CN102158364A - 一种基于时间片调度的设备轮询方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于时间片调度的设备轮询方法和装置，该方法包括：对设备的轮询周期进行时间分片，将其切分为多个时间片；根据所述设备的轮询周期内包括的时间片的个数，对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组，得到多个设备组，所述多个设备组与所述设备的轮询周期内包括的多个时间片一一对应；在所述设备的轮询周期内的各时间片上，分别轮询所述时间片对应的设备组。采用该方法可以有效均衡网络管理系统的负载，提高设备轮询的吞吐量。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种设备轮询的方法和装置。
背景技术
在现代通信网络中，网络规模越来越大，设备数量越来越多，如果没有一个功能强大的网络管理系统，在出现网络故障时，将很难快速定位并解决问题。对于设备简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol，简称SNMP)代理(Agent)的管理对象(包括单板、端口、交叉等)的故障，设备SNMP Agent通过主动上报告警的方式，将故障的详细信息快速发送给网管系统；但对于SNMP Agent设备本身，如果出现诸如断电等故障，它根本不可能向网管系统主动上报告警，这就需要网管系统的设备轮询模块周期性探测设备是否在线。
SNMP是基于用户数据包协议(User Datagram Protocol，简称UDP)的简单网络管理协议，SNMP已经成为网管系统的国际通用实现标准。在RFC1157中介绍的设备轮询和主动上报告警机制，已是一种基于SNMP的实现方式而广为使用。
设备轮询主要是用在网管的正常运营期，用于周期性探测已经网管的设备是否在线，对于不在线的设备，由网管系统自身生成一条设备脱网告警，及时通知网管人员该设备已经掉线。轮询机制是一种周期性探测的机制，是网管系统主动探测设备是否在线的机制，实时性不如主动上报告警机制，但对于SNMP Agent设备本身的断电故障，只能采用这种方式。
Internet控制报文协议(Internet Control Message Protocol，简称ICMP)也是网管系统中设备轮询使用协议中的一种，虽然实际使用较SNMP要少的多，但是也会涉及设备轮询问题。
现在通常处理设备轮询的方式是简单调度和升级硬件。在需要轮询设备数量不多的情况下，使用简单的调度方式，也就是调度时间一到，将该调度时间需要轮询的设备全部轮询一遍；一旦需要轮询的设备数量很多，两次调度时间间隔无法将该调度时间的任务全部轮询完，一般就采用升级计算机硬件配置的方式来解决。
在设备数量不多的情况下，简单调度的方式确实能够实现设备轮询的功能，通过提高计算机硬件配置的方式也确实能够起到单位时间多轮询一些设备的作用。但是，在现在网络规模不断扩大，需要轮询的设备不断增多，而且要求设备断网后，网管系统能够尽快响应的大背景下，仅仅通过简单的调度和升级硬件，已经不能满足设备轮询的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种基于时间片调度的设备轮询方法及装置，可以有效均衡网络管理系统的负载，提高设备轮询的吞吐量。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于时间片调度的设备轮询方法，包括：
对设备的轮询周期进行时间分片，将其切分为多个时间片；
根据所述设备的轮询周期内包括的时间片的个数，对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组，得到多个设备组，所述多个设备组与所述设备的轮询周期内包括的多个时间片一一对应；
在所述设备的轮询周期内的各时间片上，分别轮询所述时间片对应的设备组。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
在对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组时，令得到的各设备组中包含设备的数目相等或者近似相等。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
