CN103345432B - 多核cpu过载检测装置和多核cpu过载检测方法 - Google Patents

多核cpu过载检测装置和多核cpu过载检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多核CPU过载检测装置，包括：采样计算单元，采集多核CPU中每个数据核中部分数据的处理信息，并根据每个数据核的处理信息计算对应数据核的处理时延；综合时延计算单元，按照预设算法对每个数据核的处理时延进行计算，得到多核CPU的综合处理时延；时延比较单元，将综合处理时延与预设处理时延进行比较，当综合处理时延大于或等于预设处理时延，则判定多核CPU发生过载。本申请还提出了一种多核CPU过载检测方法。通过本发明的技术方案，能够根据多核CPU处理数据的时延来方便且准确地判断多核CPU是否发生过载，进而将过载的多核CPU处理的报文提前转发，从而避免多核CPU在过载情况下丢包现象的发生。

Description

多核CPU过载检测装置和多核CPU过载检测方法
技术领域
本发明涉及CPU技术领域，具体而言，涉及一种多核CPU过载检测装置和一种多核CPU过载检测方法。
背景技术
多核CPU（中央处理器）广泛用于PC客户端，随着多核技术的发展，多核CPU在网络处理器方面的应用越来越多。当多核CPU应用在DPI系统中，由于DPI对链路来说属于透明设备，DPI设备需要实时检测CPU负载状态，当CPU出现过载时，需要将报文直接转发，避免因为CPU高负载导致链路丢包现象的发生。
现有技术中通常通过检测CPU占用率的方式来确定CPU的负载状态，当CPU利用率比较高，则认为CPU过载发生。但是在网络处理器中，CPU实时对数据包的进行转发，准确测量CPU的利用率很难实现。而且出于业务的需要，多核CPU经常会被赋予轮训收包的业务处理流程，CPU的占用率基本维持在100%，所以使得依靠CPU利用率判断过载难以实现，而且准确率不高。
因此，需要一种新的多核CPU的过载检测技术，能够根据多核CPU处理数据的时延来方便且准确地判断多核CPU是否发生过载，进而将过载的多核CPU处理的报文提前转发，从而避免多核CPU在过载情况下丢包现象的发生。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种多核CPU的过载检测技术，能够根据多核CPU处理数据的时延来方便且准确地判断多核CPU是否发生过载，进而将过载的多核CPU处理的报文提前转发，从而避免多核 CPU在过载情况下丢包现象的发生。
有鉴于此，本发明提出了一种多核CPU的过载检测装置，包括：采样计算单元，用于采集所述多核CPU中每个数据核中部分数据的处理信息，并根据所述每个数据核的所述处理信息计算对应数据核的处理时延；综合时延计算单元，用于按照预设算法对所述每个数据核的处理时延进行计算，得到所述多核CPU的综合处理时延；时延比较单元，用于将所述综合处理时延与预设处理时延进行比较，当所述综合处理时延大于或等于所述预设处理时延，则判定所述多核CPU发生过载。
在该技术方案中，多核CPU包含多个数据核，其中每个数据核都可以处理数据，而当数据核的负载较大时，其处理数据的速度也会变慢，即处理数据的时延增加，通过检测每个数据核处理数据的时延，可以计算出多核CPU处理数数的综合处理时延，而综合处理时延就可以反映出多核CPU处理数据负载情况，即综合处理时延越大，负载就越大，当综合处理时延超过一定数值（预设处理时延）后，即可判定多核CPU处理处于过载状态，由于多核CPU中每个数据核处理数据的时延可以直接而准确地反映出数据核的负载情况，从而通过多核CPU的综合处理时延，就可以准确地判定出多核CPU是否过载。
在上述技术方案中，优选地，所述采样计算单元包括：数据采样子单元，用于确定预设起始数据，并从所述预设起始数据开始采集数据，直至采集到预设数据量的数据为止，将采集到的数据作为所述部分数据；时延计算子单元，用于计算所述部分数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为所述对应数据核的处理时延。
在该技术方案中，采集数据的具体方式可以是在采集一定数量的数据，比如从某个指定的数据开始采集，直至采集到所需数量的数据为止，然后根据这些数据的处理信息，即处理结束时间和处理起始时间，将两者做差，差值即该数据核的处理时延，而数据的处理信息可以准确地存储在数据核中，从而可以准确地提取出来进行计算，进而准确地判断出多核CPU的负载情况。
