行端口,将所述生效上行端口连接的对端网络设备的下行端口作为生效下行端口;将接入成员主机的网络设备的下行端口作为生效下行端口;
所述向转发路径上的网络设备下发用于转发所述组播组流量的流表,包括:向每个包括生效下行端口的网络设备下发流表,所述流表用于:将所述组播组的流量从生效下行端口转发。
6. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述去除所述组播组在边缘网络的拓扑结构中从网关到成员主机的冗余路径,包括:当所述边缘网络包括至少两个网关时,根据一定的负载分担算法确定一个网关作为所述组播组的网关。
7. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述下行组播协议报文包括:互联网组管理协议IGMP查询报文;
所述上行组播协议报文包括:IGMP加入报文或IGMP查询响应报文。
8. 一种边缘网络的组播实现的装置,应用在所述边缘网络的软件定义网络SDN控制器上,所述边缘网络通过至少一个网关连接组播组位于外部网络的组播源,其特征在于,所述装置包括:
上行端口单元,用于将网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的上行端口;
下行端口单元,用于将网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口;
转发路径单元,用于根据所述组播组在网络设备上的上行端口和下行端口、所述边缘网络的全局拓扑结构,生成所述组播组在边缘网络的拓扑结构,按照所述组播组在边缘网络的拓扑结构确定所述组播组在边缘网络内的转发路径;其中,通过以下方式确定所述转发路径:去除所述组播组在边缘网络的拓扑结构中从网关到成员主机的冗余路径,得到所述组播组在边缘网络内的转发路径;
流表下发单元,用于向所述转发路径上的网络设备下发用于转发所述组播组流量的流表。
9. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:组播组获取单元,用于获取被允许在所述边缘网络内进行组播的组播组;
所述上行端口单元具体用于:当下行组播协议报文所属组播组被允许在所述边缘网络内进行组播时,将网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的上行端口。
10. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:成员主机单元,用于获取被允许接收所述组播组流量的成员主机;
所述下行端口单元具体用于:当发送上行组播协议报文的成员主机被允许接收所述组播组流量时,将网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口。
11. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:组播更新单元,用于当所述组播组在所述边缘网络中的成员主机发生变化、和/或所述边缘网络的拓扑发生变化时,根据更新后的所述组播组在边缘网络中网络设备上的上行端口和下行端口,重新确定转发路径并下发新的用于转发所述组播组流量的流表。
12. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述冗余路径去除模块包括:
等价路径树子模块,用于根据所述组播组在边缘网络的拓扑结构,以网关为根节点计算所述组播组的等价路径树;
生效下行端口子模块,用于对所述组播组在边缘网络的拓扑结构中除网关外的每一个网络设备,将等价路径树中距离网关最近的上行端口作为生效上行端口,将所述生效上行端口连接的对端网络设备的下行端口作为生效下行端口;将接入成员主机的网络设备的下行端口作为生效下行端口;
所述流表下发单元具体用于:向每个包括生效下行端口的网络设备下发流表,所述流表用于:将所述组播组的流量从生效下行端口转发。
13. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述冗余路径去除模块包括:网关选定子模块,用于当所述边缘网络包括至少两个网关时,根据一定的负载分担算法确定一个网关作为所述组播组的网关。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年11月29日向国家知识产权局提出了复审请求,未提交修改文本。复审请求人认为:(1)本申请权利要求1与对比文件1之间控制器计算组播路径的方式不同,对比文件1是通过“添加成员”的方式来得到组播路径,而本申请权利要求1是通过“去除成员”的方式来计算转发路径;(2)本申请相比于对比文件1计算得到组播路径的效率更高。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月10日依法受理了该复审请求,并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年02月21日向复审请求人发出复审通知书,复审通知书针对的文本与驳回决定针对的文本相同,引用的对比文件与驳回决定引用的对比文件相同,即上述对比文件1。指出:权利要求1-13相对于对比文件1及本领域公知常识的结合,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。同时合议组在复审通知书中指出:权利要求1的“去除成员”和对比文件1的“添加成员”的设计思路均属于本领域的公知常识。既然这两种设计思路都是本领域所公知的,则基于相同的基本原理对其中一种进行变形得到另外一种,是本领域技术人员可以进行选择的常规设计。此外申请人声称的有关本申请相比于对比文件1的计算组播路径方法的效率更高的技术效果是难以确定或不显著的。
复审请求人于2019年04月08日提交了意见陈述书,但未修改申请文件。复审请求人认为:(1)本申请权利要求1相对对比文件1的区别特征“根据所述组播组在网络设备上的上行端口和下行端口、所述边缘网络的全局拓扑结构,生成所述组播组在边缘网络的拓扑结构”的作用在于对边缘网络的全局拓扑结构进行裁剪,以得到组播组在边缘网络中的拓扑结构,从而为后续“去除成员”的操作提供基础;而对比文件1及《接入网技术》未披露对网络全局拓扑结构进行裁剪的特征。(2)复审请求人基于本申请说明书第21段的内容得出:本申请权利要求1是基于组成员关系协议报文实现从网关到组播组成员的报文转发,其转发路径的构建不存在泛洪的过程,而《接入网技术》基于组播路由协议实现报文转发,针对的是路由器之间转发报文的方式,其密集模式需要泛洪的过程。本申请权利要求1中的“冗余路径”是当算法确定某一路径后的其它路径,而《接入网技术》中的“冗余路径”是对组播组不感兴趣的接收站点,即没有组播数据转发的分支。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
复审请求人在复审过程中未对申请文件进行修改。本复审请求审查决定针对的文本为:复审请求人于2018年02月07日提交的权利要求第1-13项;于申请日2015年07月22日提交的说明书第1-14页、说明书附图第1-4页、说明书摘要及摘要附图。
(二)关于创造性
专利法第22条第3款规定:“创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。”
本复审请求审查决定所引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN104468371A,公开日为2015年03月25日。
1、权利要求1要求保护一种边缘网络的组播实现方法。对比文件1涉及一种组播业务报文处理方法,并具体公开了以下技术特征(参见对比文件1的说明书第0026-0065段):SDN网络由控制器、交换机(SW1-SW6)以及主机(PC11、PC51、PC52以及PC61)组成,控制器负责网络拓扑的收集和路径计算,并生成流表项下发给路径中的交换机,交换机根据流表项进行业务报文转发。本申请实施例提出一种组播业务报文处理方法。在该方法中,控制器接收源交换机上送的携带组播业务报文的流表项请求报文,根据从组播业务报文中获取的组播组IP地址找到组播组的目的交换机,进而根据源交换机的位置信息和目的交换机的位置信息,计算组播业务报文的组播路径并生成流表项,将流表项下发给组播路径中的交换机,以实现SDN网络中的组播业务报文处理。
其中,根据从组播业务报文中获取的组播组IP地址找到组播组的目的交换机包括:目的主机发送组播组加入报文,请求加入某组播组。与该目的主机相连的目的交换机将该组播组加入报文进行管理协议封装,并将封装后的报文上送控制器。控制器接收目的交换机发送的封装后的报文后,从中获取组播组加入报文,该组播组加入报文中包含组播组的IP地址。控制器根据该组播组的IP地址,找到对应的组播组成员列表,将发送组播组成员报文的目的交换机的标识加入到组播组成员列表中。