在任一个所述时间片内轮询对应的设备组时，还将所述对应的设备组中的多个设备分成多个小组，在所述时间片内依次轮询各小组，同一小组内的多个设备并行处理。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
所述对设备的轮询周期进行时间分片包括：
根据一预设的时间分片时长，对设备的轮询周期进行时间分片；
所述预设的时间分片时长能够被所述设备的轮询周期整除。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
所述的设备轮询包括：探测设备的在网状态，如果在网状态由脱网变为在线，则上报设备恢复告警；如果在网状态由在线变为脱网，则上报设备脱网告警。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
所述的设备轮询包括：采集设备的性能数据。
为了解决上述技术问题，本发明还提出一种基于时间片调度的设备轮询装置，包括：
轮询周期切片处理模块，用于对设备的轮询周期进行时间分片，将其切分为多个时间片；
轮询设备分组处理模块，与所述轮询周期切片处理模块相连，用于根据所述设备的轮询周期内包括的时间片的个数，对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组，得到多个设备组，所述多个设备组与所述设备的轮询周期内包括的多个时间片一一对应；
轮询处理模块，分别与所述轮询周期切片处理模块和所述轮询设备分组处理模块相连，用于在所述设备的轮询周期内的各时间片上，分别轮询所述时间片对应的设备组。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述轮询设备分组处理模块，在对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组时，令得到的各设备组中包含设备的数目相等或者近似相等。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述轮询处理模块，在任一个所述时间片内轮询对应的设备组时，还将所述对应的设备组中的多个设备分成多个小组，在所述时间片内依次轮询各小组，同一小组内的多个设备并行处理。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述轮询周期切片处理模块，是根据一预设的时间分片时长，对设备的轮询周期进行时间分片；
所述预设的时间分片时长能够被所述设备的轮询周期整除。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述轮询处理模块轮询设备包括：探测设备的在网状态，如果在网状态由脱网变为在线，则上报设备恢复告警；如果在网状态由在线变为脱网，则上报设备脱网告警。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：
所述轮询处理模块轮询设备包括：采集设备的性能数据。
本发明提供的一种基于时间片调度的设备轮询方法及装置，可以有效均衡网络管理系统的负载，提高设备轮询的吞吐量。
附图说明
图1是本发明实施例一种基于时间片调度的设备轮询方法流程图；
图2是本发明实施例一种基于时间片调度的设备轮询装置方框图；
图3是本发明应用实例一种基于时间片调度的设备轮询方法流程图；
图4是本发明应用实例一种基于时间片调度的设备轮询方法示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。
参见图1，该图示出了本发明实施例一种基于时间片调度的设备轮询方法，包括步骤：
步骤S101：对设备的轮询周期进行时间分片，将其切分为多个时间片；
在对设备的轮询周期进行时间分片时，是根据一预设的时间分片时长，对设备的轮询周期进行时间分片，以将设备的轮询周期切分为多个时间片。所述预设的时间分片时长能够被所述设备的轮询周期整除。所述预设的时间分片时长的具体取值可以根据需要设置，本发明在此不做限制。使用相同的时间分片时长时，不同的设备的轮询周期将被切分为不同个数的时间切片。例如，时间片时长＝5分钟时，5分钟的轮询周期将被切分为1个时间片，15分钟的轮询周期将被切分为3个时间片，30分钟的轮询周期将被切分为6个时间片。
