CN102880540A

CN102880540A - 一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法

Info

Publication number: CN102880540A
Application number: CN2012103091817A
Authority: CN
Inventors: 马祥银; 高�浩
Original assignee: NANJING Z-COM WIRELESS Co Ltd
Current assignee: NANJING Z-COM WIRELESS Co Ltd
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2013-01-16

Abstract

一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，它包括以下步骤：在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，对应于CPU的多个核创建监控线程，当监测到CPU的任一核CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行；当检测结果为某一进程占用CPU资源过高时，采用重启进程的方式缓解；当检测软中断占用CPU资源过高，即数据压力过大时，进行丢包处理。本发明主要通过对CPU资源利用情况的统计分析，控制系统避免长时间处于高负载状态运行，以此保障系统可以长时间的稳定运行，提供了系统的稳定性，节约系统资源。

Description

一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，尤其是保证系统长时间稳定运行的方法，具体地说是一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法。

背景技术

目前，无线通讯领域通常拥有特定的接入控制器（AC）。接入控制器（AC）将来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet，同时完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及带宽、访问、切换、安全等控制功能。在如此多的控制进程和数据转发压力下，很难保证某一进程的稳定运行，特别是当进程状态机出现故障后导致进程陷入死循环，浪费CPU资源；当报文数据过多或遭受DOS攻击时，数据压力过大导致系统运行不稳定。为了解决以上问题，本发明基于内核提供的CPU统计信息对进程和数据压力对CPU资源的利用率进行监控，当发现进程长时间占用CPU资源或数据压力过大时采取相应的处理，保证系统长时间稳定运行。

发明内容

本发明的目的是针对接入控制器对来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet时所存在的控制进程和数据转发压力大，很难保证某一进程的稳定运行的问题，提出一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法。

本发明的技术方案是：

一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，它包括以下步骤：在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，对应于CPU的多个核创建监控线程，当监测到CPU的任一核CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行；当检测结果为某一进程占用CPU资源过高时，采用重启进程的方式缓解；当检测软中断占用CPU资源过高，即数据压力过大时，进行丢包处理。

本发明中，在CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行，同时记录日志。

本发明的丢包处理采用以下丢包处理机制，设立3级丢包率，分别表示丢弃10%，20%，50%的报文，共分为10个等级，级别0为不丢包，高一级别的丢弃包含低一级别的控制；

级别步进：当软中断环中记录一致时，认为报文数量过多，导致CPU利用率过高，丢包级别提高；

级别回退：当CPU利用率环中记录一致为低时，认为CPU进入空闲状态，根据丢包级别进行回退；

10个等级依次为：丢弃一级丢包率即10%的广播报文；丢弃二级丢包率即20%的广播报文；丢弃三级丢包率即50%的广播报文；丢弃一级丢包率即10%的上传下载数据；丢弃二级丢包率即20%的上传下载数据；丢弃三级丢包率即50%的上传下载数据；丢弃一级丢包率即10%的单播报文；丢弃二级丢包率即20%的单播报文；丢弃三级丢包率即50%的单播报文；VIP报文。

本发明的VIP报文包括白名单中的报文，即web认证的portal白名单；IP网络的管理报文，包括icmp；TCP的握手报文，以及RADIUS认证计费报文。

本发明中，在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，它包括以下步骤：

1）创建监控进程对CPU各核的资源占用率进行监控，该监控进程包括一主进程和对应于CPU各核的监控线程，各监控线程用于实时记录CPU各核的资源占用率，各监控线程均包括一软中断环、进程环和CPU利用率环；所述的监控进程运行优先级为最高；

CPU利用率环：此环中的节点是用于保存每次检测CPU核利用率状态的标志，每隔固定时间检测一次CPU核的利用率，依次将结果记入CPU利用率环的节点中，判断CPU核的利用率是否过高，如果利用率高，记录为高即至1，否则记录为低即至-1；

