CN102006615A

CN102006615A - 报文处理方法及装置

Info

Publication number: CN102006615A
Application number: CN2010105602165A
Authority: CN
Inventors: 张施贤; 郭军洪
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2011-04-06
Also published as: WO2012068804A1

Abstract

本发明公开了一种报文处理方法及装置，该方法包括：接收到报文；确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值；向中央处理器CPU发送中断信号。本发明可以减轻CPU在收包上耗费的资源，保证基站性能。同时，本发明能够在遇到广播风暴恶意攻击等极端情况下瞬时禁止报文进入、切断攻击途径，从而进一步保证基站性能。

Description

报文处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种报文处理方法及装置。

背景技术

在微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，简称为WiMAx)无线通信系统的室内型微基站pico中，带有千兆以太网口的CPU得到了广泛的应用。

在这种应用场景下，CPU在接收以太网口上报的报文需要耗费巨大的资源，CPU的对网络报文的接收能力往往成为基站性能的瓶颈。

在CPU接收报文的流程中，常规做法都是当网口控制器收到硬件底层发来的报文时，网口控制器向CPU发送一个中断，目的是让CPU马上获知报文已经到达，需要马上对报文进行处理。中断作为操作系统中优先级极高的一个行为，对CPU资源的消耗是很大的，一次中断的到来就需要打断CPU原来的运行状态，当CPU执行完当前的一条指令后需要马上跳进中断处理流程，当中断执行完毕后，需要恢复原来的CPU运行状态。在这一切换一轮回的过程中，CPU资源就被中断这一行为强制消耗了。

这样，当基站收到的报文过多，CPU耗费在收包上的资源也相应增加，从而会影响基带处理模块对CPU的需求，并进而影响基站的性能。

发明内容

针对相关技术中当基站收到过多报文时，CPU将在收包上耗费很大资源的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种报文处理方法及装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种报文处理方法。

根据本发明的报文处理方法包括：接收到报文；确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值；向中央处理器CPU发送中断信号。

进一步地，在确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值之前，上述方法还包括：确定CPU的资源利用率；根据资源利用率，调整报文中断阈值。

进一步地，确定CPU的资源利用率包括：预先创建监控任务，其中监控任务由CPU采用时间片轮转机制周期性执行，并用于记录CPU在固定周期内执行监控任务的执行次数；计算资源利用率等于执行次数与预期执行次数比值，其中预期执行次数为空闲状态下的CPU在固定周期内执行监控任务的执行次数。

进一步地，通过CPU中的辅助定时器确定固定周期。

进一步地，根据资源利用率，调整报文中断阈值包括：确定资源利用率大于预先设定的第一资源利用率阈值，减小报文中断阈值；确定资源利用率小于预先设定的第一资源利用率阈值，增大报文中断阈值。

进一步地，第一资源利用率阈值为90％；按照1、2、4、8、16、32的顺序，增大报文中断阈值；按照32、16、8、4、2、1的顺序，减小报文中断阈值。

进一步地，根据资源利用率，调整报文中断阈值还包括：确定资源利用率小于预先设定的第二资源利用率阈值；停止接收报文。

进一步地，第二资源利用率阈值为10％；在停止接收报文之后，上述方法还包括：关闭报文中断开关；设置标志位，其中标志位用于标志报文中断开关关闭。

进一步地，在设置标志位之后，上述方法还包括：确定资源利用率大于90％；确定报文中断阈值大于1；确定标志位已设置；取消标志位的设置；开启报文中断开关。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种报文处理装置。

根据本发明的报文处理装置包括：接收模块，用于接收报文；确定模块，用于确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值；发送模块，用于向中央处理器CPU发送中断信号。

本发明通过设置报文中断阈值，从而控制多包触发一次中断，解决了相关技术中当基站收到过多报文时，CPU将在收包上耗费很大资源的问题，进而减轻CPU在收包上耗费的资源，保证基站性能。同时，本发明能够在遇到广播风暴恶意攻击等极端情况下瞬时禁止报文进入、切断攻击途径，从而进一步保证基站性能。

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是根据本发明实施例的报文处理方法的流程图；

图2是根据本发明优选实施例的报文处理方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的报文处理装置的结构框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种报文处理方法。图1是根据本发明实施例的报文处理方法的流程图，如图1所示，包括如下的步骤S 102至步骤S106。

步骤S102，接收到报文。

步骤S104，确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值。

步骤S106，向CPU发送中断信号。

相关技术中，当基站收到过多报文时，CPU将在收包上耗费很大资源，从而影响基站的性能。本发明实施例中，通过设置报文中断阈值，从而控制多包触发一次中断，进而减轻CPU在收包上耗费的资源，保证基站性能。

