JP6195316B2 - Information processing apparatus, information processing method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an information processing apparatus, an information processing method, and a program.
例えば、特許文献1には、調整システムを利用して共有リソースの障害を判断し、リセットと、共有リソースへのアクセスを制御できるマルチコアシステムが開示されている。
For example,
他のモジュールに対する影響を抑えながら、LANカードを再起動させることができる情報処理装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an information processing apparatus capable of restarting a LAN card while suppressing the influence on other modules.
本発明に係る情報処理装置は、LANカードを介してデータの送受信を行う送受信部と、前記送受信部からの制御情報に応じて、前記LANカードにアクセスし、データの送受信を行う下位送受信部と、前記LANカードの異常を検知する検知部と、前記検知部により異常が検知された場合に、LANカードに対して再起動動作を指示する復帰指示部とを有し、前記送受信部は、前記復帰指示部により指示された再起動動作が実行されている間、前記下位送受信部に対して、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を出力する。 An information processing apparatus according to the present invention includes: a transmission / reception unit that transmits / receives data via a LAN card; and a lower-level transmission / reception unit that accesses the LAN card and transmits / receives data according to control information from the transmission / reception unit A detection unit that detects an abnormality of the LAN card; and a return instruction unit that instructs a restart operation to the LAN card when an abnormality is detected by the detection unit. While the restart operation instructed by the return instruction unit is being executed, control information for prohibiting at least transmission processing is output to the lower-level transmission / reception unit.
好適には、前記検知部は、前記送受信部が管理している送信キューの状態に基づいて、前記LANカードの異常を検知する。 Preferably, the detection unit detects an abnormality of the LAN card based on a state of a transmission queue managed by the transmission / reception unit.
好適には、前記復帰指示部は、単一の制御プレーンコアであり、前記送受信部は、複数のデータプレーンコアを含み、全ての前記データプレーンコアが、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を前記下位送信部に出力する。 Preferably, the return instruction unit is a single control plane core, the transmission / reception unit includes a plurality of data plane cores, and all the data plane cores at least transmit control information for prohibiting transmission processing. Output to the lower transmission unit.
好適には、前記検知部は、いずれかの前記データプレーンコアで既定期間、送信キューが変化しなかった場合に、LANカードの異常であると判断する。 Preferably, the detection unit determines that the LAN card is abnormal when the transmission queue does not change for a predetermined period in any of the data plane cores.
好適には、前記制御プレーンコアは、LANカードの再起動動作が実施されている間、上位層からの要求を無視し、前記下位送信部に対して、LANカードの終了処理、初期化処理及び開始処理を順に実行させる制御情報を出力して、LANカードの再起動動作を実現させる。 Preferably, the control plane core ignores a request from an upper layer while a restart operation of the LAN card is being performed, and terminates a LAN card termination process, an initialization process, and Control information for sequentially executing the start processing is output, and the restarting operation of the LAN card is realized.
本発明に係る情報処理方法は、LANカードを介してデータの送受信処理を行う送受信ステップと、前記送受信ステップからの制御情報に応じて、前記LANカードにアクセスし、データの送受信を行う下位送受信ステップと、前記LANカードの異常を検知する検知ステップと、前記LANカードの異常が検知された場合に、前記LANカードに対して再起動動作を指示する復帰指示ステップと、前記LANカードの前記再起動動作が実行されている間、データの送受信処理を行う下位送受信ステップに対して、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を出力する出力ステップとを有する。 An information processing method according to the present invention includes a transmission / reception step for transmitting / receiving data via a LAN card, and a lower transmission / reception step for transmitting / receiving data in accordance with control information from the transmission / reception step. A detection step of detecting an abnormality of the LAN card, a return instruction step of instructing a restart operation to the LAN card when an abnormality of the LAN card is detected, and the restart of the LAN card While the operation is being executed, an output step for outputting at least control information for prohibiting the transmission process is provided for the lower transmission / reception step for performing the data transmission / reception process.
本発明に係るプログラムは、LANカードを介してデータの送受信処理を行う送受信機能と、前記送受信機能からの制御情報に応じて、前記LANカードにアクセスし、データの送受信を行う下位送受信機能と、前記LANカードの異常を検知する検知機能と、前記LANカードの異常が検知された場合に、前記LANカードに対して再起動動作を指示する復帰指示機能と、前記LANカードの前記再起動動作が実行されている間、データの送受信処理を行う下位送受信機能に対して、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を出力する出力機能とをコンピュータに実現させる。 A program according to the present invention includes a transmission / reception function for performing data transmission / reception processing via a LAN card, a lower-level transmission / reception function for accessing the LAN card and transmitting / receiving data according to control information from the transmission / reception function, A detection function for detecting an abnormality of the LAN card, a return instruction function for instructing a restart operation to the LAN card when an abnormality of the LAN card is detected, and the restart operation of the LAN card. While the program is being executed, the computer realizes at least an output function for outputting control information for prohibiting the transmission process for the lower-level transmission / reception function for performing the data transmission / reception process.
