CN102780593A - 基于bfd协议检测链路的方法、装置和网络处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BFD协议检测链路的方法，该方法包括：当双向转发检测BFD会话建立后，网络处理器在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；在预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；当检测到BFD链路的状态出现异常时，停止BFD检测报文的发送；采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。本发明还公开了相应的系统和一种网络处理器。采用本发明公开的方案，在保证BFD协议能够顺利建立的同时，最大程度地降低了在进行高速数据流量的处理时对CPU造成的性能冲击。

Description

基于BFD协议检测链路的方法、装置和网络处理器

技术领域

本发明涉及到数据通讯技术领域，特别涉及到一种基于BFD协议检测链路的方法、装置和网络处理器。

背景技术

BFD（bidirectional forwarding detection，双向转发检测）是一套用来实现快速检测的国际标准协议，提供一种轻负荷、持续时间短的检测。与以往的其他“HELLO”检测机制相比，具有许多独到的优势。

在当前的网络数据设备模型中，实现类似BFD协议的检测主要由控制层面和转发层面2个基本任务。在控制层面，主要是处理在BFD协议建立过程中的会话协商建立，参数设定修改等相关的高层协议的处理，在网络中，相对于整体的BFD功能而言，这些报文属于“相对慢速报文”，由此，这部分工作通常都是由主控平台的CPU来完成。当BFD会话建立之后，快速链路检测需要不间断地快速收发检测报文来判定当前链路的连接状态，这部分报文属于“相对快速报文”，在当前的网络数据处理设备架构中，为了支持更多的BFD会话的建立，通常采用高速的网络处理器来统一处理BFD快速检测报文，而不是采用CPU来处理，以保证多会话BFD检测的正常处理。在通用架构下，高速的网络处理器只用做快速的数据转发处理，而相对复杂慢速的网络协议交互都交给网络设备中的CPU来完成。

但是，在当前这种网络设备中控制层面和转发层面功能分量的结构中，在实现多BFD会话的过程中，出现最大的问题就是：高速的BFD检测数据流与相对慢速的CPU协议流的协调问题，使得高速数据流量对CPU造成较大的攻击，从而使BFD协议无法顺利建立和维持。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种基于BFD协议检测链路的方法、装置和网络处理器，旨在保证BFD协议顺利建立的同时，能够最大程度地降低高速数据流量对CPU造成的性能冲击。

本发明提供一种基于BFD协议检测链路的方法，包括：

当双向转发检测BFD会话建立后，网络处理器在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；

在所述预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；当检测到所述BFD链路的状态出现异常时，停止所述BFD检测报文的发送；

采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。

优选地，所述预设的震荡期为从BFD会话建立后至所述BFD会话的两个会话端接收/发送BFD检测报文达到同步的时间段。

优选地，所述当检测到BFD链路的状态出现异常时，停止所述BFD检测报文的发送包括：

检测到所述BFD链路的状态出现异常时，在预设的BFD信息表项中查找是否存在预置的停止标记；

当存在所述预置的停止标记时，则停止所述BFD检测报文的发送。

优选地，所述采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文包括：

根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；

判断发送链路故障告警报文的次数是否达到预设的发送次数极值，若是，减小所述预设的发送频率；

根据减小后的所述预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文。

本发明还提供一种网络处理器，包括：

发送模块，用于当双向转发检测BFD会话建立后，在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；

检测模块，用于在所述预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；

停止模块，用于当检测到所述BFD链路的状态出现异常时，停止所述BFD检测报文的发送；

告警发送模块，用于采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。

优选地，所述预设的震荡期为从BFD会话建立后至所述BFD会话的两个会话端接收/发送BFD检测报文达到同步的时间段。

优选地，所述停止模块包括：

查找单元，用于检测到所述BFD链路的状态出现异常时，在预设的BFD信息表项中查找是否存在预置的停止标记；

停止单元，用于当存在所述预置的停止标记时，则停止所述BFD检测报文的发送。

优选地，所述告警发送模块包括：

第一发送单元，用于根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；

判断单元，用于判断发送链路故障告警报文的次数是否达到预设的发送次数极值，若是，减小所述预设的发送频率；

第二发送单元，用于根据减小后的所述预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文。

本发明进一步提供一种基于BFD协议检测链路的系统，包括网络处理器和CPU，其中：

所述网络处理器，用于当双向转发检测BFD会话建立后，在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；在所述预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；当检测到所述BFD链路的状态出现异常时，停止所述BFD检测报文的发送；采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文；

所述CPU，用于对所述链路故障告警报文进行决策处理。

本发明通过在双向转发检测BFD会话建立后，网络处理器在预设的震荡期内，只进行BFD检测报文的发送和接收工作；而在预设的震荡期之后，网络处理器开始进行正常的BFD链路状态的检测；并且当检测到BFD链路的状态出现异常时，即时停止BFD检测报文的发送，进一步采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。采用这种方法，在保证BFD协议能够顺利建立的同时，最大程度地降低了在进行高速数据流量的处理时对CPU造成的性能冲击。