其中根据源交换机的位置信息和目的交换机的位置信息,计算组播业务报文的组播路径包括:控制器负责SDN网络的拓扑信息收集,并生成网络拓扑图,因此,控制器可以根据源交换机的位置信息以及目的交换机的位置信息计算组播业务报文的组播路径。计算过程如下:从组播组成员列表中选择第一目的交换机,该第一目的交换机为首个参与组播路径计算的交换机。按照单播路径的生成规则,生成源交换机与第一目的交换机之间的第一单播路径。将上述计算的第一单播路径作为后续计算的中间组播路径。从组播组成员列表中顺序选择第二目的交换机,该第二目的交换机为该组播组中未参与组播路径计算的交换机。根据当前中间组播路径中的每一个交换机的位置信息分别与第二目的交换机的位置信息计算第二单播路径。从计算得到的第二单播路径中选择路径最短的第二单播路径与中间组播路径生成新的中间组播路径。当存在多个路径最短的第二单播路径时,可以选择负载最低的第二单播路径与中间组播路径生成新的中间组播路径。
组播业务报文在目的交换机上的出端口可以从控制器中保存的目的交换机的组播组成员端口列表中获得。该组播组成员端口列表是控制器接收目的交换机发送的组播组成员报文时生成,具体生成过程如下:控制器从组播组成员报文中获取目的交换机的成员端口的成员端口号,该成员端口为接收目的主机发送的组播组加入报文的端口,表明该成员端口下有接收该组播业务报文的目的主机。由于目的交换机的同一端口下可能包括不同组播组的目的主机,因此,控制器根据组播组IP地址与成员端口号的对应关系生成目的交换机的组播组成员端口列表。
对比文件1公开的“SDN网络”中的“控制器”相当于权利要求1的SDN控制器。对比文件1公开的“发送组播业务报文的PC11”相当于权利要求1的“组播源”。对比文件1公开的“控制器负责SDN网络的拓扑信息收集,并生成网络拓扑图”相当于权利要求1的“全局拓扑结构”。对比文件1公开的计算得到组播路径,并生成流表项下发给组播路径中的交换机相当于权利要求1的“确定组播组的转发路径,向所述转发路径上的网络设备下发用于转发所述组播组流量的流表”。
此外,对比文件1公开的“组播业务报文在目的交换机上的出端口可以从控制器中保存的目的交换机的组播组成员端口列表中获得。该组播组成员端口列表是控制器接收目的交换机发送的组播组成员报文时生成,其具体生成过程如下:控制器从组播组成员报文中获取目的交换机的成员端口的成员端口号,该成员端口为接收目的主机发送的组播组加入报文的端口,表明该成员端口下有接收该组播业务报文的目的主机。由于目的交换机的同一端口下可能包括不同组播组的目的主机,因此,控制器根据组播组IP地址与成员端口号的对应关系生成目的交换机的组播组成员端口列表”,也就是说对比文件1的技术方案中将与目的主机相连的目的交换机上报所述组播组的上行组播协议报文的入端口作为所述组播组在所述目的交换机上的下行端口。
权利要求1与对比文件1公开的内容相比,其区别特征在于:(1)权利要求1的组播实现方法应用于边缘网络,边缘网络通过至少一个网关连接组播组位于外部网络的组播源。(2)权利要求1中将网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的上行端口;权利要求1中将网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口,而对比文件1中将与目的主机相连的目的交换机上报所述组播组的上行组播协议报文的入端口作为所述组播组在所述目的交换机上的下行端口;权利要求1中根据所述组播组在网络设备上的上行端口和下行端口、所述边缘网络的全局拓扑结构,生成所述组播组在边缘网络的拓扑结构,按照所述组播组在边缘网络的拓扑结构确定所述组播组在边缘网络内的转发路径;其中,通过以下方式确定所述转发路径:去除所述组播组在边缘网络的拓扑结构中从网关到成员主机的冗余路径,得到所述组播组在边缘网络内的转发路径。基于以上区别特征,权利要求1实际所要解决的技术问题是:当在边缘网络实现组播传输时,如何提供一种不同的组播路径生成方法。
对于区别特征(1):组播源通过组播路由器将数据包跨域组播到边缘网络属于本领域的公知常识。所述公知常识可参见如下教科书:《分布式系统 概念与设计 原书第5版》, George Coulouris等编著,计算机科学丛书,机械工业出版社,2013年3月,第98-99页公开了以下内容:IP数据包既能在局域网上组播也能在互联网上组播,本地的组播使用了局域网(例如以太网)的组播能力,互联网上的组播利用了组播路由器,由它将单个数据包转发到其他成员所在的网络的路由器上,再通过路由器组播到本地成员。本领域技术人员结合所述公知常识,设置所述组播路由器作为边缘网络的网关,属于本领域的常规设计。