他のモジュールに対する影響を抑えながら、LANカードを再起動させることができる。 The LAN card can be restarted while suppressing the influence on other modules.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1は、ネットワーク装置10を含むネットワーク通信システム1のハードウェア構成を例示する図である。
図1に例示するように、ネットワーク通信システム1は、複数のネットワーク装置10と、これを接続するネットワークスイッチ20とを含む。
ネットワーク装置10は、ネットワークに接続して使用されるネットワーク機器である。ネットワーク装置10は、本発明に係る情報処理装置の一例である。本例のネットワーク装置は、LANケーブル及びネットワークスイッチ20を介してLANに接続しており、帯域制御機能及びファイアウォール機能などを有すると共に、他のネットワーク装置10と二重化して冗長構成によって耐障害性を高めている。具体的には、稼働中のネットワーク装置10A(Active)と、待機中のネットワーク装置10B(Standby)との間で生存監視パケットが送受信され、既定時間生存監視パケットが送受信されない場合に、待機中のネットワーク装置10Bが稼働状態となり、役割を引き継ぐ。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of a
As illustrated in FIG. 1, the
The
例えば、本例のネットワーク通信システム1では、2台のネットワーク装置10の間で、1秒間隔で生存監視パケットが送信され、生存監視パケットの送信が3秒以上滞ると、二重化監視でエラー検出となり、Active/Standbyのネットワーク装置10の切り替えが発生するように設定されている。この場合、LANカードの異常などで送信タイムアウトが検出され、リセットリカバリして復旧させるまでに3秒以上の時間がかかってしまうと、ネットワーク装置10間で生存監視パケットの送信ができず、リカバリできる事象であるにも関わらずActive/Standbyの系切り替えが発生してしまう。したがって、本例では、送信タイムアウト検出からリセットリカバリまでを3秒以内に完了させることが望ましい。
For example, in the
図2は、ネットワーク装置10のハードウェア構成を例示する図である。
図2に例示するように、ネットワーク装置10は、CPU100、メモリ102、複数のスロット104、サウスブリッジ106、ハードディスクドライブ108、コンパクトフラッシュ変換アダプタ110、及び、DVDドライブ112を有する。
CPU100は、中央処理装置である。本例のCPU100は、複数のコアからなるマルチコアプロセッサである。
メモリ102は、例えば、半導体メモリであり、CPU100に接続され、主記憶装置として機能する。
スロット104は、拡張スロットであり、例えば、LANカード120などが挿入される。本例のスロット104には、LANカード120が挿入されており、本例のLANカード120には、PCIスイッチを介して複数のインタフェース(#0〜#3)が設けられている。ここで、LANカードとは、広義のネットワークカードを意味し、イーサネット(登録商標)に対する狭義のLANカードだけではなく、ファイバーチャネルカードなどのネットワークカードやネットワークアダプタなどを含む概念である。
サウスブリッジ106は、例えば、SATAバスなどを接続するICチップである。本例では、サウスブリッジ106には、ハードディスクドライブ108、コンパクトフラッシュ変換アダプタ110、及び、DVDドライブ112が接続されている。
本例のネットワーク装置10は、上記ハードウェア構成にデータプレーン開発キット(Data Plane Development Kit)を採用して、パケット処理の高速化を実現している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
As illustrated in FIG. 2, the
The
The
The slot 104 is an expansion slot, and for example, a
The
The
ここで、オープンソースソフトウェアであるデータプレーン開発キットでは、送信処理が複数コア(複数のデータプレーンコア)に跨って実行される場合の送信タイムアウト検出処理及びリセット処理が用意されていない。すなわち、データプレーン開発キットで採用されているLANドライバ(PMD:Polling Mode Driver)では、制御プレーンコアとデータプレーンコアという二つの機能に分離されている。制御プレーンコアでは、主にLANカードに対する制御を行い、データプレーンコアでは、パケット送受信処理を行うという特殊なCPUコアの使い方となっている。さらに、パケットを高速に処理するためにデータプレーンコアが複数存在し、一つのLANカード上のインタフェースに対して、コア毎に送受信キューを用意している。この、各コアに割り当てられた送受信キューを常時ポーリングすることで、高速なパケット処理を実現している。このパケット処理機構に則って、タイムアウト検出処理とリセット処理を実装する必要がある。
パケット送信キューはデータプレーンコアが管理しているため、送信キューの状態が変化しないことを検出して、その状況が所定時間続いてタイムアウトしたことを判定する処理は、データプレーンコア上に実装する必要がある。一方、LANカードのインタフェースに対してリセットを指示してリカバリを行う処理は、制御プレーンコア上に実装する必要がある。このため、これらの機能をデータプレーン開発キットで実現するには、複数コア間の連携が必要になる。つまり、異常検知処理及び再起動処理の影響範囲が広くなり、排他制御などが複雑になる可能性があった。
Here, in the data plane development kit that is open source software, a transmission timeout detection process and a reset process when the transmission process is executed across a plurality of cores (a plurality of data plane cores) are not prepared. In other words, the LAN driver (PMD: Polling Mode Driver) employed in the data plane development kit is separated into two functions: a control plane core and a data plane core. The control plane core mainly controls the LAN card, and the data plane core uses a special CPU core that performs packet transmission / reception processing. Furthermore, in order to process packets at high speed, there are a plurality of data plane cores, and for each interface on one LAN card, a transmission / reception queue is prepared for each core. By constantly polling the transmission / reception queue assigned to each core, high-speed packet processing is realized. In accordance with this packet processing mechanism, it is necessary to implement timeout detection processing and reset processing.
Since the packet transmission queue is managed by the data plane core, the processing to detect that the status of the transmission queue does not change and determine that the situation has timed out for a predetermined time is implemented on the data plane core. There is a need. On the other hand, it is necessary to mount a process for performing recovery by instructing reset to the interface of the LAN card on the control plane core. For this reason, in order to realize these functions with the data plane development kit, cooperation between multiple cores is required. That is, the range of influence of the abnormality detection process and the restart process is widened, and there is a possibility that exclusive control and the like become complicated.
図3は、ネットワーク装置10の機能ブロックを例示する図である。
図3に例示するように、ネットワーク装置10は、LANドライバの機能ブロックとして、制御プレーンコア処理部300と、データプレーンコア処理部400とを有する。ここで、制御プレーンコアと制御プレーンコア処理部は実質的に同じものであるが、ハードウェアに着目した場合には「制御プレーンコア」と呼び、機能又はソフトウェアに着目した場合には「制御プレーンコア処理部」と呼ぶ。データプレーンコアとデータプレーンコア処理部の関係も同様である。
制御プレーンコア処理部300は、LANカード120などの制御処理を行う。本例の制御プレーンコア処理部300は、上位エンジン処理部320、LANドライバ共通部340、及びLANドライバ360を有する。上位エンジン処理部320は、上位層からの指示に応じて、制御に必要なデータを、LANドライバ共通部340及びLANドライバ360を介して、LANカード120に出力する。制御プレーンコア処理部300は、本発明に係る復帰指示部の一例である。本例の制御プレーンコア処理部300は、LANカード120の異常が検知された場合に、LANカード120の終了処理、初期化処理及び開始処理を順に実行させる制御情報を出力して、LANカード120の再起動動作を実現させる。
FIG. 3 is a diagram illustrating functional blocks of the
As illustrated in FIG. 3, the
The control plane core processing unit 300 performs control processing for the
データプレーンコア処理部400は、パケット処理を行う。本例のデータプレーンコア処理部400は、上位エンジン処理部420、LANドライバ共通部440、及びLANドライバ460を有する。上位エンジン処理部420は、ファイアウォールなどの処理を実行する。
LANドライバ共通部440は、上位エンジン処理部420からの指示に応じて、送受信するパケットに対してLANカード共通の処理を施す。LANドライバ共通部440は、本発明に係る送受信部の一例であり、LANカードの再起動動作が実行されている間、LANドライバ460に対して、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を出力する。より具体的には、LANドライバ共通部440は、送受信処理を空振りさせる空振り関数をコールする。
The data plane core processing unit 400 performs packet processing. The data plane core processing unit 400 of this example includes an upper engine processing unit 420, a LAN driver common unit 440, and a LAN driver 460. The upper engine processing unit 420 executes processing such as a firewall.