附图说明

图1为本发明基于BFD协议检测链路的方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明基于BFD协议检测链路的方法中停止BFD检测报文的发送的流程示意图；

图3为本发明基于BFD协议检测链路的方法中向CPU发送链路故障告警报文的流程示意图；

图4为本发明网络处理器一实施例的结构示意图；

图5为本发明网络处理器中停止模块的结构示意图；

图6为本发明网络处理器中告警发送模块的结构示意图；

图7为本发明基于BFD协议检测链路的系统一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于BFD协议检测链路的方法，通过网络处理器和CPU分别对BFD会话中的快速报文和慢速报文，从而达到网络处理器和CPU的协同处理。

参照图1，图1为本发明基于BFD协议检测链路的方法一实施例的流程示意图。

基于BFD协议检测链路的方法包括：

步骤S10，当双向转发检测BFD会话建立后，网络处理器在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；

步骤S20，在预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；当检测到BFD链路的状态出现异常时，停止BFD检测报文的发送；

步骤S30，采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。

在本实施例中，当双向转发检测BFD会话建立后，由于建立BFD会话的两个会话端之间的时间可能不同步，因而可能会造成BFD协商协议的不断震荡，即BFD会话会不停的在up和down这两种状态之间循环。这样，当双向转发检测BFD会话建立后，预设一个震荡期，该震荡期在网络环境所允许的相对较短的时间段，在预设的震荡期内，用于处理BFD快速报文的网络处理器，发送BFD检测报文。在这个时期内，网络处理器还可以用于进行BFD检测报文的接收工作，而不进行BFD报文的更深一个层次的解析和链路状态的检测。

在预设的震荡期之后，网络处理器开始进行正常的BFD链路状态的检测。在本实施例中，震荡期过后，网络处理器能够正常进行BFD链路状态的检测，实质上相当于默认了在震荡期的时间段内，所建立的BFD链路的状态是正常的，这便可以开始通过网络处理器进行正常的BFD链路状态的检测。当检测到底层的BFD链路的状态出现异常时，网络处理器即时停止BFD检测报文的发送，这样，对端便能够在较短的时间内感知到本次网络故障，从而重新建立新的BFD会话。

网络处理器检测到BFD链路的状态出现异常时，并即时停止BFD检测报文的发送后，针对该BFD链路的故障，组织链路故障告警报文，并采用变频发送的方式，向CPU发送该链路故障告警报文，以供CPU在接收到该链路故障告警报文后，进行进一步的决策处理。

本发明实施例，通过在双向转发检测BFD会话建立后，网络处理器在预设的震荡期内，只进行BFD检测报文的发送和接收工作；而在预设的震荡期之后，网络处理器开始进行正常的BFD链路状态的检测；并且当检测到BFD链路的状态出现异常时，即时停止BFD检测报文的发送，进一步采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。采用这种方法，在保证BFD协议能够顺利建立的同时，最大程度地降低了在进行高速数据流量的处理时对CPU造成的性能冲击。

在上述实施例中，所提供的预设的震荡期，具体是指从BFD会话建立后开始起算，至BFD会话的两个会话端都能够完全有条件接收到对端发送的BFD检测报文，即这两个会话端接收/发送BFD检测报文达到同步，这个时间段，便可定义为震荡期。在震荡期内，即可说明BFD链路的状态实质上是正常的，而震荡期之后，便可通过网络处理器进行正常的BFD链路状态的检测。

通常的BFD链路状态检测的实现分为三个具体的进程：一、根据建立的BFD会话按照设定的周期向对端发送BFD检测报文；二、BFD会话检测报文的接收计数流程，主要接收每个bfd会话在一定时间内的检测报文，同时计数；三、BFD会话检测进程，在一定的时间内，该时间通常为设定的检测周期，查看该BFD会话对应的收包数并将收包数清0，如果检测到某个BFD会话在检测周期内的收包数为0，则说明该BFD链路故障，需要向CPU发送链路告警报文，否则说明BFD链路状态的检测结果为正常。

在网络处理器中震荡期的实现，主要是在BFD的检测流程中增加关于震荡期的设置和实现流程。对于任何一个需要开始检测的BFD会话，它的当前周期的原始值通常设置为0，而只有当前的周期累计达到一个接收周期的时候，才需要检查在这段时间内是否收到BFD检测报文。在设置了震荡期的条件下，一个接收周期等于震荡期加上一个BFD会话的发送或者检查周期；而当该BFD会话达到检查周期后，当前周期的值就会被置为震荡期的值，且不会再出现0值。由于当前周期数采用计数累加的形式，也就是说，只有在第一次检测时，它的检测周期是在原有的检测周期的基础上增加了一个固定的震荡期的值，而以后的检测均按照正常的检测周期来进行。