在上述技术方案中，优选地，所述采样计算单元包括：数据采样子单 元，用于确定预设采样时间，并从所述预设采样时间开始采集数据，直至采集预设时间长度为止，将采集到的数据作为所述部分数据；时延计算子单元，用于计算所述部分数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为所述对应数据核的处理时延。
在该技术方案中，采集数据的具体方式可以是在采集一定时间段内的数据，比如从某个指定的时间点开始采集，直至采集一定时间后停止，然后根据这些数据的处理信息，即处理结束时间和处理起始时间，将两者做差，差值即该数据核的处理时延，而数据的处理信息可以准确地存储在数据核中，从而可以准确地提取出来进行计算，进而准确地判断出多核CPU的负载情况。
在上述技术方案中，优选地，所述综合时延计算单元用于对所述每个数据核的处理时延进行加权平均计算，并将计算结果作为所述综合处理时延。
在该技术方案中，具体可以通过对每个数据核的处理时延进行加权平均计算，从而准确地得出多核CPU的综合处理时延。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：报文转发单元，用于在所述时延比较单元判定所述多核CPU发生过载后，将所述多核CPU的数据报文进行转发。
在该技术方案中，当多核CPU过载时，就有可能发生链路丢包的现象，而在判定过载时，直接将多核CPU的部分数据报文进行转发，可以有效地避免丢包现象的发生，保证多核CPU在过载情况下数据包也能正常转发。
本申请还提出了一种多核CPU的过载检测方法，包括：步骤202，采集所述多核CPU中每个数据核中部分数据的处理信息，并根据所述处理信息计算对应数据核的处理时延；步骤204，按照预设算法对所述每个数据核的处理时延进行计算，得到所述多核CPU的综合处理时延；步骤206，将所述综合处理时延与预设处理时延进行比较，当所述综合处理时延大于或等于所述预设处理时延，则判定所述多核CPU发生过载。
在该技术方案中，多核CPU包含多个数据核，其中每个数据核都可 以处理数据，而当数据核的负载较大时，其处理数据的速度也会变慢，即处理数据的时延增加，通过检测每个数据核处理数据的时延，可以计算出多核CPU处理数数的综合处理时延，而综合处理时延就可以反映出多核CPU处理数据负载情况，即综合处理时延越大，负载就越大，当综合处理时延超过一定数值（预设处理时延）后，即可判定多核CPU处理处于过载状态，由于多核CPU中每个数据核处理数据的时延可以直接而准确地反映出数据核的负载情况，从而通过多核CPU的综合处理时延，就可以准确地判定出多核CPU是否过载。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤202包括：步骤2022，确定预设起始数据，并从所述预设起始数据开始采集数据，直至采集到预设数据量的数据为止，将采集到的数据作为所述部分数据；步骤2024，计算所述待计算数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为所述对应数据核的处理时延。
在该技术方案中，采集数据的具体方式可以是在采集一定数量的数据，比如从某个指定的数据开始采集，直至采集到所需数量的数据为止，然后根据这些数据的处理信息，即处理结束时间和处理起始时间，将两者做差，差值即该数据核的处理时延，而数据的处理信息可以准确地存储在数据核中，从而可以准确地提取出来进行计算，进而准确地判断出多核CPU的负载情况。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤202包括：步骤2022，确定预设采样时间，并从所述预设采样时间开始采集数据，直至采集预设时间长度为止，将采集到的数据作为所述部分数据；步骤2024，计算所述待计算数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为所述对应数据核的处理时延。
在该技术方案中，采集数据的具体方式可以是在采集一定时间段内的数据，比如从某个指定的时间点开始采集，直至采集一定时间后停止，然后根据这些数据的处理信息，即处理结束时间和处理起始时间，将两者做差，差值即该数据核的处理时延，而数据的处理信息可以准确地存储在数据核中，从而可以准确地提取出来进行计算，进而准确地判断出多核CPU 的负载情况。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤204包括：对所述每个数据核的处理时延进行加权平均计算，并将计算结果作为所述综合处理时延。