The LAN driver common unit 440 performs a process common to the LAN card on packets to be transmitted and received in response to an instruction from the upper engine processing unit 420. The LAN driver common unit 440 is an example of a transmission / reception unit according to the present invention, and outputs at least control information for prohibiting transmission processing to the LAN driver 460 while the restarting operation of the LAN card is being performed. More specifically, the LAN driver common unit 440 calls an idle function that makes the transmission / reception process idle.
LANドライバ460は、LANカード120に直接アクセスして、LANドライバ共通部440から指示されたパケットの送受信を行う。すなわち、受信パケットは、LANドライバ460でLANカード120から受け取り、LANドライバ共通部440を通過して、上位エンジン処理部420でファイアウォール機能などの固有機能を適用する。送信パケットは、上位エンジン処理部420からLANドライバ共通部440を通過して、LANドライバ460からLANカード120に受け渡される。LANドライバ460は、本発明に係る下位送受信部の一例である。
The LAN driver 460 directly accesses the
図4は、図3のLANドライバ360(制御プレーンコア処理部)及びLANドライバ460(データプレーンコア処理部)のより詳細な機能構成を例示する図である。
図4に例示するように、制御プレーンコア処理部300に設けられたLANドライバ360は、アクセス制御部362、ダミーアクセス制御部364、監視スレッド部366、及びリセット処理部368を有する。
アクセス制御部362は、上位からの制御依頼に応じて、パケット処理に関与する各構成を制御する。本例のアクセス制御部362は、データプレーン開発キットにおいて用意されている制御機能を実現する。
ダミーアクセス制御部364は、リセット処理部368によりLANカード120の再起動動作が実行されている間に、上位からの制御依頼を受けても、制御プレーンコア処理部300がこの依頼に対応する処理を何もしない状態にする。
FIG. 4 is a diagram illustrating a more detailed functional configuration of the LAN driver 360 (control plane core processing unit) and the LAN driver 460 (data plane core processing unit) in FIG.
As illustrated in FIG. 4, the LAN driver 360 provided in the control plane core processing unit 300 includes an access control unit 362, a dummy access control unit 364, a monitoring thread unit 366, and a reset processing unit 368.
The access control unit 362 controls each component involved in packet processing in response to a control request from the host. The access control unit 362 in this example implements a control function prepared in the data plane development kit.
Even if the dummy access control unit 364 receives a control request from the host while the reset processing unit 368 performs the restart operation of the
監視スレッド部366は、複数のデータプレーンコア処理部400を定期的にチェックして、送信タイムアウト検出フラグがセットされているか否かを監視する。監視スレッド部366は、いずれかのデータプレーンコア処理部400に送信タイムアウト検出フラグがセットされている場合に、LANカード120の異常が発生したものと判定する。監視スレッド部366は、本発明に係る検知部の一例である。
The monitoring thread unit 366 periodically checks the plurality of data plane core processing units 400 to monitor whether the transmission timeout detection flag is set. The monitoring thread unit 366 determines that an abnormality of the
リセット処理部368は、監視スレッド部366によりLANカード120の異常が検知された場合に、LANカード120に対して、再起動動作を実施するよう指示する。本例のリセット処理部368は、LANカード120の終了処理、初期化処理及び開始処理を順に実行させる制御情報を出力して、LANカード120の再起動動作を実現させる。
When the monitoring thread unit 366 detects an abnormality of the
データプレーンコア処理部400に設けられたLANドライバ460は、送信処理部462、ダミー送信処理部466、受信処理部468、及びダミー受信処理部470を有する。送信処理部462は、タイムアウトチェック部464を含む。
送信処理部462は、データプレーン開発キットに即したパケット送信処理を実行する。本例の送信処理部462は、各データプレーンコア処理部400に割り当てられた送信キューを常時ポーリングして、パケットの送信処理を繰り返し実行する。
タイムアウトチェック部464は、送信キューの状態を監視し、既定時間送信キューの状態が変化しない場合に、送信タイムアウト検出フラグをセットする。
The LAN driver 460 provided in the data plane core processing unit 400 includes a transmission processing unit 462, a dummy transmission processing unit 466, a reception processing unit 468, and a dummy reception processing unit 470. The transmission processing unit 462 includes a timeout check unit 464.
The transmission processing unit 462 executes packet transmission processing in accordance with the data plane development kit. The transmission processing unit 462 of this example constantly polls the transmission queue assigned to each data plane core processing unit 400 and repeatedly executes packet transmission processing.
The timeout check unit 464 monitors the state of the transmission queue, and sets the transmission timeout detection flag when the state of the transmission queue for the predetermined time does not change.