对于区别特征(2):对比文件1公开了将与目的主机相连的目的交换机上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口作为所述组播组在所述目的交换机上的下行端口;以及目的主机发送组播组加入报文,请求加入某组播组。组播组的上行组播协议报文和下行组播协议报文均属于本领域的公知常识,参见如下教科书《接入网技术》,李元元等编著,高等学校应用型通信技术系列教材,清华大学出版社,2014年1月,第189-190页:当某接收主机希望接收到某个组播组的数据时,它会向本地链路上的查询路由器发送加入消息,通知查询路由器本机希望申请加入的组播组;查询路由器在设定的周期内发起组成员查询消息;接收主机收到查询消息之后,会向查询路由器发送报告消息来应答查询。本领域技术人员有动机将所述公知常识结合到对比文件1中,可以确定网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口是与下行转发路径上一跳网络设备相连的端口,从而将该端口作为所述组播组在所述网络设备上的上行端口,以及可以确定网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口是与上行转发路径上一跳网络设备相连的端口,从而将该端口作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口。
对比文件1公开了按照单播路径的生成规则,生成源交换机与第一目的交换机之间的第一单播路径;以及根据路径最短和负载最低的原则,结合当前中间组播路径形成新的中间组播路径直至所有目的交换机均已参与组播路径计算。而权利要求1的“去除成员”设计思路属于本领域的公知常识。所述公知常识可参见如下教科书《接入网技术》,李元元等编著,高等学校应用型通信技术系列教材,清华大学出版社,2014年1月,第196页:组播路由建立了一个从数据源端到多个接收端的无环数据传输路径。组播路由协议的任务就是构建分发树结构。组播路由器能采用多种方法来建立数据传输的路径,即分发树。根据网络的实际情况,组播路由协议可以分成两大类——密集模式和稀疏模式。密集模式组播(PIM-DM)适用于小型网络。它假设网络中的每个子网都存在至少一个对组播组感兴趣的接收站点。因此,组播数据包被扩散到网络中的所有点。与此伴随着相关资源(带宽和路由器CPU)的消耗。为了减少这些宝贵网络资源的消耗,密集模式组播路由协议对没有组播数据转发的分支进行剪枝操作,只保留接收站点的分支。稀疏模式组播(PIM-SM)默认所有机器都不需要收组播包,只有明确指定需要的才转发。接收站点为接收到特定组的数据流,必须向该组对应的“汇聚点”发送加入消息,加入消息所经过的路径就变成共享树的分支。发送组播时,组播报文发送到汇聚点,再沿以汇聚点为根的组员为枝叶的“共享树”转发。从《接入网技术》第196页的上述内容可以看出,本申请的“去除成员”方式形成组播路由的思路本质上就是公知公用的密集模式组播路径生成方式。由于接入网的规模通常小于核心网规模,因此本领域技术人员在为接入网选择组播路由生成方式时,有理由采用适合于小规模网络的密集模式组播路径生成方法。本领域技术人员结合所述公知常识可以获知在密集模式组播路由协议对没有组播数据转发的分支进行剪枝操作后形成该组播组在网络中的拓扑结构。而基于本领域公认的尽可能减少网络资源消耗的需求,设置在所述剪枝操作后,对组播转发路径的冗余分支进行进一步的剪枝操作,属于本领域技术人员根据上述公知常识可选择采用的常规设计。
因此,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得出权利要求1所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2-3引用独立权利要求1。为了保证网络的安全性和减少资源的消耗,为网络设定特定的允许进行组播的组播组或设定允许接收组播组流量的主机,只有当组播组或主机合法时,才进行相应组播分发树的构建,属于本领域的常规设计选择。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,该从属权利要求2-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求4引用独立权利要求1。对比文件1公开了以下内容(参见对比文件1的说明书第0048-0051段):在生成组播路径后,控制器向组播路径中的交换机下发对应的流表项;以使组播路径中交换机按照下发的流表项对组播业务报文进行处理。