CN103200048B - 一种网络处理器异常检测方法、装置及网络处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络处理器异常检测方法、装置及网络处理设备，涉及通信领域，所述方法包括：在网络处理器NP中，包产生器生成用于检测NP子系统的检测报文，并将所述检测报文发送至微引擎；微引擎根据收到的所述检测报文，对NP子系统进行异常检测，并当检测到异常时，将检测到的异常状态信息携带在报文中发送至CPU，以供CPU进行处理。本发明有效避免了传统方式CPU不停轮询NP内部异常状态寄存器带来的CPU忙、协议包丢失的弊端。

Description

一种网络处理器异常检测方法、装置及网络处理设备

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种应用于网络处理器的异常检测方法、装置及相关的网络处理设备。

背景技术

现今网络发展速度惊人，网络流量的增长及新业务的出现，需要网络设备具有线速和灵活的处理能力。目前网络芯片包括专用集成电路ASIC和网络处理器NP两大类。网络处理器凭借其高速处理及灵活的可编程性，已成为当今网络中数据处理的有效解决方案。

包含NP的网络设备运行的软件包括两个层面：上层为嵌入式软件（如Linux、Vxworks），属于控制层面；下层为微码，属于转发层面。微码驻留于网络处理器的微引擎中，通过微码指令可以灵活根据业务逻辑处理报文。网络处理器内部.包含很多子系统或者协处理器，在网络处理器运行过程中，这些子系统可能会出现运行故障，这会造成业务转发失效。

目前检测网络处理器内部异常检测方法一般是上层驱动通过定时器周期性读取网络处理器内部异常状态寄存器，这需要NP与CPU之间不停交互，因此占用上层驱动软件大量资源。同时，由于CPU和NP之间有大量的协议包交互，异常检测的检测报文与协议包同时存在会造成CPU繁忙和丢包，协议包丢失造成业务运行失效，检测报文丢失会造成异常不能及时被发现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种网络处理器异常检测方法、装置及网络处理设备，能更好地解决网络处理器的异常检测问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种网络处理器异常检测方法，包括：

在NP中，包产生器生成用于检测NP子系统的检测报文，并将所述检测报文发送至微引擎；

微引擎根据收到的所述检测报文，对NP子系统进行异常检测，并当检测到异常时，将检测到的异常状态信息携带在报文发送至CPU，以供CPU进行处理。

优选地，还包括：

CPU为包产生器预先设置检测报文的报文发送间隔、NP子系统的异常状态寄存器ID。

优选地，包产生器按照CPU的预先设置，生成包含所述NP子系统的异常状态寄存器ID的检测报文，并按照所述报文发送间隔周期性发送至微引擎。

优选地，微引擎收到所述检测报文后，根据其中的异常状态寄存器ID，读取NP子系统的异常状态寄存器的状态值。

优选地，当微引擎通过所述状态值判断NP子系统异常时，将所述状态值作为异常状态信息写入所述检测报文中，并发送至CPU。

优选地，CPU根据收到的报文中的异常状态寄存器ID，确定状态异常的NP子系统，并根据其中的状态值，确定所述NP子系统的异常类型。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络处理器异常检测装置，包括微引擎、包产生器和NP子系统，其中：

包产生器，用于生成用来检测NP子系统的检测报文，并将所述检测报文发送至微引擎；

微引擎，用于根据收到的所述检测报文，对NP子系统进行异常检测，并当检测到异常时，将检测到的异常状态信息携带在报文中发送至CPU，以供CPU进行处理。

优选地，所述包产生器包括：

报文生成单元，用于按照CPU预先设置的NP子系统的异常状态寄存器ID，生成包含所述异常状态寄存器ID的检测报文；

报文发送单元，用于按照CPU预先设置的报文发送间隔，将所述检测报文周期性发送至微引擎。

优选地，所述微引擎包括：

寄存器读取单元，用于收到所述检测报文后，根据其中的异常状态寄存器ID，读取NP子系统的异常状态寄存器的状态值；

异常状态上报单元，用于当通过所述状态值判断NP子系统异常时，将所述状态值作为异常状态信息写入所述检测报文中，并发送至CPU。

根据本发明的另一方面，提供了一种网络处理设备，所述网络处理设备包括上述网络处理器异常检测装置。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明采用网络处理器内部资源，通过包产生器周期性轮询NP子系统的异常状态寄存器，发现异常后以中断形式上报CPU处理，有效避免了传统方式CPU不停轮询NP内部异常状态寄存器带来的CPU忙、协议包丢失的弊端。