在该技术方案中，具体可以通过对每个数据核的处理时延进行加权平均计算，从而准确地得出多核CPU的综合处理时延。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：在判定所述多核CPU发生过载后，将所述多核CPU的数据报文进行转发。
在该技术方案中，当多核CPU过载时，就有可能发生链路丢包的现象，而在判定过载时，直接将多核CPU的部分数据报文进行转发，可以有效地避免丢包现象的发生，保证多核CPU在过载情况下数据包也能正常转发。
通过以上技术方案，可以根据多核CPU处理数据的时延来准确地判断多核CPU是否发生过载，进而将过载的多核CPU处理的报文提前转发，从而避免多核CPU在过载情况下丢包现象的发生。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的多核CPU过载检测装置的框图；
图2示出了根据本发明的实施例的多核CPU过载检测方法的流程图；
图3示出了根据本发明的实施例的多核CPU过载检测方法的具体流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例的多核CPU过载检测装置的框图。
如图1所示，根据本发明的实施例的多核CPU过载检测装置100包括：采样计算单元102，用于采集多核CPU中每个数据核中部分数据的处理信息，并根据每个数据核的处理信息计算对应数据核的处理时延；综合时延计算单元104，用于按照预设算法对每个数据核的处理时延进行计算，得到多核CPU的综合处理时延；时延比较单元106，用于将综合处理时延与预设处理时延进行比较，当综合处理时延大于或等于预设处理时延，则判定多核CPU发生过载。
多核CPU可以是X86多核CPU，其中包含多个数据核，其中每个数据核都可以处理数据，而当数据核的负载较大时，其处理数据的速度也会变慢，即处理数据的时延增加，通过检测每个数据核处理数据的时延，可以计算出多核CPU处理数数的综合处理时延，而综合处理时延就可以反映出多核CPU处理数据负载情况，即综合处理时延越大，负载就越大，当综合处理时延超过一定数值（预设处理时延）后，即可判定多核CPU处理处于过载状态，由于多核CPU中每个数据核处理数据的时延可以直接而准确地反映出数据核的负载情况，从而通过多核CPU的综合处理时延，就可以准确地判定出多核CPU是否过载。
优选地，采样计算单元102包括：数据采样子单元1022，用于确定预设起始数据，并从预设起始数据开始采集数据，直至采集到预设数据量的数据为止，将采集到的数据作为部分数据；时延计算子单元1024，用于计算部分数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为对应数据核的处理时延。
采集数据的具体方式可以是在采集一定数量的数据，比如从某个指定的数据开始采集，直至采集到所需数量的数据为止，然后根据这些数据的处理信息，即处理结束时间和处理起始时间，将两者做差，差值即该数据核的处理时延，而数据的处理信息可以准确地存储在数据核中，从而可以方便且准确地提取出来进行计算，进而准确地判断出多核CPU的负载情况。
优选地，采样计算单元102包括：数据采样子单元1022，用于确定 预设采样时间，并从预设采样时间开始采集数据，直至采集预设时间长度为止，将采集到的数据作为部分数据；时延计算子单元1024，用于计算部分数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为对应数据核的处理时延。
采集数据的具体方式可以是在采集一定时间段内的数据，比如从某个指定的时间点开始采集，直至采集一定时间后停止，然后根据这些数据的处理信息，即处理结束时间和处理起始时间，将两者做差，差值即该数据核的处理时延，而数据的处理信息可以准确地存储在数据核中，从而可以方便且准确地提取出来进行计算，进而准确地判断出多核CPU的负载情况。
需要说明的是，上述预设处理时延、预设起始数据、预设数据量、预设采样时间和预设时间长度都可以有用户根据需要进行设置，以满足用户的具体需要。