在BFD会话建立后，设定一个网络环境所允许的相对较短的时间段，作为震荡期，并在该震荡期内，网络处理器只用于进行BFD检测报文的发送和接收工作，在震荡期之后，如网络处理器开始进行正常的BFD链路状态的检测。这实质上保证了在震荡期内BFD链路的状态是正常的，从而为之后的进一步检测提供了更好的基础。

在上述实施例中，网络处理器与CPU之间的通信是采用带内通信的方式。

由于是通过线卡上的CPU与网络处理器共同来完成整个BFD业务的运行。那么在涉及到网络处理器与CPU之间的通信时，采用带内通信的方式，能够更快更可靠地完成通信任务。在当前的网络数据设备架构中，这个设备可以只用一块网络处理器来负责所有的BFD业务的运行。而负责BFD会话协商的CPU却可以有多个，通常与网络处理器不在同一线卡上。这样，当网络处理器要向CPU发送消息时，如采用带外通信的方式，通常是网络处理器把消息发送给本地CPU，本地CPU再发送跨线卡消息给目的CPU。这样不仅增加了处理过程和系统任务，延长了消息的响应时间，同时也引入了很多的不确定性。

当网络处理器与CPU之间采用带内通讯时，主要是需要获得目的CPU所对应的硬件的端口号，即MOD号和PORT号。这就需要解析网络处理器所获得的BFD报文，从中获得发送端的MOD号，然后根据该MOD号查找其所对应的CPU的地址，来获得接收端CPU的MOD号和PORT号的信息。每个MOD号所对应的CPU的目的地址，这些信息对于每个网络设备都可以通过管理平台的调用来获得，进而存储到信息表项中供网络处理器使用。

当网络处理器在向CPU发送链路故障告警报文时，由于该链路故障告警报文是在网络处理器中组织并发送的，因此不能够从链路故障告警报文中获得目的CPU所对应的硬件端口号，在通常情况下，就需要从BFD链路检测的进程中获取对应的BFD会话所在线卡的MOD号，以便找到正确的目的CPU的地址。通常，网络处理器与CPU之间通过HIGIG协议进行连接，在通讯转发时，需要填入正确目的CPU所对应的硬件的MOD号和PORT号，在某些特殊情况下，还要保证源MOD号和PORT号也要符合转发的要求。

在网络处理器与CPU进行通信时，采用带内通信的方式，能够更快更可靠地完成通信任务，并且减少了CPU的处理进程及系统任务，减少了消息的响应时间。

在上述实施例中，当网络处理器检测到BFD链路的状态出现异常时，根据该BFD链路的故障向CPU发送链路故障告警报文，而当CPU接收到该链路故障告警报文后，便对其进行进一步的决策处理。

由于在一个网络数据设备的结构中，存在多块处理数据的线卡，每块线卡都有自己的CPU，该CPU用于管理该线卡以及进行各种分布式的管理任务。对于BFD协议层面的处理，是分布在不同的CPU来进行的，CPU的选择主要是根据BFD会话所建立的线卡决定，会话在哪块线卡上，就选择哪块线卡的CPU来处理协议的协商。

对于网络处理器，就是要选择集中式的结构，因为一块网络处理器足以胜任一台网络数据设备上所有的BFD链路的连接。在这种架构下，网络处理器主要是把与BFD协议有关的报文通过带内通讯的方式转发到对应的CPU即可。对于以网络处理器为主体实现BFD协议的设备，需要上送至CPU的BFD报文，主要有以下几类：

（1）、在BFD会话建立之前，用于进行BFD会话协商的报文。这些报文的特征主要是在报文中BFD协议的状态是down、init和admin down这三种状态，而这些报文是在建立BFD会话的三次握手中使用，同时为BFD会话的建立协商参数。

（2）、BFD会话建立后，用于更新BFD会话的参数，或者重新协商BFD会话参数的报文，此类报文具有特殊的应用，比如，P，F标记被置位的BFD检测报文，此类报文的处理应该是：先按照BFD会话检测报文来处理，处理之后上送CPU做进一步的处理。

（3）、网络处理器未启动BFD处理模式时的全部BFD报文。在此种情况下，由于网络处理器因为各种原因可能造成没有启动BFD处理模式，那么所有的BFD报文必须要送给CPU来处理，以保证BFD协议能够正常运行。

（4）、网络处理器正常启动了BFD处理模式，而收到的正常的BFD检测报文（报文中BFD协议的状态为up）而且该报文的目的设备地址指向本地，但是在本地没有查找到相关的BFD会话信息时，这类BFD报文需要上送到CPU进行更进一步的处理。