在SDN网络运行过程中,控制器会以预设的查询时间间隔向组播组中目的交换机的成员端口发送组播查询报文,以确定该成员端口下是否还有接收者(组播组的目的主机)。当在查询时间间隔内未接收到目的主机发送的组播组加入报文时,说明该成员端口下已无该组播组的接收者,因此,将该成员端口从目的交换机的组播组成员端口列表中删除。当目的交换机的组播组成员端口列表中不存在组播组的成员端口号时,说明该目的交换机下没有该组播组的目的主机,继续判断该目的交换机是否为组播路径中的末端交换机,如果该目的交换机为组播路径中的末端交换机,即该目的交换机不需要向其它交换机转发组播业务报文,则将该目的交换机从组播路径中删除;当SDN网络的网络拓扑发生变化时,也需要重新计算组播路径。也即对比文件1公开了当组播组的成员主机和/或网络拓扑发生变化时,重新确定转发路径以及下发新的用于转发所述组播组流量的流表。
而参见对权利要求1的评述意见,本领域技术人员在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识可以得到根据组播组在网络设备上的上行端口和下行端口确定转发路径,由此设置需要根据更新后的组播组在网络设备上的上行端口和下行端口重新确定转发路径,属于本领域的常规设计。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,该从属权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4、权利要求5引用独立权利要求1。参见对权利要求1的评述意见,对比文件1公开了将接入成员主机的网络设备的下行端口作为生效下行端口;按照单播路径的生成规则,生成源交换机与第一目的交换机之间的第一单播路径,以及根据路径最短和负载最低的原则,结合当前中间组播路径形成新的中间组播路径直至所有目的交换机均已参与组播路径计算;以及本领域技术人员能够结合公知常识设置对组播转发路径的冗余分支进行剪枝操作。
参见如下教科书:《接入网技术》,李元元等编著,高等学校应用型通信技术系列教材,清华大学出版社,2014年1月,第196页:密集模式下数据包的转发路径是“有源树”——以“源”为根,组员为枝叶的一棵树。边缘网络用于转发跨域组播数据的的网关相当于边缘网络的组播数据源。在对比文件1公开了根据源交换机以及目的交换机的位置信息,基于路径最短原则确定转发路径的情况下,可以将对组播转发路径的冗余分支进行剪枝操作具体实现为构建以网关为根节点的等价路径树,其中该等价路径树以最短路径优先SPF计算;以及基于该SPF原则,对于组播组除网关以外的每一个网络设备,将等价路径树中距离网关最近的上行端口为生效上行端口,与生效上行端口连接的对端网络设备的下行端口作为生效下行端口,基于具备生效下行端口的网络设备获得该最短的组播转发路径,通过生效下行端口进行组播组流量的转发,属于本领域的惯用手段。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,该从属权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5、权利要求6引用独立权利要求1。面对边缘网络包括至少两个网关时,利用负载分担算法选择其一作为组播组的网关,属于本领域的常规设计。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,该从属权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、权利要求7引用独立权利要求1。参见如下教科书《接入网技术》,李元元等编著,高等学校应用型通信技术系列教材,清华大学出版社,2014年1月,第189-190页:当某接收主机希望接收到某个组播组的数据时,它会向本地链路上的查询路由器发送加入消息,通知查询路由器本机希望申请加入的组播组;查询路由器在设定的周期内发起组成员查询消息;接收主机收到查询消息之后,会向查询路由器发送报告消息来应答查询。权利要求7的附加技术特征属于本领域的公知常识。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,该从属权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7、权利要求8要求保护一种边缘网络的组播实现的装置。对比文件1涉及一种组播业务报文处理方法,并具体公开了以下技术特征(参见对比文件1的说明书第0026-0065段):SDN网络由控制器、交换机(SW1-SW6)以及主机(PC11、PC51、PC52以及PC61)组成,控制器负责网络拓扑的收集和路径计算,并生成流表项下发给路径中的交换机,交换机根据流表项进行业务报文转发。本申请实施例提出一种组播业务报文处理方法。在该方法中,控制器接收源交换机上送的携带组播业务报文的流表项请求报文,根据从组播业务报文中获取的组播组IP地址找到组播组的目的交换机,进而根据源交换机的位置信息和目的交换机的位置信息,计算组播业务报文的组播路径并生成流表项,将流表项下发给组播路径中的交换机,以实现SDN网络中的组播业务报文处理。