优选地，综合时延计算单元104用于对每个数据核的处理时延进行加权平均计算，并将计算结果作为综合处理时延。
具体可以通过对每个数据核的处理时延进行加权平均计算，从而准确地得出多核CPU的综合处理时延。
优选地，还包括：报文转发单元108，用于在时延比较单元106判定多核CPU发生过载后，将多核CPU的数据报文进行转发。
当多核CPU过载时，就有可能发生链路丢包的现象，而在判定过载时，直接将多核CPU的部分数据报文进行转发，可以有效地避免丢包现象的发生，保证多核CPU在过载情况下数据包也能正常转发。
同时，还可以在CPU过载时显示提示信息，以提示用户存在过载。
图2示出了根据本发明的实施例的多核CPU过载检测方法的流程图。
如图2所示，根据本发明的实施例的多核CPU过载检测方法包括：步骤202，采集多核CPU中每个数据核中部分数据的处理信息，并根据处理信息计算对应数据核的处理时延；步骤204，按照预设算法对每个数据核的处理时延进行计算，得到多核CPU的综合处理时延；步骤206，将综 合处理时延与预设处理时延进行比较，当综合处理时延大于或等于预设处理时延，则判定多核CPU发生过载。
多核CPU可以是X86多核CPU，其中包含多个数据核，其中每个数据核都可以处理数据，而当数据核的负载较大时，其处理数据的速度也会变慢，即处理数据的时延增加，通过检测每个数据核处理数据的时延，可以计算出多核CPU处理数数的综合处理时延，而综合处理时延就可以反映出多核CPU处理数据负载情况，即综合处理时延越大，负载就越大，当综合处理时延超过一定数值（预设处理时延）后，即可判定多核CPU处理处于过载状态，由于多核CPU中每个数据核处理数据的时延可以直接而准确地反映出数据核的负载情况，从而通过多核CPU的综合处理时延，就可以准确地判定出多核CPU是否过载。
优选地，步骤202包括：步骤2022，确定预设起始数据，并从预设起始数据开始采集数据，直至采集到预设数据量的数据为止，将采集到的数据作为部分数据；步骤2024，计算待计算数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为对应数据核的处理时延。
采集数据的具体方式可以是在采集一定数量的数据，比如从某个指定的数据开始采集，直至采集到所需数量的数据为止，然后根据这些数据的处理信息，即处理结束时间和处理起始时间，将两者做差，差值即该数据核的处理时延，而数据的处理信息可以准确地存储在数据核中，从而可以方便且准确地提取出来进行计算，进而准确地判断出多核CPU的负载情况。
优选地，步骤202包括：步骤2022，确定预设采样时间，并从预设采样时间开始采集数据，直至采集预设时间长度为止，将采集到的数据作为部分数据；步骤2024，计算待计算数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为对应数据核的处理时延。
采集数据的具体方式可以是在采集一定时间段内的数据，比如从某个指定的时间点开始采集，直至采集一定时间后停止，然后根据这些数据的处理信息，即处理结束时间和处理起始时间，将两者做差，差值即该数据核的处理时延，而数据的处理信息可以准确地存储在数据核中，从而可以 方便且准确地提取出来进行计算，进而准确地判断出多核CPU的负载情况。
需要说明的是，上述预设处理时延、预设起始数据、预设数据量、预设采样时间和预设时间长度都可以有用户根据需要进行设置，以满足用户的具体需要。
优选地，步骤204包括：对每个数据核的处理时延进行加权平均计算，并将计算结果作为综合处理时延。
具体可以通过对每个数据核的处理时延进行加权平均计算，从而准确地得出多核CPU的综合处理时延。
优选地，还包括：在判定多核CPU发生过载后，将多核CPU的数据报文进行转发。
当多核CPU过载时，就有可能发生链路丢包的现象，而在判定过载时，直接将多核CPU的部分数据报文进行转发，可以有效地避免丢包现象的发生，保证多核CPU在过载情况下数据包也能正常转发。
同时，还可以在CPU过载时显示提示信息，以提示用户存在过载。
图3示出了根据本发明的实施例的多核CPU过载检测方法的具体流程图。
如图3所示，根据本发明的实施例的多核CPU过载检测方法的具体包括：
步骤302，从多核CPU的每个数据核中按照预定方式采集数据；
步骤304，根据采集到的数据，计算每个数据处理数据的时延，再根据每个数据核处理数据的时延得到多核CPU处理数据的综合时延；