附图说明

图1是本发明实施例提供的网络处理器异常检测方法原理框图；

图2是本发明实施例提供的通过包产生器扫描NP异常状态示意图；

图3是本发明实施例提供的网络处理器异常检测装置结构框图；

图4是本发明实施例提供的网络处理器异常检测流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明利用网络处理器的包产生器周期性发送报文，触发微码扫描NP子系统的异常状态寄存器，有异常则报文中断上报CPU。

目前网络处理器为了支持OAM检测，内部一般都有包产生器，其可以根据设定，周期性发送报文。本发明利用网络处理器这一特性，配置包产生器周期性发送检测报文，所述检测报文中携带NP子系统异常状态寄存器ID。检测报文进入微引擎中，微引擎根据异常状态寄存器ID读取异常状态寄存器，并将读取结果进行存储。如果没有异常，则丢弃该报文，否则，将检测到的异常状态信息携带在报文中上送CPU，通知上层软件NP发生异常。以下通过图1至图4对本发明进行详细说明。

图1是本发明实施例提供的网络处理器异常检测方法原理框图，如图1所示，包括：

步骤101、在网络处理器NP中，包产生器生成用于检测NP子系统的检测报文，并将所述检测报文发送至微引擎。

具体地，CPU要为包产生器预先设置检测报文的报文发送间隔、NP子系统的异常状态寄存器ID，包产生器按照CPU的预先设置，生成包含所述NP子系统的异常状态寄存器ID的检测报文，并按照所述报文发送间隔周期性发送至微引擎。

步骤102、微引擎根据收到的所述检测报文，对NP子系统进行异常检测，并当检测到异常时，将检测到的异常状态信息携带在报文中发送至CPU，以供CPU进行处理。

微引擎收到所述检测报文后，根据其中的异常状态寄存器ID，读取NP子系统的异常状态寄存器的状态值，当微引擎通过所述状态值判断NP子系统正常时，将所述检测报文丢弃，否则，将所述状态值作为异常状态信息写入所述检测报文中，并发送至CPU，以供CPU根据收到的报文中的异常状态寄存器ID，确定状态异常的NP子系统，并根据报文中的状态值，确定所述NP子系统的异常类型。

图2是本发明实施例提供的通过包产生器扫描NP子系统异常状态示意图，如图2所示，网络处理器内部包含多个子系统或协处理器，各个子系统通常都有异常状态寄存器表征该系统是否存在异常。如果异常状态寄存器的状态值为零，则证明没有异常，一般通过异常值区分不同的异常状态。现有技术是通过上层软件定时扫描这些异常状态寄存器实现异常检测。分组传输网络PTN设备目前的一个重要功能就是链路检测，比如操作管理维护OAM/双向检测BFD等，因此目前主流NP内部都会有包产生器，可以设置包产生器报文间隔周期性发送检测报文。本发明将NP的如上两个特性结合，加上NP可编程特性，通过微码灵活的进行异常检测。

在图2中，假设NP内部有N个子系统，可以设置N个相应的包产生器，分别扫描N个子系统内部的异常状态寄存器。

图3是本发明实施例提供的网络处理器异常检测装置结构框图，如图3所示：

CPU301，用于为包产生器预先设置检测报文的报文发送间隔、NP子系统的异常状态寄存器ID。也就是说，CPU301负责包产生器配置及异常报文接收，具体为：

配置包产生器：配置检测报文的报文发送间隔及检测报文内容。检测报文内容包括所述包产生器监控的NP子系统异常状态寄存器ID，CPU可以配置包产生器产生报文的间隔时间。

异常报文接收：当微码读取异常状态寄存器，发现存在异常状态，则将检测到的异常状态信息携带在报文中上送CPU，CPU处理中断上报的异常状态信息，获取异常原因，以便及时采取相应动作。

包产生器302，用于生成用来检测NP子系统304的检测报文，并将所述检测报文发送至微引擎303。具体地，包产生器302是网络处理器用于周期性产生检测报文的单元，通常用于实现OAM检测。包产生器302可以按照CPU预先配置的报文发送间隔周期性产生异常扫描报文，即检测报文，所述报文中携带有待检测的NP子系统的异常状态寄存器ID。

微引擎303，用于根据收到的所述检测报文，对NP子系统304进行异常检测，并当检测到异常时，将检测到的异常状态信息携带在报文中发送至CPU，以供CPU进行处理。具体地，所述微引擎303为可编程包处理器，其内驻留有微码，为网络处理器核心组成部分，根据业务转发流程处理报文。在本发明中，用于控制异常扫描报文的处理。处理过程为：从报文中获取异常状态寄存器ID，向NP子系统发送读请求，根据ID读取指定NP子模块异常状态寄存器，处理NP子系统返回的状态值，判断该值是否等于零，等于零则无异常，丢弃报文，否则将状态值写入异常扫描报文中，上送CPU。