ダミー送信処理部466は、LANドライバ共通部440によりコールされた送信空振り関数に応じて、パケット送信処理の空振りを行う。すなわち、ダミー送信処理部466は、LANドライバ共通部440によりコールされた送信空振り関数に従って、LANカード120に対するアクセスを行わずに、パケット送信できなかった旨を上位層に返す。これにより、上位層では、送信不可を検知し、リトライ処理やパケットドロップ扱いとすることができる。換言すると、リンクアップ状態を継続させながらハードウェアにアクセスしない状態となり、疑似的に送信しているようにエミュレートしている。
The dummy transmission processing unit 466 performs packet transmission processing idle according to the transmission idle function called by the LAN driver common unit 440. That is, the dummy transmission processing unit 466 returns to the upper layer that the packet could not be transmitted without accessing the
受信処理部468は、データプレーン開発キットに即したパケット受信処理を実行する。本例の受信処理部468は、送信処理部462に続いて、パケットの受信処理を繰り返し実行する。
ダミー受信処理部470は、LANドライバ共通部440によりコールされた受信空振り関数に応じて、パケット受信処理の空振りを行う。すなわち、ダミー受信処理部470は、LANドライバ共通部440によりコールされた受信空振り関数に従って、LANカード120に対するアクセスを行わずに、パケット受信できなかった旨を上位層に返す。これにより、上位層では、受信パケット無しということで処理を継続できる。
The reception processing unit 468 executes packet reception processing in accordance with the data plane development kit. Following the transmission processing unit 462, the reception processing unit 468 of this example repeatedly executes packet reception processing.
The dummy reception processing unit 470 performs packet reception processing idle according to the reception idle function called by the LAN driver common unit 440. That is, the dummy reception processing unit 470 returns to the upper layer that the packet could not be received without accessing the
図5(A)は、制御プレーンコア及びデータプレーンコアと、LANカードのインタフェースとの間の関係を中心としたシステム構成を例示する図である。
図5(B)は、単一のインタフェースに着目してみた場合のシステム構成を例示する図である。
図5に例示するように、CPU100の複数のコア(#0〜#N)のうち、一つが制御プレーンコアとして割り当て、残りのN個のコアがデータプレーンコアとして割り当てられている。それぞれのデータプレーンコアが、ループ処理によってパケット送受信処理を実行している。
つまり、それぞれのデータプレーンコアでは、LANカード120のインタフェース毎に送受信キューを用意しており、送受信処理を無限ループで実行することで、高速なパケット処理を実現している。この高速パケット処理では、送信処理と受信処理を延々ループして実行しており、当然、タイミングによってはパケットが存在しない場合が存在するが、このような場合も「通常状態」として存在しうる。したがって、パケット送受信処理の空振りも多くの構成は「通常状態」として処理を継続することができる。
これにより、LANカード120の再起動処理中も、その影響範囲を必要最小限に限定することができる。
FIG. 5A is a diagram illustrating a system configuration centering on the relationship between the control plane core and data plane core and the interface of the LAN card.
FIG. 5B is a diagram illustrating a system configuration when attention is paid to a single interface.
As illustrated in FIG. 5, one of the plurality of cores (# 0 to #N) of the
That is, in each data plane core, a transmission / reception queue is prepared for each interface of the
Thereby, even during the restart process of the
図6は、通常状態のデータプレーンコア処理部400によるパケット送受信処理を模式的に説明する図である。
図7は、LANカード再起動中のデータプレーンコア処理部400の状態を模式的に説明する図である。
図6に示すように、各データプレーンコア処理部400では、各コアにくくりつけられた単一スレッドがパケット送受信関数を無限ループで起動している。上位エンジン処理部420からの指示が、LANドライバ共通部440(図のLANドライバ共通部)を介して、最下層のLANドライバ460に入力され、LANドライバ460がLANカード120に直接アクセスしてパケットの送受信を連続的に行っている。
LANカード120の異常が検知され、再起動動作が開始されると、図7に示すように、LANドライバ共通部440は、LANドライバ460に対して、パケットの送受信を実行させない関数(送受信空振り関数)に置換する。これにより、下位のLANドライバ460では、リセット中のLANカード120に対するアクセスを行わずに、結果をLANドライバ共通部440に返し、これが上位エンジン処理部420に結果として返される。上位エンジン処理部420では、通常時(図6の場合)と同じ処理が継続される。
なお、LANカード120の再起動が完了すると、LANドライバ共通部440は、送受信空振り関数を、図6の通常の関数に戻して、通常状態に戻す。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating packet transmission / reception processing by the data plane core processing unit 400 in a normal state.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the state of the data plane core processing unit 400 during the restart of the LAN card.
As shown in FIG. 6, in each data plane core processing unit 400, a single thread linked to each core starts a packet transmission / reception function in an infinite loop. An instruction from the upper engine processing unit 420 is input to the lowermost LAN driver 460 via the LAN driver common unit 440 (LAN driver common unit in the figure), and the LAN driver 460 directly accesses the
When the abnormality of the
When the restart of the
図8は、データプレーンコア側の異常検知処理(S10)を説明するフローチャートである。
図8に例示するように、データプレーンコア処理部400のタイムアウトチェック部464(図4)は、使用可能ディスクリプタの有無を判定し、使用可能ディスクリプタが存在しない場合(S100:Yes)、S110の処理に移行し、使用可能なディスクリプタが存在する場合(S100:No)、S105の処理に移行する。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the abnormality detection process (S10) on the data plane core side.
As illustrated in FIG. 8, the time-out check unit 464 (FIG. 4) of the data plane core processing unit 400 determines whether there is a usable descriptor. If there is no usable descriptor (S100: Yes), the process of S110 is performed. If there is a usable descriptor (S100: No), the process proceeds to S105.
ステップ105(S105)において、タイムアウトチェック部464は、変数last_tx_endにAll Fを設定し、送信タイムアウト検出フラグdetect_tx_hungにfalseを設定する。 In step 105 (S105), the timeout check unit 464 sets All F to the variable last_tx_end and sets false to the transmission timeout detection flag detect_tx_hung.
ステップ110(S110)において、タイムアウトチェック部464は、変数tx_endが変数last_tx_endと不一致か否かを判定する。変数tx_endが変数last_tx_endと不一致である場合(S110:Yes)、以前検出した送信停止とは異なるインデックスで停止しているため、停止は解消され、また異なる停止が発生したと判断する。変数tx_endが変数last_tx_endと一致している場合(S110:No)、タイムアウトチェック部464は、検出した送信停止が継続していると判断し、送信停止継続時間の判断(S120)に移る。 In step 110 (S110), the timeout check unit 464 determines whether the variable tx_end does not match the variable last_tx_end. If the variable tx_end does not match the variable last_tx_end (S110: Yes), it is determined that the stop has been canceled and a different stop has occurred because the stop has been stopped at an index different from the transmission stop detected previously. If the variable tx_end matches the variable last_tx_end (S110: No), the timeout check unit 464 determines that the detected transmission stop is continuing, and proceeds to determination of the transmission stop duration (S120).