软中断环：此环中的节点是用于保存每次检测软中断占用CPU核利用率状态的标志，每隔固定时间检测一次CPU核的软中断，依次将结果记入软中断环的节点中，在接入控制器AC中，软中断过高即转发网络数据包的压力大，如果软中断过高，记录为高即至1，否则记录为低即至-1；

进程环：此环中的节点是用于保存每次检测到占用CPU核资源过高的进程号PID，每隔固定时间检测一次CPU核的对应进程，依次将结果记入进程环的节点中，如无进程占用CPU核资源过高，则记录为低即至-1；

软中断环、进程环和CPU利用率环三个检测环，采用同步更新；

2）当任一监控线程检测到对应CPU核的资源占用率过高时，在CPU利用率环的一节点中进行记录，对该CPU核的软中断即收包率进行检测，当软中断过高时，对该CPU核的软中断环进行更新，如果软中断环中，连续N次软中断过高，则增加该CPU核的丢包级别，所述的丢包级别是针对整个系统设置的，即对收包数据进行丢包，更新软中断环，并清除软中断环的节点标志；

3）当软中断数即收包率不高时，检测各进程的CPU占用率是否高：

如果没有进程的CPU占用率过高，则更新软中断环和进程环，记录为低；

如果某一进程的CPU占用率高，将此进程的PID写入进程环，如果进程环中，上述进程的CPU占用率连续N次高即进程环中的PID号连续N次相同，则将此进程重新启动，更新进程环。

本发明的步骤（2）中，如果CPU核的资源占用率不高，则更新CPU利用率环的一节点为低，如果CPU利用率环中连续N个节点即连续N次检测为低，如丢包级别为非0，则降低丢包级别。

本发明的每个监控线程实时更新心跳标志，并依次循环检测下一个监控线程的心跳标志。当任一线程的心跳标志长时间没有更新，表示此监控线程运行异常，采取相应处理措施。

本发明的有益效果：

本发明的构思是首先创建一个主进程，检查分析线程的依赖是否存在，修改进程的调度优先级，创建分析线程，每个CPU创建一个线程，在线程中统计CPU资源的使用情况，当出现异常的时候采取相应的措施，以降低CPU的利用率。

本发明主要通过对CPU资源利用情况的统计分析，控制系统避免长时间处于高负载状态运行，以此保障系统可以长时间的稳定运行，提供了系统的稳定性，节约系统资源。

附图说明

图1是本发明的运行流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是它包括以下步骤：在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，对应于CPU的多个核创建监控线程，当监测到CPU的任一核CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行；当检测结果为某一进程占用CPU资源过高时，采用重启进程的方式缓解；当检测软中断占用CPU资源过高，即数据压力过大时，进行丢包处理。

本发明的丢包处理采用以下方法：丢包处理机制，设立3种丢包率。

分别表示丢弃10%，20%，50%的报文。

共分为10个等级。级别0为不丢包。

高一级别的丢弃包含低一级别的控制。

丢弃一级丢包率的广播报文。

丢弃二级丢包率的广播报文。

丢弃三级丢包率的广播报文。

丢弃一级丢包率的上传下载数据。

丢弃二级丢包率的上传下载数据。

丢弃三级丢包率的上传下载数据。

丢弃一级丢包率的单播报文。

丢弃二级丢包率的单播报文。

丢弃三级丢包率的单播报文。

VIP报文

白名单中的报文不丢弃。即web认证的portal白名单。

IP网络的管理报文不丢弃，如icmp。

TCP的握手报文不丢弃。

RADIUS认证计费报文不丢弃。

级别步进

当软中断环中记录一致时，认为报文数量过多，导致CPU利用率过高，丢包级别提高。如：由0步进为1开始丢包，由1步进为2，依次类推。

级别回退

当CPU利用率低环中记录一致时，认为CPU进入空闲状态，根据丢包级别进行回退。

1）创建监控进程对CPU各核的资源占用率进行监控，该监控进程包括一主进程和对应于CPU各核的监控线程，各监控线程用于实时记录CPU各核的资源占用率，各监控线程均包括一软中断环和进程环（此处是CPU利用率高的进程写入进程号，CPU利用率不高时写-1）和CPU利用率环；所述的监控进程运行优先级为最高；