步骤S102：根据所述设备的轮询周期内包括的时间片的个数，对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组，得到多个设备组，所述多个设备组与所述设备的轮询周期内包括的多个时间片一一对应；
步骤S103：在所述设备的轮询周期内的各时间片上，分别轮询所述时间片对应的设备组。
本发明实施例提供了一种基于时间片调度的设备轮询的解决方案，在时间维度上对需要轮询的设备进行划分，对相同轮询周期的设备而言，其轮询周期内的各时间切片之间在微观上是互相独立的，而在宏观上，又作为一个整体完成对所述轮询周期的设备的轮询。从而将轮询任务均衡至轮询周期内的每个时间切片上执行，巧妙地解决了大量任务在某一时刻过于集中爆发而导致系统压力过大的问题。
较佳地，在执行步骤S102时，在对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组时，应尽量保证各组的设备数目相等或者近似相等，从而使得轮询任务能够在一个轮询周期内的各时间分片上均衡分布。对于近似相等的情况，是针对无法将相同轮询周期的设备在各组之间均分的情况，例如，时间片时长＝5分钟时，对总数量为100个的轮询周期为15分钟的设备分组时，将会将其分为3组，由于无法将这100个设备在3个组之间均分，因此可以采用下述分组方式：第一组为33个，第二组为33个，第3组为34个；或者第一组为33个，第二组为34个，第3组为33个；或者第一组为34个，第二组为33个，第3组为33个。
较佳地，在执行步骤S103过程中，在任一个所述时间片内轮询对应的设备组时，还将所述对应的设备组中的多个设备分成多个小组，在所述时间片内依次轮询各小组，同一小组内的多个设备并行处理。通过对同一时间切片的轮询设备进行分组处理，可以进一步优化任务处理流程，尽量避免多个任务集中爆发，降低系统压力。
考虑到时间片的最小颗粒度不能太小，太小增加了分组的数量，增加了系统的负担；也不能太大，太大就失去了分组的意义，因此，可以根据经验值设置时间片时长。在网管系统中，较佳地，可以设置时间片时长＝5分钟。
本发明实施例轮询方案可以有效地应用于网管系统对设备本身故障的探测。即，在轮询设备过程中，对设备的轮询包括：探测设备的在网状态，如果在网状态由脱网变为在线，则上报设备恢复告警；如果在网状态由在线变为脱网，则上报设备脱网告警。
本发明实施例轮询方案还可以有效应用于设备性能数据采集。即，轮询设备过程中，对设备的轮询包括：采集设备的性能数据。
为了实现上述方法，本发明实施例还提供了一种基于时间片调度的设备轮询装置，如图2所示，包括：
轮询周期切片处理模块，用于对设备的轮询周期进行时间分片，将其切分为多个时间片；
轮询设备分组处理模块，与所述轮询周期切片处理模块相连，用于根据所述设备的轮询周期内包括的时间片的个数，对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组，得到多个设备组，所述多个设备组与所述设备的轮询周期内包括的多个时间片一一对应；
轮询处理模块，分别与所述轮询周期切片处理模块和所述轮询设备分组处理模块相连，用于在所述设备的轮询周期内的各时间片上，分别轮询所述时间片对应的设备组。
其中，所述轮询周期切片处理模块，是根据一预设的时间分片时长，对设备的轮询周期进行时间分片。所述预设的时间分片时长能够被所述设备的轮询周期整除。所述预设的时间分片时长的具体取值可以根据需要设置，本发明在此不做限制。使用相同的时间分片时长时，不同的设备的轮询周期将被切分为不同个数的时间切片。
其中，所述轮询处理模块轮询设备可以包括：探测设备的在网状态，如果在网状态由脱网变为在线，则上报设备恢复告警；如果在网状态由在线变为脱网，则上报设备脱网告警。
其中，所述轮询处理模块轮询设备也可以包括：采集设备的性能数据。
较佳地，所述轮询设备分组处理模块，在对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组时，可以令得到的各设备组中包含设备的数目相等或者近似相等，从而使得轮询任务能够在一个轮询周期内的各时间分片上均衡分布。