其中,根据从组播业务报文中获取的组播组IP地址找到组播组的目的交换机包括:目的主机发送组播组加入报文,请求加入某组播组。与该目的主机相连的目的交换机将该组播组加入报文进行管理协议封装,并将封装后的报文上送控制器。控制器接收目的交换机发送的封装后的报文后,从中获取组播组加入报文,该组播组加入报文中包含组播组的IP地址。控制器根据该组播组的IP地址,找到对应的组播组成员列表,将发送组播组成员报文的目的交换机的标识加入到组播组成员列表中。
其中根据源交换机的位置信息和目的交换机的位置信息,计算组播业务报文的组播路径包括:控制器负责SDN网络的拓扑信息收集,并生成网络拓扑图,因此,控制器可以根据源交换机的位置信息以及目的交换机的位置信息计算组播业务报文的组播路径。计算过程如下:从组播组成员列表中选择第一目的交换机,该第一目的交换机为首个参与组播路径计算的交换机。按照单播路径的生成规则,生成源交换机与第一目的交换机之间的第一单播路径。将上述计算的第一单播路径作为后续计算的中间组播路径。从组播组成员列表中顺序选择第二目的交换机,该第二目的交换机为该组播组中未参与组播路径计算的交换机。根据当前中间组播路径中的每一个交换机的位置信息分别与第二目的交换机的位置信息计算第二单播路径。从计算得到的第二单播路径中选择路径最短的第二单播路径与中间组播路径生成新的中间组播路径。当存在多个路径最短的第二单播路径时,可以选择负载最低的第二单播路径与中间组播路径生成新的中间组播路径。
组播业务报文在目的交换机上的出端口可以从控制器中保存的目的交换机的组播组成员端口列表中获得。该组播组成员端口列表是控制器接收目的交换机发送的组播组成员报文时生成,具体生成过程如下:控制器从组播组成员报文中获取目的交换机的成员端口的成员端口号,该成员端口为接收目的主机发送的组播组加入报文的端口,表明该成员端口下有接收该组播业务报文的目的主机。由于目的交换机的同一端口下可能包括不同组播组的目的主机,因此,控制器根据组播组IP地址与成员端口号的对应关系生成目的交换机的组播组成员端口列表。
对比文件1公开的“SDN网络”中的“控制器”相当于权利要求8的SDN控制器。对比文件1公开的“发送组播业务报文的PC11”相当于权利要求8的“组播源”。对比文件1公开的“控制器负责SDN网络的拓扑信息收集,并生成网络拓扑图”相当于权利要求8的“全局拓扑结构”。对比文件1公开的计算得到组播路径,并生成流表项下发给组播路径中的交换机相当于权利要求8的“确定组播组的转发路径,向所述转发路径上的网络设备下发用于转发所述组播组流量的流表”。
此外,对比文件1公开的“组播业务报文在目的交换机上的出端口可以从控制器中保存的目的交换机的组播组成员端口列表中获得。该组播组成员端口列表是控制器接收目的交换机发送的组播组成员报文时生成,其具体生成过程如下:控制器从组播组成员报文中获取目的交换机的成员端口的成员端口号,该成员端口为接收目的主机发送的组播组加入报文的端口,表明该成员端口下有接收该组播业务报文的目的主机。由于目的交换机的同一端口下可能包括不同组播组的目的主机,因此,控制器根据组播组IP地址与成员端口号的对应关系生成目的交换机的组播组成员端口列表”,也就是说对比文件1的技术方案中将与目的主机相连的目的交换机上报所述组播组的上行组播协议报文的入端口作为所述组播组在所述目的交换机上的下行端口。
