CN101399714B - 双向收发检测报文的传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向收发检测报文的传输方法和装置，应用于包括线卡和主控板的通信系统，其中，上述方法包括：在主控板上设置协议处理卡，其中，协议处理卡用于处理双向收发检测报文；在接收到来自线卡的报文的情况下，主控板的交换芯片将报文发送给协议处理卡。本发明降低了资源的消耗。

Description

双向收发检测报文的传输方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种双向收发检测(Bidirectional Forwarding Detection，简称为BFD)报文的传输方法和装置。

背景技术

BFD是互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，简称为IETF)发布的用于实现快速检测的国际标准协议，BFD协议与介质、协议无关。与其他“HELLO”检测机制相比，BFD提供了一种轻负荷、持续时间短的检测，可以为上层协议提供快速的故障检测机制，实现相邻的两台路由器或交换机之间的双向转发路径的故障快速检测。

在BFD过程中，两个系统在它们之间的所建立的BFD会话(session)的通道上周期性的发送检测报文，如果某个系统在足够长的时间内没有接收到对端的检测报文，则认为在这条到相邻系统的双向通道的某个部分发生了故障。

图1是根据相关技术的BFD报文处理的结构框图，如图1所示，目前BFD的具体实现方法是：配置具有中央处理器(CentralProcessing Unit，简称为CPU)的线卡1，并配置具有网络处理器(Network Processing Unit，简称为NPU)的线卡2，其中，线卡2负责维护整机架的session(例如，最多1000个)表项，通常称之为协议处理线卡，其它线卡端口接收到BFD报文后，通过线卡到主控板，主控板到线卡两次透传才能发送到该协议处理线卡进行处理。其它线卡要收发的BFD报文要先后在接收方向，NPU微码接收到为本地路由的报文后再查找BFD信息表，查找到该BFD对应的表项，则证明接收到某个session的回应，如果在三倍检测周期内没有接收到对端发送来的会话，则上报该session中断(down)。

在发送方向上，NPU定时发送协议构造好的BFD报文，BFD支持30～990ms之间每隔10ms的时间间隔，微码分为不同的微引擎，分别处理不同时间上的BFD报文，微码遍历各时间，直至该时间链上的报文全部发送完毕。

由上述过程可以看出，目前的BFD存在如下问题：

(1)BFD报文的发送与接收路径都要有两级透传，一级是接收线卡到主控板，另一级是主控板到协议处理线卡(协议处理线卡的端口接收或发送的报文除外)，由于BFD报文是快速报文，速度是毫秒级，大量报文的频繁透传会导致设备的板间通信和数据流量增大，如果在设备繁忙的情况下，很容易导致报文不能及时发送或者接收，从而引起网络震荡。

(2)协议处理线卡本身需要占用一个槽位，如果该线卡存在外出端口，则该外出端口的数据流量也会影响BFD报文的收发。

(3)NPU通常还要进行很多重要数据包的处理，例如，策略路由、多协议标记交换(Multiprotocol Label Switching，简称为MPLS)等等，但是，由于NPU的端口的带宽会被大量的BFD报文占用，NPU需要使用定时器来定时收发数据包，需要使用微引擎来解析报文等等，因此NPU处理BFD将会大量占用其资源。

发明内容

针对目前BFD报文大量透传引起的板间数据流量增大从而导致的BFD报文不能及时收发或者网络震荡、专门协议处理线卡占用一个槽位、以及BFD报文处理占用大量NPU资源的问题而提出本发明，为此，本发明旨在提供一种BFD报文的传输方法和装置，以解决至少上述问题之一。

根据本发明的一个方面，提供了一种双向收发检测报文的传输方法。

根据本发明的双向收发检测报文的传输方法，应用于包括线卡和主控板的通信系统，上述方法包括：在主控板上设置协议处理卡，其中，协议处理卡用于处理双向收发检测报文；在接收到来自线卡的报文的情况下，主控板的交换芯片将报文发送给协议处理卡。