较佳地，所述轮询处理模块，在任一个所述时间片内轮询对应的设备组时，可以进一步将所述对应的设备组中的多个设备分成多个小组，在所述时间片内依次轮询各小组，同一小组内的多个设备并行处理，从而进一步优化任务处理流程，尽量避免多个任务集中爆发，降低系统压力。
应用实例
为了进一步说明本发明基于时间片调度的设备轮询方案，下面将以对网管系统中的设备进行故障探测为例进行说明，假设，网管系统中包含轮询周期分别为5分钟、15分钟、30分钟的设备，所述轮询周期分别为5分钟、15分钟、30分钟的设备的数量分别为n、m、k，预设的时间片时长＝5分钟。参见图3，该图示出本发明应用实例一种设备轮询方法，包括步骤：
步骤S301：设备轮询调度器根据预设的时间片时长，分别对5分钟的轮询周期、15分钟的轮询周期、30分钟的轮询周期进行时间分片；
5分钟的轮询周期的时间分片个数＝5分钟/5分钟＝1；
15分钟的轮询周期的时间分片个数＝15分钟/5分钟＝3；
30分钟的轮询周期的时间分片个数＝30分钟/5分钟＝6。
步骤S302：设备轮询调度器分别对5分钟的轮询周期、15分钟的轮询周期、30分钟的轮询周期内需要轮询的设备进行分组，同一轮询周期的各设备组与所述轮询周期内包括的各时间片一一对应；
首先，分别计算出各轮询周期的设备的组数：
轮询周期为5分钟的设备的分组数＝5分钟的轮询周期的时间分片个数＝1；
轮询周期为15分钟的设备的分组数＝15分钟的轮询周期的时间分片个数＝3；
轮询周期为30分钟的设备的分组数＝30分钟的轮询周期的时间分片个数＝6。
其次，分别根据各轮询周期的设备的总数和其对应的组数，计算出各轮询周期的设备分组后每组的设备个数：
轮询周期为5分钟的设备分为1组，组内设备个数为n；
轮询周期为15分钟的设备分为3组，各组内设备个数分别为m1、m2、m3，其中m1+m2+m3＝m，且m1、m2、m3中的任何一个都等于或者近似等于m/3；
轮询周期为30分钟的设备分为6组，各组内设备个数分别为k1、k2、k3、k4、k5、k6，其中k1+k2+k3+k4+k5+k6＝k，且k1、k2、k3、k4、k5、k6中的任何一个都等于或者近似等于k/6。
最后，对各轮询周期对应的多个设备组与所述轮询周期内包括的多个时间片一一对应：
5分钟的轮询周期：包括1个时间片，包括1个设备组，一一对应，即组1(包括n个设备)对应时间片1；
15分钟的轮询周期：包括3个时间片，包括3个设备组，一一对应，即组1(包括m1个设备)对应时间片1，组2(包括m2个设备)对应时间片2，组3(包括m3个设备)对应时间片3；
30分钟的轮询周期：包括6个时间片，包括6个设备组，一一对应，即组1(包括k1个设备)对应时间片1，组2(包括k2个设备)对应时间片2，组3(包括k3个设备)对应时间片3，组4(包括k4个设备)对应时间片4，组5(包括k5个设备)对应时间片5，组6(包括k6个设备)对应时间片6。
之后，设备轮询调度器即可在各轮询周期内的各时间片上，分别轮询所述时间片对应的设备组，具体的轮询调度方法如下述步骤所示：
步骤S303：所述设备轮询调度器正常运行，调度器内是以最小颗粒度5分钟为单位运行的调度任务；
步骤S304：所述设备轮询调度器持续判断当前是否到达时间片，如果到达时间片，则执行步骤S305；
步骤S305：所述设备轮询调度器查询本次调度涉及的各个周期的设备，这些设备包括：轮询周期为5分钟的设备、轮询周期为15分钟的设备中属于本次轮询的设备、轮询周期为30分钟的设备中属于本次轮询的设备；
如图4所示，对轮询周期为5分钟的设备，分组个数为1，因此，依次在每个5分钟内轮询周期为5分钟的所有设备；对轮询周期为15分钟的设备，分组个数为3，因此，在每个15分钟内，在第1个5分钟内轮询第1组设备，在第2个5分钟内轮询第2组设备，在第3个5分钟内轮询第3组设备；对轮询周期为30分钟的设备，分组个数为6，因此，在每个30分钟内，在第1个5分钟内轮询第1组设备，在第2个5分钟内轮询第2组设备，在第3个5分钟内轮询第3组设备，......，在第6个5分钟内轮询第6组设备。
步骤S306：所述设备轮询调度器以设备为单位构造探测设备需要的协议；
所述构造探测设备需要的协议是指，配置访问设备时所需的协议参数，如IP端口、读/写共同体、超时时间、重试次数等。轮询协议包括SNMP协议、ICMP协议。
步骤S307：所述设备轮询调度器对本次调度涉及的各个周期的设备进行分组，以10个设备为一组，加入到并发线程池中；
步骤S308：所述设备轮询调度器同时探测所述10个设备的在网状态；