（5）、网络处理器在检测到BFD链路出现故障后，自己组织链路告警报文向CPU上送。此类报文属于内部通讯报文，但是也是由网络处理器向对应的CPU进行发送，最后交由CPU进行决策处理的。

以上几种报文是在网络设备中常见的BFD处理报文，网络处理器与CPU之间的协调主要就依赖于这几类报文的处理。如果CPU由于任务调度的问题导致网络处理器发送给CPU的报文大量堆积，就会造成整个BFD运行的不稳定以及整个系统性能的降低。

当网络处理器检测到BFD链路的状态出现异常时，向CPU发送链路故障告警报文，而当CPU接收到该链路故障告警报文后，对其进行进一步的决策处理。这便在很大程度上减少了CPU的处理时间，从而大大提高了CPU的处理性能。

参照图2，图2为本发明基于BFD协议检测链路的方法中停止BFD检测报文的发送的流程示意图。

在本发明基于BFD协议检测链路的方法一实施例的基础上，步骤S20包括：

步骤S21，检测到BFD链路的状态出现异常时，在预设的BFD信息表项中查找，判断是否存在预置的停止标记；若是，则执行步骤S22；

步骤S22，停止BFD检测报文的发送。

对于BFD会话的BFD链路的状态检测中，如果本地BFD会话在一定长度的接收周期内没有收到对端BFD会话发送过来的BFD检测报文，就认为这条BFD会话的BFD链路的状态存在问题，此时就需要向上层协议报告该BFD链路存在问题。当网络处理器在BFD会话的检测中，检测到BFD链路的状态出现异常时，首先在预设的BFD信息表项中查找是否存在预置的停止标记，并且在查找到停止标记时，立即停止BFD检测报文的发送。

在网络处理器中实现停止对BFD检测报文的发送，主要涉及到BFD检测报文的发送进程和BFD链路的检测进程之间的通讯问题。在本实施例中，所提供的预设的BFD信息表项为一个其中存储有公共索引的信息表项；而预设的停止标记是用于作为共享内存来通讯的。停止对BFD检测报文的发送，就是使用BFD信息表项中的停止标记作为共享内存来通讯，由于是单向的通讯，不存在进程互斥的问题，并且通讯可能是不可靠通讯，因此停止标记的设定可以为多次；同时，由于两个进程都在按照定时器周期地执行，这样就能保证在第一时间停止BFD检测报文的发送，比CPU反映要快，同时也能够节省CPU的资源占用。

由于CPU参与的任务行为，大都是在多进程任务系统中进行的，这样就需要时间片的调度得到保证，而如果在时间片调度得不到保障时，很有可能造成BFD会话一端的网络处理器模块中的BFD会话已经删除，而另一端的网络处理器仍然在发送BFD检测报文，在这种情况下，删除BFD会话的一端的网络处理器不能够知晓如何处理该无会话的BFD检测报文，因而只能够上送本端的CPU进行处理，这样就会对CPU造成很多的攻击，从而降低整个系统的性能以及任务的响应和处理时间。

在网络处理器中实现停止对BFD检测报文的发送，由于本端可以立即停止发送BFD检测报文，使对端能够在很短的时间内感知到该次网络故障，从而及时重新建立新的BFD会话。

参照图3，图3为本发明基于BFD协议检测链路的方法中向CPU发送链路故障告警报文的流程示意图。

在本发明基于BFD协议检测链路的方法一实施例的基础上，步骤S30包括：

步骤S31，根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；

步骤S32，判断发送链路故障告警报文的次数是否达到预设的发送次数极值，若是，则进入步骤S33；

步骤S33，减小预设的发送频率；

步骤S34，根据减小后的预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文。

在本实施例中，当网络处理器检测到BFD链路的状态出现异常时，针对该BFD链路的故障组织好链路故障告警报文后，根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；由于CPU处理发送链路故障告警报文的实时性是不确定的，并且由于CPU的进程不可能由BFD的进程独占，则会导致不能够保证链路故障告警报文的可靠传输，因此需要发送多次链路故障告警报文。

在发送链路故障告警报文时，对发送的次数进行判断，即判断是否达到预设的发送次数极值，该预设的发送次数极值可以根据需要进行设置。当发送链路故障告警报文的次数达到发送次数极值，而CPU还未发送BFD会话失效的通知，则减小预设的发送频率，使发送链路故障告警报文的时间间隔相对增大。然后，根据减小后的预设的发送频率，继续向CPU发送链路故障告警报文，直至CPU发送BFD会话失效的通知给网络处理器。