优选地，在主控板上设置了协议处理卡之后，上述方法还包括：主控板的中央处理器在协议处理卡上建立信息表，其中，信息表包括用于标识中央处理器建立的双向收发检测会话信息的表项。

优选地，在主控板的交换芯片将来自线卡的报文发送给协议处理卡之后，上述方法还包括：协议处理卡判断报文是否为双向收发检测报文；在判断结果为是的情况下，判断信息表中是否存在与报文匹配的表项；在判断结果为否的情况下，将报文丢弃。

优选地，在协议处理卡判断报文为双向收发检测报文的情况下，上述方法还包括：协议处理卡判断信息表中是否存在与报文匹配的表项；在判断结果为是的情况下，将表项的预置的接收计数器置为预设的初始值并使接收计数器重新开始计时；在判断结果为否的情况下，将报文上报给中央处理器进行处理。

优选地，在主控板的中央处理器在协议处理卡上建立信息表之后，上述方法还包括：协议处理卡每隔预定时间对信息表进行轮询处理；如果轮询结果为信息表的表项中预置的接收计数器为中断预定值，并且没有接收到表项对应的双向收发检测报文，则协议处理卡向中央处理器上报中断。

优选地，在主控板上设置协议处理卡之后，上述方法还包括：协议处理卡每隔预定时间对信息表进行轮询处理；如果轮询结果为信息表的表项中的发送计数器为发送预定值，则协议处理卡根据表项建立双向收发检测报文，并将双向收发检测报文发送到交换芯片；交换芯片接收双向收发检测报文，并将双向收发检测报文发送到线卡。

根据本发明的另一方面，提供了一种双向收发检测报文的传输装置。

根据本发明的双向收发检测报文的传输装置，应用于包括线卡和主控板的通信系统，上述装置包括：第一设置模块，用于在主控板上设置协议处理卡，其中，协议处理卡用于处理双向收发检测报文；第一接收模块，用于接收到来自线卡的报文；第一发送模块，用于将报文发送给协议处理卡。

优选地，上述装置还包括：第一建立模块，用于在协议处理卡上建立信息表，其中，信息表包括用于标识中央处理器建立的双向收发检测会话信息的表项。

优选地，上述装置还包括：第一判断模块，用于判断报文是否为双向收发检测报文；第二判断模块，用于判断信息表中是否存在与报文匹配的表项；丢弃模块，用于将报文丢弃；第二设置模块，用于设置表项的预置的接收计数器；第一上报模块，用于将报文上报给中央处理器进行处理。

优选地，上述装置还包括：轮询模块，用于每隔预定时间对信息表进行轮询处理；第二上报模块，用于向中央处理器上报中断；第二建立模块，用于根据表项建立双向收发检测报文；第二发送模块，用于将双向收发检测报文发送到交换芯片；第二接收模块，用于接收来自第二发送模块的双向收发检测报文；第三发送模块，用于将第二接收模块接收的双向收发检测报文发送到线卡。

通过本发明，采用在主控板上设置一块协议处理卡，由协议处理卡来负责BFD报文的收发的方法，解决了目前BFD报文大量透传引起的板间数据流量增大从而导致的BFD报文不能及时收发或者网络震荡的问题，提高了BFD报文的收发效率，避免因为专门协议处理线卡而多占用一个槽位，并且解决了BFD报文处理占用大量NPU资源的问题，降低了资源的消耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的BFD报文处理的结构框图；

图2是用于实施本发明实施例的BFD报文处理方法的系统结构框图；

图3是根据本发明实施例的BFD报文的传输方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的发送BFD报文的流程图；