ステップ115(S115)において、タイムアウトチェック部464は、送信キューの最後のエントリインデックスを変数last_tx_endに設定し、送信ディスクリプタ獲得不可を検出した時刻tx_busy_timeに、現在時刻を設定する。
タイムS100の処理に戻る。
In step 115 (S115), the timeout check unit 464 sets the last entry index of the transmission queue to the variable last_tx_end, and sets the current time to the time tx_busy_time when the transmission descriptor acquisition failure is detected.
The processing returns to time S100.
ステップ120(S120)において、タイムアウトチェック部464は、送信キューが変化しない時間が2.9秒を超えている否かを判定し、2.9秒を超えた場合(S120:Yes)、S125の処理に移行し、2.9秒以下である場合(S120:No)、S100の処理に戻る。 In step 120 (S120), the timeout check unit 464 determines whether or not the time during which the transmission queue does not change exceeds 2.9 seconds (S120: Yes). If the process proceeds to 2.9 seconds or less (S120: No), the process returns to S100.
ステップ125(S125)において、タイムアウトチェック部464は、送信タイムアウト検出フラグdetect_tx_hungにtrueを設定して、フラグを立てる。
このように、本例のタイムアウトチェック部464は、送信ディスクリプタ獲得不可を検出後、2.9秒間送信キューが変化しない場合、送信タイムアウト検出とする。これは、二重化切り替えの閾値として、3秒間送信不可という値があるため、制御プレーンコアとデータプレーンコアの処理時間の合計を3秒以内にする必要があることを前提として、送信タイムアウトの検出閾値を極力長くしたためである。
In step 125 (S125), the timeout check unit 464 sets the transmission timeout detection flag detect_tx_hung to true and sets a flag.
As described above, the timeout check unit 464 of this example sets transmission timeout detection when the transmission queue does not change for 2.9 seconds after detecting that the transmission descriptor cannot be acquired. This is because the threshold for duplex switching has a value that transmission for 3 seconds is not possible, and it is assumed that the total processing time of the control plane core and data plane core must be within 3 seconds. This is because is made as long as possible.
図9は、制御プレーンコア側の異常検知処理(S20)を説明するフローチャートである。
図9に例示するように、ステップ200(S200)において、制御プレーンコア処理部300は、送信タイムアウト検出フラグと共に、送信処理の初期化を行う。
ステップ205(S205)において、制御プレーンコア処理部300は、監視スレッド部366(図4)を定期的に起動させる。
ステップ210(S210)において、起動した監視スレッド部366は、全データプレーンコア処理部400の管理領域をチェックする。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the abnormality detection process (S20) on the control plane core side.
As illustrated in FIG. 9, in step 200 (S200), the control plane core processing unit 300 initializes the transmission process together with the transmission timeout detection flag.
In step 205 (S205), the control plane core processing unit 300 periodically activates the monitoring thread unit 366 (FIG. 4).
In step 210 (S210), the activated monitoring thread unit 366 checks the management area of all the data plane core processing units 400.
ステップ215(S215)において、監視スレッド部366は、いずれかのデータプレーンコア処理部400において送信タイムアウト検出フラグdetect_tx_hungがtrueに設定されているか否かを判定し、いずれかのデータプレーンコア処理部400において送信タイムアウト検出フラグdetect_tx_hungがtrueに設定されている場合(S215:Yes)、S220の処理に移行し、いずれの送信タイムアウト検出フラグdetect_tx_hungもfalseに設定されている場合(S215:No)、S230の処理に移行する。 In step 215 (S215), the monitoring thread unit 366 determines whether the transmission timeout detection flag detect_tx_hung is set to true in any of the data plane core processing units 400, and any of the data plane core processing units 400. If the transmission timeout detection flag detect_tx_hung is set to true (S215: Yes), the process proceeds to S220. If any transmission timeout detection flag detect_tx_hung is set to false (S215: No), the process proceeds to S230. Transition to processing.
ステップ220(S220)において、制御プレーンコア処理部300は、PAUSEフレームを受信中であるか否かを判定し、PAUSE受信中である場合(S220:Yes)に、S230の処理に移行し、これ以外の場合(S220:No)に、S225の処理に移行する。
ステップ225(S225)において、監視スレッド部366は、LANカード120の異常を検知したものと判断して、リセット処理部368にリセット処理を指示する。
リセット処理部368は、LANカード120に再起動動作を指示する。制御プレーンコア処理部300は、全てのデータプレーンコア処理部用の資源を初期化し、変数及び送信タイムアウトフラグをfalseに初期化する。
In step 220 (S220), the control plane core processing unit 300 determines whether or not the PAUSE frame is being received. If PAUSE frame is being received (S220: Yes), the control plane core processing unit 300 proceeds to the process of S230. Otherwise (S220: No), the process proceeds to S225.
In step 225 (S225), the monitoring thread unit 366 determines that an abnormality of the
The reset processing unit 368 instructs the
ステップ230(S230)において、監視スレッド部366は、0.1秒間待機して、S210の処理に戻る。
このように、制御プレーンコア処理部300では、全データプレーンコア処理部400の送信タイムアウト検出フラグをチェックするために、監視スレッド部366を起動させる。監視スレッド部366は、起動後、全データプレーンコア処理部400の送信タイムアウト検出フラグを0.1秒間隔で定期的にチェックする。こうすることで、データプレーンコア処理部400で要した2.9秒と合わせて、3秒以内にリセットリカバリを実行することができる。
In step 230 (S230), the monitoring thread unit 366 waits for 0.1 second and returns to the process of S210.
Thus, the control plane core processing unit 300 activates the monitoring thread unit 366 in order to check the transmission timeout detection flag of all the data plane core processing units 400. After startup, the monitoring thread unit 366 periodically checks the transmission timeout detection flag of all the data plane core processing units 400 at 0.1 second intervals. By doing so, the reset recovery can be executed within 3 seconds together with the 2.9 seconds required by the data plane core processing unit 400.