在当前的BFD实现架构中，网络处理器最先感知到BFD会话的链路故障，然后快速地向CPU发送链路故障告警报文告知BFD链路状态的变化。对于系统的CPU而言，BFD业务只是其中的一个进程，系统处理网络处理器上送的链路故障告警报文的实时性是不确定的，这些与链路故障告警报文的优先级有关；另外，由于CPU的消息队列不是BFD一个进程独占等很多因素，因而不能保证链路故障告警报文的可靠传输。如果网络处理器只发送一次链路故障告警报文有可能发送失败，从而导致整个BFD功能失效。

因此，网络处理器需要按照一定的周期，即预设的发送频率来不间断地发送链路故障告警报文，直到CPU发送BFD会话失效的通知为止，而通常情况下，预设的发送频率往往较大。这样，如果一直采用很快的发送频率来换取CPU的快速响应的话，那么当CPU的任务在一定的时间内得不到调度的时候，就会在CPU的消息队列中积累大量的网络处理器发送过来的链路故障告警报文。由于网络处理器的性能远远大于CPU，进而会对CPU造成一定的攻击，影响系统的整体性能。

在发送链路故障告警报文时，判断发送次数是否达到发送次数极值，如未达到，则继续按照预设的发送频率进行发送，而当判断出链路故障告警报文的发送次数达到发送次数极值时，采用变频发送的方式，即减小预设的发送频率，将其减小到CPU能够即时处理的频率范围内。在本实施例中，由于接收周期为震荡期加上原有的检测周期，而每次发送或者检测，计数器都要从震荡期增加到接收周期，因此，减小预设的发送频率实质上是将震荡期减去一个固定的时间段，进而使预设的发送频率减小，也即等价于增加了发送周期，从而使链路故障告警报文发送的时间间隔增加，便可以保证在一定程度上降低CPU的负担。

网络处理器检测到BFD链路的状态出现异常时，当网络处理器根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；并在发送的过程中，判断发送链路故障告警报文的次数是否达到预设的发送次数极值，当达到时，减小预设的发送频率，然后根据减小后的预设的发送频率，继续向CPU发送链路故障告警报文。从而进一步保证了最大程度地降低了在进行高速数据流量的处理时对CPU造成的性能冲击。

本发明还提供一种网络处理器。

参照图4，图4为本发明网络处理器一实施例的结构示意图。

本实施例中，网络处理器包括：

发送模块101，用于当双向转发检测BFD会话建立后，在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；

检测模块102，用于在预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；

停止模块103，用于当检测到BFD链路的状态出现异常时，停止BFD检测报文的发送；

告警发送模块104，用于采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。

在本实施例中，当双向转发检测BFD会话建立后，由于建立BFD会话的两个会话端之间的时间可能不同步，因而可能会造成BFD协商协议的不断震荡，即BFD会话会不停的在up和down这两种状态之间循环。这样，当双向转发检测BFD会话建立后，预设一个震荡期，该震荡期在网络环境所允许的相对较短的时间段，在预设的震荡期内，用于处理BFD快速报文的网络处理器，通过发送模块101发送BFD检测报文。在这个时期内，网络处理器还可以用于进行BFD检测报文的接收工作，而不进行BFD报文的更深一个层次的解析和链路状态的检测。

在预设的震荡期之后，网络处理器的检测模块102开始进行正常的BFD链路状态的检测。在本实施例中，震荡期过后，网络处理器能够正常进行BFD链路状态的检测，实质上相当于默认了在震荡期的时间段内，所建立的BFD链路的状态是正常的，这便可以开始通过网络处理器进行正常的BFD链路状态的检测。当检测到底层的BFD链路的状态出现异常时，网络处理器的停止模块103即时停止BFD检测报文的发送，这样，对端便能够在较短的时间内感知到本次网络故障，从而重新建立新的BFD会话。

网络处理器检测到BFD链路的状态出现异常时，并即时停止BFD检测报文的发送后，针对该BFD链路的故障，组织链路故障告警报文，并采用变频发送的方式，通过告警发送模块104向CPU发送该链路故障告警报文，以供CPU在接收到该链路故障告警报文后，进行进一步的决策处理。

本发明实施例，通过在双向转发检测BFD会话建立后，网络处理器在预设的震荡期内，只进行BFD检测报文的发送和接收工作；而在预设的震荡期之后，网络处理器开始进行正常的BFD链路状态的检测；并且当检测到BFD链路的状态出现异常时，即时停止BFD检测报文的发送，进一步采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。采用这种方法，在保证BFD协议能够顺利建立的同时，最大程度地降低了在进行高速数据流量的处理时对CPU造成的性能冲击。

在上述实施例中，所提供的预设的震荡期，具体是指从BFD会话建立后开始起算，至BFD会话的两个会话端都能够完全有条件接收到对端发送的BFD检测报文，即这两个会话端接收/发送BFD检测报文达到同步，这个时间段，便可定义为震荡期。在震荡期内，即可说明BFD链路的状态实质上是正常的，而震荡期之后，便可通过网络处理器进行正常的BFD链路状态的检测。