步骤S309：所述设备轮询调度器判断各个线程中设备的在网状态是否发生变化，如果发生变化，执行步骤S310，如果没有发生变化，执行步骤S311；
步骤S310：如果设备在网状态由脱网变为在线，网管系统上报设备恢复告警，如果设备在网状态由在线变为脱网，网管系统上报设备脱网告警，结束；
步骤S311：所述设备轮询调度器判断是否执行完本次轮询调度的全部设备，如果本次调度没有执行完，则执行步骤S312；否则，结束；
步骤S312：将下一组设备加入到并发线程池中，返回步骤S305。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种基于时间片调度的设备轮询方法，其特征在于：
对设备的轮询周期进行时间分片，将其切分为多个时间片；
根据所述设备的轮询周期内包括的时间片的个数，对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组，得到多个设备组，所述多个设备组与所述设备的轮询周期内包括的多个时间片一一对应；
在所述设备的轮询周期内的各时间片上，分别轮询所述时间片对应的设备组。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组时，令得到的各设备组中包含设备的数目相等或者近似相等。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在任一个所述时间片内轮询对应的设备组时，还将所述对应的设备组中的多个设备分成多个小组，在所述时间片内依次轮询各小组，同一小组内的多个设备并行处理。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对设备的轮询周期进行时间分片包括：
根据一预设的时间分片时长，对设备的轮询周期进行时间分片；
所述预设的时间分片时长能够被所述设备的轮询周期整除。
5.如权利要求1-4中任何一项所述的方法，其特征在于：
所述的设备轮询包括：探测设备的在网状态，如果在网状态由脱网变为在线，则上报设备恢复告警；如果在网状态由在线变为脱网，则上报设备脱网告警。
6.如权利要求1-4中任何一项所述的方法，其特征在于：
所述的设备轮询包括：采集设备的性能数据。
7.一种基于时间片调度的设备轮询装置，其特征在于，包括：
轮询周期切片处理模块，用于对设备的轮询周期进行时间分片，将其切分为多个时间片；
轮询设备分组处理模块，与所述轮询周期切片处理模块相连，用于根据所述设备的轮询周期内包括的时间片的个数，对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组，得到多个设备组，所述多个设备组与所述设备的轮询周期内包括的多个时间片一一对应；
轮询处理模块，分别与所述轮询周期切片处理模块和所述轮询设备分组处理模块相连，用于在所述设备的轮询周期内的各时间片上，分别轮询所述时间片对应的设备组。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述轮询设备分组处理模块，在对所述设备的轮询周期内需要轮询的设备进行分组时，令得到的各设备组中包含设备的数目相等或者近似相等。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述轮询处理模块，在任一个所述时间片内轮询对应的设备组时，还将所述对应的设备组中的多个设备分成多个小组，在所述时间片内依次轮询各小组，同一小组内的多个设备并行处理。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述轮询周期切片处理模块，是根据一预设的时间分片时长，对设备的轮询周期进行时间分片；
所述预设的时间分片时长能够被所述设备的轮询周期整除。
11.如权利要求7-10中任何一项所述的装置，其特征在于：
所述轮询处理模块轮询设备包括：探测设备的在网状态，如果在网状态由脱网变为在线，则上报设备恢复告警；如果在网状态由在线变为脱网，则上报设备脱网告警。
12.如权利要求7-10中任何一项所述的装置，其特征在于：
所述轮询处理模块轮询设备包括：采集设备的性能数据。
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