図10は、LANカードの再起動処理(S30)を説明するフローチャートである。
図10に例示するように、ステップ300(S300)において、制御プレーンコア処理部300は、リセットフラグを設定する。
ステップ305(S305)において、制御プレーンコア処理部300は、全てのデータプレーンコア処理部400のLANドライバ共通部440に対して、送受信空振り関数を設定するよう指示し、各データプレーンコア処理部400のLANドライバ共通部440は、送受信空振り関数をLANドライバ460に設定する。これにより、送信処理部462及び受信処理部468が送受信処理を停止し、ダミー送信処理部466及びダミー受信処理部470が送受信空振り処理を開始する。結果、LANカード120に対するデータプレーンコア処理部400のアクセスが無くなる。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the LAN card restart process (S30).
As illustrated in FIG. 10, in step 300 (S300), the control plane core processing unit 300 sets a reset flag.
In step 305 (S305), the control plane core processing unit 300 instructs the LAN driver common unit 440 of all the data plane core processing units 400 to set a transmission / reception idle function, and each data plane core processing unit 400. The LAN driver common unit 440 sets a transmission / reception idle function in the LAN driver 460. Thereby, the transmission processing unit 462 and the reception processing unit 468 stop the transmission / reception process, and the dummy transmission processing unit 466 and the dummy reception processing unit 470 start the transmission / reception idle process. As a result, the data plane core processing unit 400 does not access the
ステップ310(S310)において、制御プレーンコア処理部300のダミーアクセス制御部364は、上位層からの要求に対して未サポート応答するように設定して、別スレッドからの要求に対して、未サポートである旨を応答する。
ステップ315(S315)において、制御プレーンコア処理部300は、20ミリ秒待機して、現在のデータプレーン処理部400における処理を完了させる。
ステップ320(S320)において、制御プレーンコア処理部300は、close処理を実行する。具体的には、リセット処理部368が、LANカード120の終了処理を実行させる。
In step 310 (S310), the dummy access control unit 364 of the control plane core processing unit 300 is set so as to make an unsupported response to a request from an upper layer, and is not supported in response to a request from another thread. It responds that it is.
In step 315 (S315), the control plane core processing unit 300 waits for 20 milliseconds and completes the processing in the current data plane processing unit 400.
In step 320 (S320), the control plane core processing unit 300 executes a close process. Specifically, the reset processing unit 368 causes the
ステップ325(S325)において、制御プレーンコア処理部300は、900ミリ秒待機する。リンクダウンからアップまでの間に、最低でも700ミリ秒を要するため、上記待機期間が設けられている。
ステップ330(S330)において、制御プレーンコア処理部300のリセット処理部368は、LANカード120の初期化処理を開始する。なお、初期化処理中には、データプレーンコア処理部400に送受信関数を設定させない。
ステップ335(S335)において、リセット処理部368は、LANカード120のconfigure処理を実行する。
ステップ340(S340)において、リセット処理部368は、LANカード120に、送受信処理に用いる送受信キューのキューセットアップ処理を実行する。
In step 325 (S325), the control plane core processing unit 300 waits for 900 milliseconds. Since at least 700 milliseconds are required between link down and up, the waiting period is provided.
In step 330 (S330), the reset processing unit 368 of the control plane core processing unit 300 starts the initialization process of the
In step 335 (S335), the reset processing unit 368 executes configure processing for the
In step 340 (S340), the reset processing unit 368 performs queue setup processing for the transmission / reception queue used for the transmission / reception processing on the
ステップ345(S345)において、リセット処理部368は、LANカード120の開始処理を開始する。なお、開始処理中にも、データプレーンコア処理部400に送受信関数を設定させない。
ステップ350(S350)において、リセット処理部368は、LANカード120にプロミスキャスモードを設定する。
In step 345 (S345), the reset processing unit 368 starts the start processing of the
In step 350 (S350), the reset processing unit 368 sets the promiscuous mode in the
ステップ355(S355)において、ダミーアクセス制御部364は、未サポート応答を終了し、アクセス制御部364が、通常の動作モードを再開する。
ステップ360(S360)において、制御プレーンコア処理部300は、全てのデータプレーンコア処理部400のLANドライバ共通部440に対して、送受信関数を元に戻すよう指示する。
各データプレーンコア処理部400のLANドライバ共通部440は、送受信空振り関数を通常の送受信関数に戻す。すなわち、ダミー送信処理部466及びダミー受信処理部470が送受信空振り処理を終了し、送信処理部462及び受信処理部468が送受信処理を再開する。
In step 355 (S355), the dummy access control unit 364 ends the unsupported response, and the access control unit 364 resumes the normal operation mode.
In step 360 (S360), the control plane core processing unit 300 instructs the LAN driver common unit 440 of all the data plane core processing units 400 to restore the transmission / reception function.
The LAN driver common unit 440 of each data plane core processing unit 400 returns the transmission / reception idle function to the normal transmission / reception function. That is, the dummy transmission processing unit 466 and the dummy reception processing unit 470 end the transmission / reception idle processing, and the transmission processing unit 462 and the reception processing unit 468 resume transmission / reception processing.
ステップ365(S365)において、制御プレーンコア処理部300は、リセットフラグを解除して、LANカード120の再起動処理を完了する。
In step 365 (S365), the control plane core processing unit 300 releases the reset flag and completes the restart processing of the
次に、システムの一例を用いて、送受信空振り関数の具体例を説明する。
データプレーンコア処理部400のパケット送受信処理において、LANドライバ460の送受信関数は、グローバル領域のI/Fデバイス構造体に設定された関数ポインタ(rx_pkt_burst、tx_pkt_burst)をLANドライバ共通部440がコールすることで起動される。
struct rte_eth_dev {
eth_rx_burst_t rx_pkt_burst; /**< Pointer to PMD receive function. */
eth_tx_burst_t tx_pkt_burst; /**< Pointer to PMD transmit function. */
struct rte_eth_dev_data *data; /**< Pointer to device data */
const struct eth_driver *driver;/**< Driver for this device */
struct eth_dev_ops *dev_ops; /**< Functions exported by PMD */
struct rte_pci_device *pci_dev; /**< PCI info. supplied by probing */
struct rte_eth_dev_cb_list callbacks; /**< User application callbacks */
};
Next, a specific example of the transmission / reception idle function will be described using an example of the system.