权利要求8与对比文件1公开的内容相比,其区别特征在于:(1)权利要求8的组播实现方法应用于边缘网络,边缘网络通过至少一个网关连接组播组位于外部网络的组播源。(2)权利要求8中将网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的上行端口;权利要求8中将网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口,作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口,而对比文件1中将与目的主机相连的目的交换机上报所述组播组的上行组播协议报文的入端口作为所述组播组在所述目的交换机上的下行端口;权利要求8中根据所述组播组在网络设备上的上行端口和下行端口、所述边缘网络的全局拓扑结构,生成所述组播组在边缘网络的拓扑结构,按照所述组播组在边缘网络的拓扑结构确定所述组播组在边缘网络内的转发路径;其中,通过以下方式确定所述转发路径:去除所述组播组在边缘网络的拓扑结构中从网关到成员主机的冗余路径,得到所述组播组在边缘网络内的转发路径。(3)装置包括多个功能单元。基于以上区别特征,权利要求8实际所要解决的技术问题是:当在边缘网络实现组播传输时,如何提供一种不同的组播路径生成方法;如何实现装置的结构设计。
对于区别特征(1):组播源通过组播路由器将数据包跨域组播到边缘网络属于本领域的公知常识。所述公知常识可参见如下教科书:《分布式系统 概念与设计 原书第5版》, George Coulouris等编著,计算机科学丛书,机械工业出版社,2013年3月,第98-99页公开了以下内容:IP数据包既能在局域网上组播也能在互联网上组播,本地的组播使用了局域网(例如以太网)的组播能力,互联网上的组播利用了组播路由器,由它将单个数据包转发到其他成员所在的网络的路由器上,再通过路由器组播到本地成员。本领域技术人员结合所述公知常识,设置所述组播路由器作为边缘网络的网关,属于本领域的常规设计。
对于区别特征(2):对比文件1公开了将与目的主机相连的目的交换机上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口作为所述组播组在所述目的交换机上的下行端口;以及目的主机发送组播组加入报文,请求加入某组播组。组播组的上行组播协议报文和下行组播协议报文均属于本领域的公知常识,参见如下教科书《接入网技术》,李元元等编著,高等学校应用型通信技术系列教材,清华大学出版社,2014年1月,第189-190页:当某接收主机希望接收到某个组播组的数据时,它会向本地链路上的查询路由器发送加入消息,通知查询路由器本机希望申请加入的组播组;查询路由器在设定的周期内发起组成员查询消息;接收主机收到查询消息之后,会向查询路由器发送报告消息来应答查询。本领域技术人员有动机将所述公知常识结合到对比文件1中,可以确定网络设备上报的所述组播组的下行组播协议报文的入端口是与下行转发路径上一跳网络设备相连的端口,从而将该端口作为所述组播组在所述网络设备上的上行端口,以及可以确定网络设备上报的所述组播组的上行组播协议报文的入端口是与上行转发路径上一跳网络设备相连的端口,从而将该端口作为所述组播组在所述网络设备上的下行端口。
对比文件1公开了按照单播路径的生成规则,生成源交换机与第一目的交换机之间的第一单播路径;以及根据路径最短和负载最低的原则,结合当前中间组播路径形成新的中间组播路径直至所有目的交换机均已参与组播路径计算。而权利要求8的“去除成员”设计思路属于本领域的公知常识。所述公知常识可参见如下教科书《接入网技术》,李元元等编著,高等学校应用型通信技术系列教材,清华大学出版社,2014年1月,第196页:组播路由建立了一个从数据源端到多个接收端的无环数据传输路径。组播路由协议的任务就是构建分发树结构。组播路由器能采用多种方法来建立数据传输的路径,即分发树。根据网络的实际情况,组播路由协议可以分成两大类——密集模式和稀疏模式。密集模式组播(PIM-DM)适用于小型网络。它假设网络中的每个子网都存在至少一个对组播组感兴趣的接收站点。因此,组播数据包被扩散到网络中的所有点。与此伴随着相关资源(带宽和路由器CPU)的消耗。为了减少这些宝贵网络资源的消耗,密集模式组播路由协议对没有组播数据转发的分支进行剪枝操作,只保留接收站点的分支。稀疏模式组播(PIM-SM)默认所有机器都不需要收组播包,只有明确指定需要的才转发。接收站点为接收到特定组的数据流,必须向该组对应的“汇聚点”发送加入消息,加入消息所经过的路径就变成共享树的分支。发送组播时,组播报文发送到汇聚点,再沿以汇聚点为根的组员为枝叶的“共享树”转发。从《接入网技术》第196页的上述内容可以看出,本申请的“去除成员”方式形成组播路由的思路本质上就是公知公用的密集模式组播路径生成方式。由于接入网的规模通常小于核心网规模,因此本领域技术人员在为接入网选择组播路由生成方式时,有理由采用适合于小规模网络的密集模式组播路径生成方法。本领域技术人员结合所述公知常识可以获知在密集模式组播路由协议对没有组播数据转发的分支进行剪枝操作后形成该组播组在网络中的拓扑结构。而基于本领域公认的尽可能减少网络资源消耗的需求,设置在所述剪枝操作后,对组播转发路径的冗余分支进行进一步的剪枝操作,属于本领域技术人员根据上述公知常识可选择采用的常规设计。