图5是根据本发明实施例的接收BFD报文的流程图；

图6是根据本发明实施例的BFD报文的传输装置的结构框图；

图7是根据本发明实施例的BFD报文的传输装置的具体结构框图。

具体实施方式

功能概述

图2是用于实施本发明实施例的BFD报文处理方法的系统结构框图。如图2所示，通过主控板上设置一块协议处理卡，协议处理卡与主控板CPU和交换芯片通信；通过设置在主控板上的协议处理卡来实现BFD报文的处理，可以减少一次报文的透传，而且不需专门的线卡槽位来处理BFD报文，同时也不需NPU来参与报文处理。其中，设置在主控板上的协议处理卡主要器件是一片现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称为FPGA)，由它负责BFD报文的收发，FPGA通过总线与主控板CPU进行通信，CPU负责建立BFD会话，此后，CPU将配置在FPGA里的BFD信息表的表项，BFD报文的收发将由FPGA负责，CPU将不会参与，减轻了CPU的负担。如果会话状态发生改变，则FPGA将上报中断给CPU，CPU将查询这个会话所在的表项再进行处理。FPGA也通过另一条总线与主控板的交换芯片通信，负责BFD报文的收发。

下面将基于上述BFD报文处理系统，参考附图详细说明本发明。

方法实施例

根据本发明的实施例，提供了一种BFD报文的传输方法。图3是根据本发明实施例的BFD报文的传输方法的流程图，如图3所示，该方法应用于包括线卡和主控板的通信系统，该方法包括：

步骤S302，在主控板上设置协议处理卡，其中，协议处理卡用于处理BFD报文(设置后的系统结构如图2所示)；

步骤S304，在接收到来自线卡的报文的情况下，主控板的交换芯片将报文发送给协议处理卡。

通过该处理，采用在主控板上设置一块协议处理卡，由协议处理卡来负责BFD报文的收发的方法，可以使BFD协议处理在主控板上进行，无需再透传到线卡，避免出现数据流量增大影响BFD报文的收发，而且不用占用一个线卡槽位，另外还可以降低NPU的资源消耗。

下面将结合图4和图5分别描述BFD报文的发送和接收处理。

图4是根据本发明实施例的发送BFD报文的流程图，如图4所示，包括如下步骤：

步骤S402，主控板的CPU建立BFD会话；

步骤S404，CPU在协议处理卡上建立信息表，其中，信息表包括用于标识CPU建立的BFD会话信息的表项，即，将BFD信息写入FPGA，并初始化FPGA的BFD信息表的表项，其中，FPGA最大支持1000个表项；

步骤S406，协议处理卡每隔预定时间对信息表进行轮询处理；具体地，FPGA每隔1ms轮询所有的表项一次，每轮询一次，将每个表项的发送计数器(Tx Timer)减1，其中，Tx Timer的值由建立会话的双方预先协商，例如，可以设置Tx Timer＝10，表示每隔10ms发送一次；

步骤S408，判断是否Tx Timer＝0，即，判断轮询结果是否为信息表的表项中的Tx Timer为发送预定值，在判断结果为是的情况下，即，当Tx Timer减到0时，进行至步骤S410，在判断结果为否的情况下，返回至步骤S406；

步骤S410，启动发包流程，将根据该表项构造的BFD报文发送出去，其中，可以设置最小发送周期为1ms；具体地，协议处理卡根据表项建立BFD报文，将BFD报文发送到交换芯片，交换芯片接收BFD报文，并将BFD报文发送到线卡。

图5是根据本发明实施例的接收BFD报文的流程图，如图5所示，包括如下步骤：

步骤S502，主控板的CPU建立BFD会话；

步骤S504，CPU在协议处理卡上建立信息表，其中，信息表包括用于标识CPU建立的BFD会话信息的表项，即，将BFD信息写入FPGA，并初始化FPGA的BFD信息表的表项，其中，FPGA最大支持1000个表项；

步骤S506，判断是否接收到数据包，在判断结果为是的情况下，进行至步骤S508，在判断结果为否的情况下，进行至步骤S518；

步骤S508，协议处理卡判断报文是否为BFD报文，在判断结果为是的情况下，进行至步骤S512，在判断结果为否的情况下，进行至步骤S510；

步骤S510，将报文丢弃；

步骤S512，判断信息表中是否存在与报文匹配的表项；即，通过某种算法(例如：hash算法)进行查表，判断是否命中某表项，在判断结果为是的情况下，进行至步骤S516，在判断结果为否的情况下，进行至步骤S514；