In the packet transmission / reception process of the data plane core processing unit 400, the LAN driver common unit 440 calls the function pointer (rx_pkt_burst, tx_pkt_burst) set in the global area I / F device structure as the transmission / reception function of the LAN driver 460. It is started with.
struct rte_eth_dev {
eth_rx_burst_t rx_pkt_burst; / ** <Pointer to PMD receive function. * /
eth_tx_burst_t tx_pkt_burst; / ** <Pointer to PMD transmit function. * /
struct rte_eth_dev_data * data; / ** <Pointer to device data * /
const struct eth_driver * driver; / ** <Driver for this device * /
struct eth_dev_ops * dev_ops; / ** <Functions exported by PMD * /
struct rte_pci_device * pci_dev; / ** <PCI info. supplied by probing * /
struct rte_eth_dev_cb_list callbacks; / ** <User application callbacks * /
};
送受信関数のインタフェースは、以下の通り形式が決まっており、パケット情報域など必要な情報を引数で渡して、復帰値で受信パケット数、送信パケット数を応答する。
typedef uint16_t (*eth_rx_burst_t)(void *rxq,
struct rte_mbuf **rx_pkts,
uint16_t nb_pkts);
/**< @internal Retrieve input packets from a receive queue of an Ethernet device. */
typedef uint16_t (*eth_tx_burst_t)(void *txq,
struct rte_mbuf **tx_pkts,
uint16_t nb_pkts);
/**< @internal Send output packets on a transmit queue of an Ethernet device. */
The interface of the transmission / reception function is determined as follows, and passes necessary information such as a packet information area as an argument, and returns the number of received packets and the number of transmitted packets as return values.
typedef uint16_t (* eth_rx_burst_t) (void * rxq,
struct rte_mbuf ** rx_pkts,
uint16_t nb_pkts);
/ ** <@internal Retrieve input packets from a receive queue of an Ethernet device.
typedef uint16_t (* eth_tx_burst_t) (void * txq,
struct rte_mbuf ** tx_pkts,
uint16_t nb_pkts);
/ ** <@internal Send output packets on a transmit queue of an Ethernet device. * /
今回、上記の関数インタフェースに合わせて、以下の空振り関数を実装した。受信関数を起動して受信処理を行ったが、LANカード120から受信したパケットが存在しなかった、というように上位層に対して見せている。また、送信関数を起動して送信処理を行ったが、LANカード120に対して送信依頼できたパケットが存在しなかった、というように上位層に対して見せている。
This time, according to the above function interface, the following swing function was implemented. The reception function is activated and reception processing is performed, but it is shown to the upper layer that the packet received from the
(受信処理の空振り関数)
uint16_t
eth_igb_recv_pkts_reinit(__rte_unused void *rx_queue,
__rte_unused struct rte_mbuf **rx_pkts,
__rte_unused uint16_t nb_pkts)
{
/* now resetting */
return 0;
}
(送信処理の空振り関数)
uint16_t
eth_igb_xmit_pkts_reinit(__rte_unused void *tx_queue,
__rte_unused struct rte_mbuf **tx_pkts,
__rte_unused uint16_t nb_pkts)
{
/* now resetting */
return 0;
}
(Receiving processing idle function)
uint16_t
eth_igb_recv_pkts_reinit (__ rte_unused void * rx_queue,
__rte_unused struct rte_mbuf ** rx_pkts,
__rte_unused uint16_t nb_pkts)
{
/ * now resetting * /
return 0;
}
(Empty function for transmission processing)
uint16_t
eth_igb_xmit_pkts_reinit (__ rte_unused void * tx_queue,
__rte_unused struct rte_mbuf ** tx_pkts,
__rte_unused uint16_t nb_pkts)
{
/ * now resetting * /
return 0;
}
上記は、LANカード120の1Gbpsインタフェースの実装例だが、10Gbpsインタフェースの場合も同様に以下の関数を登録する実装を行った。
The above is an implementation example of the 1 Gbps interface of the
uint16_t
ixgbe_recv_pkts_reinit(__rte_unused void *rx_queue,
__rte_unused struct rte_mbuf **rx_pkts,
__rte_unused uint16_t nb_pkts)
{
/* now resetting */
return 0;
}
uint16_t
ixgbe_xmit_pkts_reinit(__rte_unused void *tx_queue,
__rte_unused struct rte_mbuf **tx_pkts,
__rte_unused uint16_t nb_pkts)
{
/* now resetting */
return 0;
}
uint16_t
ixgbe_recv_pkts_reinit (__ rte_unused void * rx_queue,
__rte_unused struct rte_mbuf ** rx_pkts,
__rte_unused uint16_t nb_pkts)
{
/ * now resetting * /
return 0;
}
uint16_t
ixgbe_xmit_pkts_reinit (__ rte_unused void * tx_queue,
__rte_unused struct rte_mbuf ** tx_pkts,
__rte_unused uint16_t nb_pkts)
{
/ * now resetting * /
return 0;
}
同様に、制御プレーンコア処理部300においても、LANドライバ360に対する各種制御関数は、グローバル領域のI/Fデバイス構造体に設定された関数ポインタをLANドライバ共通部340がコールすることで起動される。これらを「NULL」に設定することで、各種制御関数が未サポートである状態を作り出す。例として、インタフェースの設定を変更する場合、dev_configureという関数ポインタに制御関数が登録されている。制御関数起動には、以下のマクロを使用しているが、関数ポインタが「NULL」になることで、-ENOTSUPを応答する処理となる。
FUNC_PTR_OR_ERR_RET(*dev->dev_ops->dev_configure, -ENOTSUP);
Similarly, also in the control plane core processing unit 300, various control functions for the LAN driver 360 are activated when the LAN driver common unit 340 calls a function pointer set in the I / F device structure in the global area. . Setting these to “NULL” creates a state in which various control functions are not supported. For example, when changing the interface setting, a control function is registered in a function pointer called dev_configure. The following macro is used to start the control function. However, when the function pointer becomes “NULL”, -ENOTSUP is returned.