通常的BFD链路状态检测的实现分为三个具体的进程：一、根据建立的BFD会话按照设定的周期向对端发送BFD检测报文；二、BFD会话检测报文的接收计数流程，主要接收每个bfd会话在一定时间内的检测报文，同时计数；三、BFD会话检测进程，在一定的时间内，该时间通常为设定的检测周期，查看该BFD会话对应的收包数并将收包数清0，如果检测到某个BFD会话在检测周期内的收包数为0，则说明该BFD链路故障，需要向CPU发送链路告警报文，否则说明BFD链路状态的检测结果为正常。

在网络处理器中震荡期的实现，主要是在BFD的检测流程中增加关于震荡期的设置和实现流程。对于任何一个需要开始检测的BFD会话，它的当前周期的原始值通常设置为0，而只有当前的周期累计达到一个接收周期的时候，才需要检查在这段时间内是否收到BFD检测报文。在设置了震荡期的条件下，一个接收周期等于震荡期加上一个BFD会话的发送或者检查周期；而当该BFD会话达到检查周期后，当前周期的值就会被置为震荡期的值，且不会再出现0值。由于当前周期数采用计数累加的形式，也就是说，只有在第一次检测时，它的检测周期是在原有的检测周期的基础上增加了一个固定的震荡期的值，而以后的检测均按照正常的检测周期来进行。

在BFD会话建立后，设定一个网络环境所允许的相对较短的时间段，作为震荡期，并在该震荡期内，网络处理器只用于进行BFD检测报文的发送和接收工作，在震荡期之后，如网络处理器开始进行正常的BFD链路状态的检测。这实质上保证了在震荡期内BFD链路的状态是正常的，从而为之后的进一步检测提供了更好的基础。

在上述实施例中，网络处理器与CPU之间的通信是采用带内通信的方式。

由于是通过线卡上的CPU与网络处理器共同来完成整个BFD业务的运行。那么在涉及到网络处理器与CPU之间的通信时，采用带内通信的方式，能够更快更可靠地完成通信任务。在当前的网络数据设备架构中，这个设备可以只用一块网络处理器来负责所有的BFD业务的运行。而负责BFD会话协商的CPU却可以有多个，通常与网络处理器不在同一线卡上。这样，当网络处理器要向CPU发送消息时，如采用带外通信的方式，通常是网络处理器把消息发送给本地CPU，本地CPU再发送跨线卡消息给目的CPU。这样不仅增加了处理过程和系统任务，延长了消息的响应时间，同时也引入了很多的不确定性。

当网络处理器与CPU之间采用带内通讯时，主要是需要获得目的CPU所对应的硬件的端口号，即MOD号和PORT号。这就需要解析网络处理器所获得的BFD报文，从中获得发送端的MOD号，然后根据该MOD号查找其所对应的CPU的地址，来获得接收端CPU的MOD号和PORT号的信息。每个MOD号所对应的CPU的目的地址，这些信息对于每个网络设备都可以通过管理平台的调用来获得，进而存储到信息表项中供网络处理器使用。

当网络处理器在向CPU发送链路故障告警报文时，由于该链路故障告警报文是在网络处理器中组织并发送的，因此不能够从链路故障告警报文中获得目的CPU所对应的硬件端口号，在通常情况下，就需要从BFD链路检测的进程中获取对应的BFD会话所在线卡的MOD号，以便找到正确的目的CPU的地址。通常，网络处理器与CPU之间通过HIGIG协议进行连接，在通讯转发时，需要填入正确目的CPU所对应的硬件的MOD号和PORT号，在某些特殊情况下，还要保证源MOD号和PORT号也要符合转发的要求。

在网络处理器与CPU进行通信时，采用带内通信的方式，能够更快更可靠地完成通信任务，并且减少了CPU的处理进程及系统任务，减少了消息的响应时间。

参照图5，图5为本发明网络处理器中停止模块的结构示意图。

在本发明网络处理器一实施例的基础上，停止模块103包括：

查找单元1031，用于检测到BFD链路的状态出现异常时，在预设的BFD信息表项中查找是否存在预置的停止标记；

停止单元1032，用于当存在预置的停止标记时，停止BFD检测报文的发送。

对于BFD会话的BFD链路的状态检测中，如果本地BFD会话在一定长度的接收周期内没有收到对端BFD会话发送过来的BFD检测报文，就认为这条BFD会话的BFD链路的状态存在问题，此时就需要向上层协议报告该BFD链路存在问题。当网络处理器在BFD会话的检测中，检测到BFD链路的状态出现异常时，首先通过查找单元1031在预设的BFD信息表项中查找是否存在预置的停止标记，并且在查找到停止标记时，停止单元1032立即停止BFD检测报文的发送。