步骤306，将多核CPU的综合处理时延与预先设定的时延（可以是用户预先设置的，也可以是在确定未过载情况下多核CPU中某个数据核处理数据的时延）进行比较，判断多核CPU是否发生过载；
步骤308，若多核CPU的综合处理时延小于预设时延，说明多核CPU处理数据仍然较快，没有发生过载，则继续处理数据包业务；
步骤310，若多核CPU的综合处理时延大于或等于预设时延，说明多核CPU处理数据较慢，存在过载现象，则直接将多核CPU的部分数据报 文直接转发，从而避免丢包现象的发生。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，通过CPU利用率判断CPU是否过载的方法实现较困难，而且准确度不高。通过本发明的技术方案，能够根据多核CPU处理数据的时延来方便且准确地判断多核CPU是否发生过载，进而将过载的多核CPU处理的报文提前转发，从而避免多核CPU在过载情况下丢包现象的发生。
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 (8)

1.一种多核CPU的过载检测装置，其特征在于，包括：
采样计算单元，用于采集所述多核CPU中每个数据核中部分数据的处理信息，并根据所述每个数据核的所述处理信息计算对应数据核的处理时延；
综合时延计算单元，用于对所述每个数据核的处理时延进行加权平均计算，并将计算结果作为所述多核CPU的综合处理时延；
时延比较单元，用于将所述综合处理时延与预设处理时延进行比较，当所述综合处理时延大于或等于所述预设处理时延，则判定所述多核CPU发生过载。
2.根据权利要求1所述的多核CPU的过载检测装置，其特征在于，所述采样计算单元包括：
数据采样子单元，用于确定预设起始数据，并从所述预设起始数据开始采集数据，直至采集到预设数据量的数据为止，将采集到的数据作为所述部分数据；
时延计算子单元，用于计算所述部分数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为所述对应数据核的处理时延。
3.根据权利要求1所述的多核CPU的过载检测装置，其特征在于，所述采样计算单元包括：
数据采样子单元，用于确定预设采样时间，并从所述预设采样时间开始采集数据，直至采集预设时间长度为止，将采集到的数据作为所述部分数据；
时延计算子单元，用于计算所述部分数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为所述对应数据核的处理时延。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多核CPU的过载检测装置，其特征在于，还包括：
报文转发单元，用于在所述时延比较单元判定所述多核CPU发生过载后，将所述多核CPU的数据报文进行转发。
5.一种多核CPU的过载检测方法，其特征在于，包括：
步骤202，采集所述多核CPU中每个数据核中部分数据的处理信息，并根据所述处理信息计算对应数据核的处理时延；
步骤204，对所述每个数据核的处理时延进行加权平均计算，并将计算结果作为所述多核CPU的综合处理时延；
步骤206，将所述综合处理时延与预设处理时延进行比较，当所述综合处理时延大于或等于所述预设处理时延，则判定所述多核CPU发生过载。
6.根据权利要求5所述的多核CPU的过载检测方法，其特征在于，所述步骤202包括：
步骤2022，确定预设起始数据，并从所述预设起始数据开始采集数据，直至采集到预设数据量的数据为止，将采集到的数据作为所述部分数据；
步骤2024，计算待计算数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为所述对应数据核的处理时延。
7.根据权利要求5所述的多核CPU的过载检测方法，其特征在于，所述步骤202包括：
步骤2022，确定预设采样时间，并从所述预设采样时间开始采集数据，直至采集预设时间长度为止，将采集到的数据作为所述部分数据；
步骤2024，计算待计算数据的处理结束时间和处理起始时间之差，作为所述对应数据核的处理时延。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的多核CPU的过载检测方法，其特征在于，还包括：在判定所述多核CPU发生过载后，将所述多核CPU的数据报文进行转发。
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