对于区别特征(3):已知装置的功能,设置不同的模块来共同实现这些功能是本领域在装置结构设计时的惯用技术手段。
因此,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得出权利要求8所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求8所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
8、权利要求9-13引用独立权利要求8。权利要求9-13是与方法权利要求2-6对应的装置权利要求。已知装置的功能,设置不同的模块来共同实现这些功能是本领域在装置结构设计时的惯用手段。因此,在其引用的权利要求8不具备创造性的情况下,权利要求9-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(三)对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人于2019年04月08日答复复审通知书时所提出的意见,合议组认为:
(1)《接入网技术》中公开了密集模式类型的组播路由协议:密集模式组播(PIM-DM)适用于小型网络。它假设网络中的每个子网都存在至少一个对组播组感兴趣的接收站点。因此,组播数据包被扩散到网络中的所有点。与此伴随着相关资源(带宽和路由器CPU)的消耗。为了减少这些宝贵网络资源的消耗,密集模式组播路由协议对没有组播数据转发的分支进行剪枝操作,只保留接收站点的分支。因此密集模式下的组播路由协议中,使得组播数据包能被扩散到网络中的所有点的组播转发路径表征了网络的全局拓扑结构,对没有组播数据转发的分支进行剪枝操作后得到的组播转发路径表征了组播组在网络中的拓扑结构。由上述内容可见,《接入网技术》一书实际上已经披露了与本申请权利要求1类似的对网络的全局拓扑结构进行裁剪的特征。复审请求人的陈述内容与相关证据材料公开的技术事实不相符合。
(2)首先,复审请求人所引用的本申请说明书第21段的内容中,IGMP所属的组成员关系协议用于建立并且维护路由器直联网段的组播组成员关系信息;密集模式和稀疏模式所属的域内组播路由协议用于根据组播组成员关系运用一定的组播路由算法构造组播分发树进行组播数据包转发。然而所述组成员关系协议仅用于建立并且维护路由器直联网段的组播组成员关系信息,并不能用于生成组播转发路径。本领域技术人员根据上述内容不能得出本申请权利要求1仅基于组成员关系协议构建转发路径实现报文转发的结论,权利要求1的方案同样需要基于路由协议构造组播分发树来实现报文转发,这一点在本申请说明书的第39段记载的以下内容中也得到了印证:“如果裁剪得到的该组播组的拓扑结构存在冗余路径,则要去除该组播组在边缘网络的拓扑结构中从网关到成员主机的冗余路径,即可得到该组播组在边缘网络内的转发路径。去除冗余路径的具体方法可以参考各种路由协议来实现,在多条冗余路径中选择一条路径用于网关和成员主机之间的通信”。
其次,《接入网技术》中公开了密集模式类型的组播路由协议:组播数据包被扩散到网络中的所有点。进而对没有组播数据转发的分支进行剪枝操作,只保留接收站点的分支。也即密集模式类型的组播路由协议通过泛洪操作得到网络的全局拓扑结构,继而通过剪枝操作后得到组播组在网络中的拓扑结构。而本申请权利要求1的技术方案中,网络的全局拓扑结构是已知的。所述获取网络的全局拓扑结构的操作发生在本申请权利要求1的技术方案所执行的各个步骤之前,因此复审请求人所强调的密集模式需要泛洪的过程而本申请权利要求1的技术方案不必泛洪的理由不具有说服力。
再次,《接入网技术》中密集模式下的剪枝操作对应于本申请权利要求1的组播组的拓扑结构的生成步骤,而非本申请权利要求1的技术方案中去除“冗余路径”的步骤。因此合议组并没有将本申请权利要求1的“冗余路径”与上述剪枝操作中剪除没有组播数据转发分支的技术内容进行比对。
综上所述,合议组对复审请求人提出的意见不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月15日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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