在网络处理器中实现停止对BFD检测报文的发送，主要涉及到BFD检测报文的发送进程和BFD链路的检测进程之间的通讯问题。在本实施例中，所提供的预设的BFD信息表项为一个其中存储有公共索引的信息表项；而预设的停止标记是用于作为共享内存来通讯的。停止对BFD检测报文的发送，就是使用BFD信息表项中的停止标记作为共享内存来通讯，由于是单向的通讯，不存在进程互斥的问题，并且通讯可能是不可靠通讯，因此停止标记的设定可以为多次；同时，由于两个进程都在按照定时器周期地执行，这样就能保证在第一时间停止BFD检测报文的发送，比CPU反映要快，同时也能够节省CPU的资源占用。

由于CPU参与的任务行为，大都是在多进程任务系统中进行的，这样就需要时间片的调度得到保证，而如果在时间片调度得不到保障时，很有可能造成BFD会话一端的网络处理器模块中的BFD会话已经删除，而另一端的网络处理器仍然在发送BFD检测报文，在这种情况下，删除BFD会话的一端的网络处理器不能够知晓如何处理该无会话的BFD检测报文，因而只能够上送本端的CPU进行处理，这样就会对CPU造成很多的攻击，从而降低整个系统的性能以及任务的响应和处理时间。

在网络处理器中实现停止对BFD检测报文的发送，由于本端可以立即停止发送BFD检测报文，使对端能够在很短的时间内感知到该次网络故障，从而及时重新建立新的BFD会话。

参照图6，图6为本发明网络处理器中告警发送模块的结构示意图。

在本发明网络处理器一实施例的基础上，告警发送模块104包括：

第一发送单元1041，用于根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；

判断单元1042，用于判断发送链路故障告警报文的次数是否达到预设的发送次数极值，若是，减小预设的发送频率；

第二发送单元1043，用于根据减小后的预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文。

在本实施例中，当网络处理器检测到BFD链路的状态出现异常时，针对该BFD链路的故障组织好链路故障告警报文后，根据预设的发送频率，通过第一发送单元1041向CPU发送链路故障告警报文；由于CPU处理发送链路故障告警报文的实时性是不确定的，并且由于CPU的进程不可能由BFD的进程独占，则会导致不能够保证链路故障告警报文的可靠传输，因此需要发送多次链路故障告警报文。

在发送链路故障告警报文时，判断单元1042对发送的次数进行判断，即判断是否达到预设的发送次数极值，该预设的发送次数极值可以根据需要进行设置。当发送链路故障告警报文的次数达到发送次数极值，而CPU还未发送BFD会话失效的通知，则减小预设的发送频率，使发送链路故障告警报文的时间间隔相对增大。然后，根据减小后的预设的发送频率，通过第二发送单元1043继续向CPU发送链路故障告警报文，直至CPU发送BFD会话失效的通知给网络处理器。

在当前的BFD实现架构中，网络处理器最先感知到BFD会话的链路故障，然后快速地向CPU发送链路故障告警报文告知BFD链路状态的变化。对于系统的CPU而言，BFD业务只是其中的一个进程，系统处理网络处理器上送的链路故障告警报文的实时性是不确定的，这些与链路故障告警报文的优先级有关；另外，由于CPU的消息队列不是BFD一个进程独占等很多因素，因而不能保证链路故障告警报文的可靠传输。如果网络处理器只发送一次链路故障告警报文有可能发送失败，从而导致整个BFD功能失效。

因此，网络处理器需要按照一定的周期，即预设的发送频率来不间断地发送链路故障告警报文，直到CPU发送BFD会话失效的通知为止，而通常情况下，预设的发送频率往往较大。这样，如果一直采用很快的发送频率来换取CPU的快速响应的话，那么当CPU的任务在一定的时间内得不到调度的时候，就会在CPU的消息队列中积累大量的网络处理器发送过来的链路故障告警报文。由于网络处理器的性能远远大于CPU，进而会对CPU造成一定的攻击，影响系统的整体性能。

在发送链路故障告警报文时，判断发送次数是否达到发送次数极值，如未达到，则继续按照预设的发送频率进行发送，而当判断出链路故障告警报文的发送次数达到发送次数极值时，采用变频发送的方式，即减小预设的发送频率，将其减小到CPU能够即时处理的频率范围内。在本实施例中，由于接收周期为震荡期加上原有的检测周期，而每次发送或者检测，计数器都要从震荡期增加到接收周期，因此，减小预设的发送频率实质上是将震荡期减去一个固定的时间段，进而使预设的发送频率减小，也即等价于增加了发送周期，从而使链路故障告警报文发送的时间间隔增加，便可以保证在一定程度上降低CPU的负担。