步骤S514，将报文上报给CPU进行处理；

步骤S516，将表项的预置的接收计数器(Rx Timer)置为预设的初始值并使Rx Timer重新开始计时；即，此时表示该会话接收到对端发送的报文，应该将Rx Timer置为初始值；

在步骤S504之后，协议处理卡每隔预定时间对信息表进行轮询处理；具体地，FPGA每隔1ms轮询所有的表项一次，每轮询一次，将每个表项的Rx Timer减1，Rx Timer的值由建立会话的双方预先协商，例如，Rx Timer＝10，表示检测时间是10ms，该实施例支持的最小检测时间是1ms；

步骤S518，判断是否Rx Timer＝0，即，判断轮询结果是否为信息表的表项中的Rx Timer为中断预定值(可以设置为0)，在判断结果为是的情况下，即，当Rx Timer减到0，并且此时没有接收到表项对应的BFD报文时，进行至步骤S520，在判断结果为否的情况下，返回至步骤S506；

步骤S520，表示该会话中断(down)，协议处理卡向CPU上报中断，并将会话标识(session ID)发送给CPU，其中，session ID是FPGA给每个表项(即，每个会话)的编号。

装置实施例

根据本发明的实施例，提供了一种BFD报文的传输装置。图6是根据本发明实施例的BFD报文的传输装置的结构框图，如图6所示，该装置应用于包括线卡和主控板的通信系统，该装置包括：第一设置模块62、第一接收模块64、第一发送模块66，下面对上述结构进行详细描述。

第一设置模块62，用于在主控板上设置协议处理卡，其中，协议处理卡用于处理BFD报文。

第一接收模块64，连接至第一设置模块62，用于接收到来自线卡的报文。

第一发送模块66，连接至第一接收模块64，用于将报文发送给协议处理卡。

通过该实施例，采用在主控板上设置一块协议处理卡，由协议处理卡来负责BFD报文的收发的方法，可以使BFD协议处理在主控板上进行，无需再透传到线卡，避免出现数据流量增大影响BFD报文的收发，而且不用占用一个线卡槽位，另外还可以降低NPU的资源消耗。

图7是根据本发明实施例的BFD报文的传输装置的具体结构框图，如图7所示，上述装置还包括：第一建立模块702、第一判断模块704、第二判断模块706、丢弃模块708、第二设置模块710、第一上报模块712、轮询模块714、第二上报模块716、第二建立模块718、第二发送模块720、第二接收模块722、第三发送模块724，下面对上述结构进行详细描述。

第一建立模块702，连接至第一设置模块62，用于在协议处理卡上建立信息表，其中，信息表包括用于标识CPU建立的BFD会话信息的表项。

第一判断模块704，连接至第一发送模块66，用于判断第一发送模块66发送的报文是否为BFD报文。

第二判断模块706，连接至第一判断模块704，用于在第一判断模块704的判断结果为是的情况下，判断信息表中是否存在与报文匹配的表项；

丢弃模块708，连接至第一判断模块704，用于在第一判断模块704的判断结果为否的情况下，将报文丢弃；

第二设置模块710，连接至第二判断模块706，用于设置表项的预置的Rx Timer，具体地，在第二判断模块706的判断结果为是的情况下，将Rx Timer设置为中断预定值。

第一上报模块712，连接至第二判断模块706，用于第二判断模块706的判断结果为否的情况下，将报文上报给CPU进行处理。

轮询模块714，连接至第一建立模块702，用于每隔预定时间对信息表进行轮询处理。

第二上报模块716，连接至轮询模块714，用于根据轮询模块714的轮询结果向CPU上报中断；

第二建立模块718，连接至轮询模块714，用于根据轮询模块714的轮询结果以及表项建立BFD报文。

第二发送模块720，连接至第二建立模块718，用于将第二建立模块718建立的BFD报文发送到交换芯片。

第二接收模块722，连接至第二发送模块720，用于接收来自第二发送模块720的BFD报文。

第三发送模块724，连接至第二接收模块722，用于将第二接收模块接收722的BFD报文发送到线卡。

通过本发明，采用在主控板上设置一块协议处理卡，由协议处理卡来负责BFD报文的收发的方法，解决了目前BFD报文大量透传引起的板间数据流量增大从而导致的BFD报文不能及时收发或者网络震荡的问题，提高了BFD报文的收发效率，避免因为专门协议处理线卡而多占用一个槽位，并且解决了BFD报文处理占用大量NPU资源的问题，降低了资源的消耗。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向收发检测报文的传输方法，应用于包括线卡和主控板的通信系统，其特征在于，所述方法包括：