优选地，在确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值之前，上述方法还包括：确定CPU的资源利用率；根据资源利用率，调整报文中断阈值。

本优选实施例，通过CPU的资源利用率，动态地调整基站CPU接收报文的报文中断阈值，从而在不额外增加CPU负担的基础上，提高了基站吞吐量。

优选地，确定CPU的资源利用率包括：预先创建监控任务，其中监控任务由CPU采用时间片轮转机制周期性执行，并用于记录CPU在固定周期内执行监控任务的执行次数；计算资源利用率等于执行次数与预期执行次数比值，其中预期执行次数为空闲状态下的CPU在固定周期内执行监控任务的执行次数。

相关技术中，操作系统一般采用时间片轮转或优先级抢占机制，就是说操作系统中的任务在操作系统正常运行过程中都能得到周期性的执行。

本优选实施例中，监测机制实现通过在操作系统中创建优先级中等级别的一个任务，在该任务中进行计数，当CPU时间片轮转到任务时，任务就计个数。因此，在一个固定的周期内，比如1秒内，所计到的数应该是一样的。即能实现这样的情况：当网口流量不大时，由于CPU资源丰富，肯定能够被充分执行，因此，计数值应该是预期值的100％；当网口流量增加，CPU的资源被过度消耗在接收报文时，计数值就达不到预期值的100％了。

因此，本优选实施例通过记录CPU在固定周期内执行监控任务的执行次数，从而确定CPU的资源利用率，其实现方式简便、可靠。

优选地，通过CPU中的辅助定时器确定固定周期。

由于辅助定时器是由硬件中断触发的，因此，本优选实施例在报文流动量大、CPU资源利用率低的情况下，仍可以保证延时时间阈值的精准度，即，其精准度不受网口报文流量的影响。

本优选实施例，通过辅助定时器而提供了超时机制，使得报文数量未达到报文中断阈值并且始终不能达到报文中断阈值时，进行一定的延时，延时时间一到，也触发中断，从而保证报文始终能正常的进入CPU进行处理。

需要说明的是，辅助定时器的定时周期可以设置为50ms，即50ms监测一次执行次数。

优选地，根据资源利用率，调整报文中断阈值包括：确定资源利用率大于预先设定的第一资源利用率阈值，减小报文中断阈值；确定资源利用率小于预先设定的第一资源利用率阈值，增大报文中断阈值。

优选地，第一资源利用率阈值为90％；按照1、2、4、8、16、32的顺序，增大报文中断阈值；按照32、16、8、4、2、1的顺序，减小报文中断阈值。

本优选实施例中，对于报文中断阈值的设置提供了一个兼顾报文响应速度和效率的方案。在CPU空闲状态下，为提高报文的发送效率，将报文中断阈值设置在1包触发一个中断。当待CPU处理的网络报文逐渐增大时，采用逐级提升报文中断阈值的方法，即报文中断阈值1-＞2-＞4-＞8-＞16-＞32来递增；反之，当待CPU处理的网络报文由大变小时，报文中断阈值32-＞16-＞8-＞4-＞24-＞1来递减。

需要说明的是，当报文中断阈值超过32时，报文的延时会比较大，因此，可以将报文中断阈值的最大可选值设置为32。

优选地，根据资源利用率，调整报文中断阈值还包括：确定资源利用率小于预先设定的第二资源利用率阈值；停止接收报文。

本优选实施例中，当CPU将绝大部分资源都消耗于接收报文时，说明网口受到了大流量的冲击，为保护基站，此时就必须采取极端的手段，将网口中断关闭，停止接收报文，以使基站的CPU利用率保持在一个比较合理的范围之内。

需要说明的是，第二资源利用率阈值最好远小于第一资源利用率阈值，以充分实现通过CPU资源利用率控制报文中断阈值，从而保护基站的目的。

优选地，在确定资源利用率小于预先设定的第二资源利用率阈值之前，上述方法还包括：确定报文中断阈值为报文中断阈值的最大值。

本优选实施例中，如果确定资源利用率小于预先设定的第二资源利用率阈值，并且确定报文中断阈值为报文中断阈值的最大值(可以预先设置为32)，则调节报文中断阈值已经无济于事了，必须采取极端的手段，将网口中断关闭，停止接收报文，以使基站的CPU利用率保持在一个比较合理的范围之内。