CPU利用率环：此环中的节点是用于保存每次检测CPU核利用率过高的标志。每10秒检测一次CPU核的利用率，判断CPU核的利用率是否过高（>90%）,如利用率高，至1，否则至-1。

软中断环：此环中的节点是用于保存每次检测软中断占用CPU核利用率过高（>90%）的标志。在AC系统中，软中断过高可视为转发网络数据包的压力大。

进程环：此环中的节点是用于保存每次检测到占用CPU核资源过高（>90%）的进程的进程号（PID）。如无进程占用CPU核资源过高，则记录-1。

以上三个检测环，同步更新，以确定CPU利用率过高的情况，及其产生的原因，以便做相应的处理措施。

2）当任一监控线程检测到对应CPU核的资源占用率过高即超过标准值时，对该CPU核的软中断数即收包率进行检测，当软中断过高时（>90%），对该CPU核的软中断环进行更新，如果软中断环中，连续N次软中断数即收包率高于90%（即软中断环中所有数据指示CPU利用率高），则增加该CPU核的丢包级别，即对收包数据进行丢包，更新软中断环；更新软中断环中节点为高，同步更新进程环节点为-1，CPU利用率环为高。如果连续N次高于90%（即软中断环中所有数据指示CPU利用率高），则增加该CPU核的丢包级别，并清除软中断环的节点标志。

3）当软中断数即收包率不高时，检测是否某一进程的CPU占用率高：

如果没有进程的CPU占用率过高，则更新软中断环和进程环，写入-1；

如果某一进程的CPU占用率高，将此进程的PID写入进程环，如果进程环中，上述进程的CPU占用率连续N次高于90%即进程环中的PID号相同，则将此进程kill，更新进程环；

5）如果CPU占用率不高，则更新CPU利用率环为低，如果连续N次不高（即CPU利用率环中都为低），如丢包级别为非0，则降低丢包级别；

本发明中，如果CPU占用率不高，则更新CPU利用率环，如果连续N次不高（即CPU利用率环中都为正常），则降低丢包级别。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是它包括以下步骤：在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，对应于CPU的多个核创建监控线程，当监测到CPU的任一核CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行；当检测结果为某一进程占用CPU资源过高时，采用重启进程的方式缓解；当检测软中断占用CPU资源过高，即数据压力过大时，进行丢包处理。

2.根据权利要求1所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是在CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行，同时记录日志。

3.根据权利要求1所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是所述的丢包处理采用以下丢包处理机制，设立3级丢包率，分别表示丢弃10%，20%，50%的报文，共分为10个等级，级别0为不丢包，高一级别的丢弃包含低一级别的控制；

4.根据权利要求3所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是所述的VIP报文包括白名单中的报文，即web认证的portal白名单；IP网络的管理报文，包括icmp；TCP的握手报文，以及RADIUS认证计费报文。

5.根据权利要求1所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，它包括以下步骤：

2）当任一监控线程检测到对应CPU核的资源占用率过高时，在CPU利用率环的一节点中进行记录，对该CPU核的软中断即收包率进行检测，当软中断过高时，对该CPU核的软中断环进行更新，如果软中断环中，连续N次软中断过高，则增加该CPU核的丢包级别，即对收包数据进行丢包，更新软中断环，并清除软中断环的节点标志；

6.根据权利要求5所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是步骤（2）中，如果CPU核的资源占用率不高，则更新CPU利用率环的一节点为低，如果CPU利用率环中连续N个节点即连续N次检测为低，如丢包级别为非0，则降低丢包级别。

7.根据权利要求5所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是每个监控线程实时更新心跳标志，并依次循环检测下一个监控线程的心跳标志。