FUNC_PTR_OR_ERR_RET (* dev->dev_ops-> dev_configure, -ENOTSUP);
図10のフローチャートでは、「制御プレーンコア処理部300の別スレッドからの要求には、未サポート応答するように設定」の箇所では、例えば、各種制御関数を「NULL」に設定し、「制御プレーンの別スレッドからの要求には未サポート応答する設定を解除」の箇所では、通常の制御関数に戻す。
ちなみに、本実施形態では、制御プレーンコア処理部300では監視スレッド部366がインタフェースの個数分生成され、それらが性能に影響を及ぼすことが懸念されたが、本例のネットワーク装置10にて上記の設定で性能影響は無視できる範囲(0.7%)であることが確認されている。
In the flowchart of FIG. 10, for example, various control functions are set to “NULL” in the “set to unsupport response to a request from another thread of the control plane core processing unit 300”, and “control plane Return to the normal control function at the point of “cancel unsupported response to request from other thread”.
Incidentally, in this embodiment, the control plane core processing unit 300 generates the number of monitoring thread units 366 for the number of interfaces, and there is a concern that these may affect the performance. It has been confirmed that the performance impact is negligible (0.7%) in the settings.
以上説明したように、本実施形態のネットワーク装置10は、LANカード120に異常が発生した場合に、その異常を検知し、影響範囲を限定しながらLANカード120の再起動動作を実行させることができる。
As described above, when an abnormality occurs in the
1…ネットワーク通信システム
10…ネットワーク装置
100…CPU
102…メモリ
104…スロット
120…LANカード
300…制御プレーンコア処理部
320…上位エンジン処理部
340…LANドライバ共通部
360…LANドライバ
362…アクセス制御部
364…ダミーアクセス制御部
366…監視スレッド部
368…リセット処理部
400…データプレーンコア処理部
420…上位エンジン処理部
440…LANドライバ共通部
460…LANドライバ
462…送信処理部
464…タイムアウトチェック部
466…ダミー送信処理部
468…受信処理部
470…ダミー受信処理部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記送受信部からの制御情報に応じて、前記LANカードにアクセスし、データの送受信を行う下位送受信部と、
前記LANカードの異常を検知する検知部と、
前記検知部により異常が検知された場合に、LANカードに対して再起動動作を指示する復帰指示部と
を有し、
前記送受信部は、前記復帰指示部により指示された再起動動作が実行されている間、前記下位送受信部に対して、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を出力する
情報処理装置。 A transmission / reception unit for transmitting / receiving data via a LAN card;
In accordance with control information from the transmission / reception unit, a lower-level transmission / reception unit that accesses the LAN card and transmits / receives data;
A detection unit for detecting an abnormality of the LAN card;
A recovery instruction unit for instructing a restart operation to the LAN card when an abnormality is detected by the detection unit;
The transmission / reception unit outputs at least control information for prohibiting transmission processing to the lower-level transmission / reception unit while the restart operation instructed by the return instruction unit is being performed.
請求項1に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects an abnormality of the LAN card based on a state of a transmission queue managed by the transmission / reception unit.
前記送受信部は、複数のデータプレーンコアを含み、
全ての前記データプレーンコアが、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を前記下位送信部に出力する
請求項2に記載の情報処理装置。 The return instruction unit is a single control plane core,
The transceiver unit includes a plurality of data plane cores,
The information processing apparatus according to claim 2, wherein all the data plane cores output control information that prohibits at least transmission processing to the lower transmission unit.
請求項3に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 3, wherein the detection unit determines that the LAN card is abnormal when a transmission queue does not change for a predetermined period in any of the data plane cores.
請求項4に記載の情報処理装置。 While the restart operation of the LAN card is being performed, the control plane core ignores the request from the upper layer, and sequentially performs the LAN card termination processing, initialization processing, and start processing to the lower transmission unit. The information processing apparatus according to claim 4, wherein control information to be executed is output to realize a restart operation of the LAN card.
前記送受信ステップからの制御情報に応じて、前記LANカードにアクセスし、データの送受信を行う下位送受信ステップと、
前記LANカードの異常を検知する検知ステップと、
前記LANカードの異常が検知された場合に、前記LANカードに対して再起動動作を指示する復帰指示ステップと、
前記LANカードの前記再起動動作が実行されている間、データの送受信処理を行う下位送受信ステップに対して、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を出力する出力ステップと
を有する情報処理方法。 A transmission / reception step for performing data transmission / reception processing via a LAN card;
In accordance with control information from the transmission / reception step, a lower transmission / reception step of accessing the LAN card and transmitting / receiving data;
A detection step of detecting an abnormality of the LAN card;
A return instruction step for instructing a restart operation to the LAN card when an abnormality of the LAN card is detected;
An information processing method comprising: an output step of outputting at least control information for prohibiting transmission processing to a lower transmission / reception step of performing data transmission / reception processing while the restarting operation of the LAN card is being performed.
前記送受信機能からの制御情報に応じて、前記LANカードにアクセスし、データの送受信を行う下位送受信機能と、
前記LANカードの異常を検知する検知機能と、
前記LANカードの異常が検知された場合に、前記LANカードに対して再起動動作を指示する復帰指示機能と、
前記LANカードの前記再起動動作が実行されている間、データの送受信処理を行う下位送受信機能に対して、少なくとも送信処理を禁止する制御情報を出力する出力機能と
をコンピュータに実現させるプログラム。 A transmission / reception function for performing data transmission / reception processing via a LAN card;
In accordance with control information from the transmission / reception function, a lower transmission / reception function for accessing the LAN card and transmitting / receiving data;
A detection function for detecting an abnormality of the LAN card;
A return instruction function for instructing a restart operation to the LAN card when an abnormality of the LAN card is detected;
A program for causing a computer to realize at least an output function for outputting control information for prohibiting transmission processing to a lower transmission / reception function for performing data transmission / reception processing while the restart operation of the LAN card is being executed.
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