本优选实施例充分考虑到了报文流量突增的可能性，从而可以防范在报文流量可容忍的范围内误关闭网口中断。

优选地，第二资源利用率阈值为10％；在停止接收报文之后，上述方法还包括：关闭报文中断开关；设置标志位，其中标志位用于标志报文中断开关关闭。

本优选实施例通过设置标志位，告诉软件此时中断已经被关闭。

优选地，在设置标志位之后，上述方法还包括：确定资源利用率大于90％；确定报文中断阈值大于1；确定标志位已设置；取消标志位的设置；开启报文中断开关。

优选地，在设置标志位之后，上述方法还包括：确定资源利用率大于90％；确定报文中断阈值为报文中断阈值的最小值(可以预先设置为1)；返回继续等待下次定时器定时到来。

本优选实施例中基站比较空闲，不需要做任何调整。

下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。

步骤S202，开始。

步骤S204，判断定时时间是否到达，如果是，则进行步骤S206，否则返回步骤S202。

步骤S206，统计监控任务执行次数。

步骤S208，判断执行次数是否小于额定次数的90％，如果是，则进行步骤S218，否则进行步骤S210。

步骤S210，判断报文中断阈值是否为最大值，如果是，则返回步骤S202，否则进行步骤S212。

步骤S212，判断是否设置关闭中断标志位，如果是，则进行步骤S214，否则进行步骤S216。

步骤S214，取消设置关闭中断标志位，开启报文中断开关，然后返回步骤S202。

步骤S216，将报文中断阈值缩小一倍，然后返回步骤S202。

步骤S218，判断报文中断阈值是否为最大值，如果是，则进行步骤S222，否则进行步骤S220。

步骤S220，将报文中断阈值扩大一倍，然后返回步骤S202。

步骤S222，判断执行次数是否小于额定次数的10％，如果是，则进行步骤S224，否则返回步骤S202。

步骤S224，关闭接收中断，禁止报文进入。

步骤S226，设置关闭中断标志位，然后返回步骤S202。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例提供了一种报文处理装置，该报文处理装置可以用于实现上述报文处理方法。图3是根据本发明实施例的报文处理装置的结构框图，包括接收模块32，确定模块34和发送模块36。下面对其结构进行详细描述。

接收模块32，用于接收报文；确定模块34，连接至接收模块32，用于确定接收模块32接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值；发送模块36，连接至确定模块34，用于在确定模块34确定接收模块32接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值之后，向中央处理器CPU发送中断信号。

需要说明的是，装置实施例中描述的报文处理装置对应于上述的方法实施例，其具体的实现过程在方法实施例中已经进行过详细说明，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了一种报文处理方法及装置。通过设置报文中断阈值，从而控制多包触发一次中断，解决了相关技术中当基站收到过多报文时，CPU将在收包上耗费很大资源的问题，进而减轻CPU在收包上耗费的资源，保证基站性能。同时，本发明能够在遇到广播风暴恶意攻击等极端情况下瞬时禁止报文进入、切断攻击途径，从而进一步保证基站性能。

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

1.一种报文处理方法，其特征在于，包括：

接收到报文；

确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值；

向中央处理器CPU发送中断信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值之前，所述方法还包括：

确定所述CPU的资源利用率；

根据所述资源利用率，调整所述报文中断阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述CPU的所述资源利用率包括：

预先创建监控任务，其中所述监控任务由所述CPU采用时间片轮转机制周期性执行，并用于记录所述CPU在固定周期内执行所述监控任务的执行次数；

计算所述资源利用率等于所述执行次数与预期执行次数比值，其中所述预期执行次数为空闲状态下的所述CPU在所述固定周期内执行所述监控任务的执行次数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过所述CPU中的辅助定时器确定所述固定周期。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述资源利用率，调整所述报文中断阈值包括：

确定所述资源利用率大于预先设定的第一资源利用率阈值，减小所述报文中断阈值；

确定所述资源利用率小于所述预先设定的第一资源利用率阈值，增大所述报文中断阈值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述第一资源利用率阈值为90％；

按照1、2、4、8、16、32的顺序，增大所述报文中断阈值；

按照32、16、8、4、2、1的顺序，减小所述报文中断阈值。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述资源利用率，调整所述报文中断阈值还包括：

确定所述资源利用率小于预先设定的第二资源利用率阈值；

停止接收所述报文。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述第二资源利用率阈值为10％；

在停止接收所述报文之后，所述方法还包括：

关闭报文中断开关；

设置标志位，其中所述标志位用于标志所述报文中断开关关闭。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在设置所述标志位之后，所述方法还包括：

确定所述资源利用率大于90％；

确定所述报文中断阈值大于1；

确定所述标志位已设置；

取消所述标志位的设置；

开启所述报文中断开关。

10.一种报文处理装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收报文；

确定模块，用于确定接收到的报文的数量大于等于预先设定的报文中断阈值；

发送模块，用于向中央处理器CPU发送中断信号。