网络处理器检测到BFD链路的状态出现异常时，当网络处理器根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；并在发送的过程中，判断发送链路故障告警报文的次数是否达到预设的发送次数极值，当达到时，减小预设的发送频率，然后根据减小后的预设的发送频率，继续向CPU发送链路故障告警报文。从而进一步保证了最大程度地降低了在进行高速数据流量的处理时对CPU造成的性能冲击。

本发明进一步提供一种基于BFD协议检测链路的系统。

参照图7，图7为本发明基于BFD协议检测链路的系统一实施例的结构示意图。

本发明实施例所提供的基于BFD协议检测链路的系统，包括网络处理器100和CPU200，其中：

网络处理器100，用于当双向转发检测BFD会话建立后，在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；在预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；当检测到BFD链路的状态出现异常时，停止BFD检测报文的发送；采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文；

CPU200，用于对链路故障告警报文进行决策处理。

在本实施例中，当双向转发检测BFD会话建立后，由于建立BFD会话的两个会话端之间的时间可能不同步，因而可能会造成BFD协商协议的不断震荡，即BFD会话会不停的在up和down这两种状态之间循环。这样，当双向转发检测BFD会话建立后，预设一个震荡期，该震荡期在网络环境所允许的相对较短的时间段，在预设的震荡期内，用于处理BFD快速报文的网络处理器100，通过发送模块101发送BFD检测报文。在这个时期内，网络处理器还可以用于进行BFD检测报文的接收工作，而不进行BFD报文的更深一个层次的解析和链路状态的检测。

在预设的震荡期之后，网络处理器100的检测模块102开始进行正常的BFD链路状态的检测。在本实施例中，震荡期过后，网络处理器100能够正常进行BFD链路状态的检测，实质上相当于默认了在震荡期的时间段内，所建立的BFD链路的状态是正常的，这便可以开始通过网络处理器100进行正常的BFD链路状态的检测。当检测到底层的BFD链路的状态出现异常时，网络处理器100的停止模块103即时停止BFD检测报文的发送，这样，对端便能够在较短的时间内感知到本次网络故障，从而重新建立新的BFD会话。

网络处理器100检测到BFD链路的状态出现异常时，并即时停止BFD检测报文的发送后，针对该BFD链路的故障，组织链路故障告警报文，并采用变频发送的方式，通过告警发送模块104向CPU002发送该链路故障告警报文。而当CPU200在接收到该链路故障告警报文后，便会对其进行进一步的决策处理。

本基于BFD协议检测链路的系统的实施例包括了上述网络处理器全部实施例的技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种基于BFD协议检测链路的方法，其特征在于，包括：

当双向转发检测BFD会话建立后，网络处理器在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；

在所述预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；当检测到所述BFD链路的状态出现异常时，停止所述BFD检测报文的发送；

采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的震荡期为从BFD会话建立后至所述BFD会话的两个会话端接收/发送BFD检测报文达到同步的时间段。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当检测到BFD链路的状态出现异常时，停止所述BFD检测报文的发送包括：

检测到所述BFD链路的状态出现异常时，在预设的BFD信息表项中查找是否存在预置的停止标记；

当存在所述预置的停止标记时，则停止所述BFD检测报文的发送。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文包括：

根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；

判断发送链路故障告警报文的次数是否达到预设的发送次数极值，若是，减小所述预设的发送频率；

根据减小后的所述预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文。

5.一种网络处理器，其特征在于，包括：

发送模块，用于当双向转发检测BFD会话建立后，在预设的震荡期内，发送BFD检测报文；

检测模块，用于在所述预设的震荡期之后，检测BFD链路的状态；

停止模块，用于当检测到所述BFD链路的状态出现异常时，停止所述BFD检测报文的发送；

告警发送模块，用于采用变频发送的方式，向CPU发送链路故障告警报文。

6.如权利要求5所述的网络处理器，其特征在于，所述预设的震荡期为从BFD会话建立后至所述BFD会话的两个会话端接收/发送BFD检测报文达到同步的时间段。

7.如权利要求6所述的网络处理器，其特征在于，所述停止模块包括：

查找单元，用于检测到所述BFD链路的状态出现异常时，在预设的BFD信息表项中查找是否存在预置的停止标记；

停止单元，用于当存在所述预置的停止标记时，则停止所述BFD检测报文的发送。

8.如权利要求5至7中任一项所述的网络处理器，其特征在于，所述告警发送模块包括：

第一发送单元，用于根据预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文；

判断单元，用于判断发送链路故障告警报文的次数是否达到预设的发送次数极值，若是，减小所述预设的发送频率；

第二发送单元，用于根据减小后的所述预设的发送频率，向CPU发送链路故障告警报文。

9.一种基于BFD协议检测链路的系统，其特征在于，包括CPU以及如权利要求5至8中任一项所述的网络处理器，其中：

所述CPU，用于对所述链路故障告警报文进行决策处理。

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