在所述主控板上设置协议处理卡，其中，所述协议处理卡用于处理双向收发检测报文；

在接收到来自所述线卡的报文的情况下，所述主控板的交换芯片将所述报文发送给所述协议处理卡，其中，所述主控板的CPU不参与所述报文的收发。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主控板上设置了所述协议处理卡之后，所述方法还包括：

所述主控板的中央处理器在所述协议处理卡上建立信息表，其中，所述信息表包括用于标识所述中央处理器建立的双向收发检测会话信息的表项。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述主控板的交换芯片将来自所述线卡的所述报文发送给所述协议处理卡之后，所述方法还包括：

所述协议处理卡判断所述报文是否为双向收发检测报文；

在判断结果为是的情况下，判断所述信息表中是否存在与所述报文匹配的表项；

在判断结果为否的情况下，将所述报文丢弃。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述协议处理卡判断所述报文为双向收发检测报文的情况下，所述方法还包括：

所述协议处理卡判断所述信息表中是否存在与所述报文匹配的表项；

在判断结果为是的情况下，将所述表项的预置的接收计数器置为预设的初始值并使所述接收计数器重新开始计时；

在判断结果为否的情况下，将所述报文上报给所述中央处理器进行处理。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述主控板的中央处理器在所述协议处理卡上建立信息表之后，所述方法还包括：

所述协议处理卡每隔预定时间对所述信息表进行轮询处理；

如果轮询结果为所述信息表的表项中预置的接收计数器为中断预定值，并且没有接收到所述表项对应的双向收发检测报文，则所述协议处理卡向所述中央处理器上报中断。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述在主控板上设置协议处理卡之后，所述方法还包括：

所述协议处理卡每隔预定时间对所述信息表进行轮询处理；

如果轮询结果为所述信息表的表项中的发送计数器为发送预定值，则所述协议处理卡根据所述表项建立双向收发检测报文，并将所述双向收发检测报文发送到所述交换芯片；

所述交换芯片接收所述双向收发检测报文，并将所述双向收发检测报文发送到所述线卡。

7.一种双向收发检测报文的传输装置，应用于包括线卡和主控板的通信系统，其特征在于，所述装置包括：

第一设置模块，用于在所述主控板上设置协议处理卡，其中，所述协议处理卡用于处理双向收发检测报文；

第一接收模块，用于接收到来自所述线卡的报文；

第一发送模块，用于将所述报文发送给所述协议处理卡；

其中，所述主控板的CPU不参与所述报文的收发。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第一建立模块，用于在所述协议处理卡上建立信息表，其中，所述信息表包括用于标识所述中央处理器建立的双向收发检测会话信息的表项。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第一判断模块，用于判断所述报文是否为双向收发检测报文；

第二判断模块，用于判断所述信息表中是否存在与所述报文匹配的表项；

丢弃模块，用于将所述报文丢弃；

第二设置模块，用于设置所述表项的预置的接收计数器；

第一上报模块，用于将所述报文上报给所述中央处理器进行处理。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

轮询模块，用于每隔预定时间对所述信息表进行轮询处理；

第二上报模块，用于向所述中央处理器上报中断；

第二建立模块，用于根据所述表项建立双向收发检测报文；

第二发送模块，用于将所述双向收发检测报文发送到所述交换芯片；

第二接收模块，用于接收来自所述第二发送模块的所述双向收发检测报文；

第三发送模块，用于将所述第二接收模块接收的所述双向收发检测报文发送到所述线卡。

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