NP子系统304，NP子系统为NP的组成模块，包含该子系统（子模块/协处理器）的异常状态寄存器。

其中，所述上述包产生器302包括：

报文生成单元，用于利用CPU301预先设置的NP子系统304的异常状态寄存器ID，生成包含所述异常状态寄存器ID的检测报文；

报文发送单元，用于按照CPU301预先设置的报文发送间隔，将所述检测报文周期性发送至微引擎303。

其中，上述微引擎303包括：

寄存器读取单元，用于收到所述检测报文后，根据其中的异常状态寄存器ID，读取NP子系统304的异常状态寄存器的状态值；

异常状态上报单元，用于当通过所述状态值判断NP子系统304异常时，将所述状态值作为异常状态信息写入所述检测报文中，并发送至CPU301。

本发明实施例还提供了一种网络处理设备，其包括上述网络处理器异常检测装置。

图4是本发明实施例提供的网络处理器异常检测流程图，如图4所示，包括：

步骤401、开始。

步骤402、配置包产生器。

配置异常扫描报文（即检测报文）的报文发送间隔，异常扫描报文中配置有扫描NP子系统的异常状态寄存器ID。

步骤403、异常请求产生。

微码收到异常扫描报文，从所述报文中提取出NP子系统异常状态寄存器ID，根据该ID向特定NP子系统发送异常读取请求。

步骤404、异常状态返回。

NP子系统向微引擎返回异常状态寄存器的状态值。

步骤405、返回的状态值的处理。

微码对该值进行判断，如果所述状态值等于0，则执行步骤406，否则执行步骤407。

步骤406、丢弃所述报文。

状态值为0，证明该NP子系统无异常，丢弃报文。

步骤407、报文上送CPU。

状态值非零证明NP子系统出现异常，将所述状态值作为异常状态信息写入异常扫描报文并上送CPU。

步骤408、结束。

其中，步骤403至步骤407由微码处理，该微码处理流程比较简单。

CPU接收到异常上报中断，从报文中读取异常状态寄存器ID及异常的状态值，CPU从而获知出现异常的NP子系统及出现了什么类型的异常，进而采取相应措施处理异常。

本发明利用了目前网络处理器内部的包产生器产生异常扫描报文，同时利用网络处理器的可编程灵活性，通过简单的微码流程对异常扫描报文进行处理，避免了传统轮询方法利用CPU和NPU之间利用定时器周期性扫描的方法，以中断形式上报NP子系统异常状态，极大减轻了CPU的负担。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种网络处理器异常检测方法，其特征在于，包括：

在网络处理器NP中，包产生器生成用于检测NP子系统的检测报文，并将所述检测报文发送至微引擎；

微引擎根据收到的所述检测报文，对NP子系统进行异常检测；

当检测到NP子系统异常时，微引擎将检测到的异常状态信息携带在报文中发送至CPU，以供CPU进行处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

CPU为包产生器预先设置检测报文的报文发送间隔、NP子系统的异常状态寄存器ID。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包产生器按照CPU的预先设置，生成包含所述NP子系统的异常状态寄存器ID的检测报文，并按照所述报文发送间隔周期性发送至微引擎。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，微引擎收到所述检测报文后，根据其中的异常状态寄存器ID，读取NP子系统的异常状态寄存器的状态值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当微引擎通过所述状态值判断NP子系统异常时，将所述状态值作为异常状态信息写入所述检测报文中，并发送至CPU。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，CPU根据收到的报文中的异常状态寄存器ID，确定状态异常的NP子系统，并根据报文中的状态值，确定所述NP子系统的异常类型。

7.一种网络处理器异常检测装置，其特征在于，包括微引擎、包产生器和NP子系统，其中：

包产生器，用于生成用来检测NP子系统的检测报文，并将所述检测报文发送至微引擎；

微引擎，用于根据收到的所述检测报文，对NP子系统进行异常检测，并当检测到NP子系统异常时，将检测到的异常状态信息携带在报文中发送至CPU，以供CPU进行处理。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述包产生器包括：

报文生成单元，用于按照CPU预先设置的NP子系统的异常状态寄存器ID，生成包含所述异常状态寄存器ID的检测报文；

报文发送单元，用于按照CPU预先设置的报文发送间隔，将所述检测报文周期性发送至微引擎。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述微引擎包括：

寄存器读取单元，用于收到所述检测报文后，根据其中的异常状态寄存器ID，读取NP子系统的异常状态寄存器的状态值；

异常状态上报单元，用于当通过所述状态值判断NP子系统异常时，将所述状态值作为异常状态信息写入所述检测报文中，并发送至CPU。

10.一种网络处理设备，其特征在于，所述网络处理设备包括权利要求7-9任意一项所述的网络处理器异常检测装置。