CN105610633A - 一种通信设备中实时性能自采样系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种通信设备中实时性能自采样系统及方法，涉及通信设备的性能领域，包括资源管理模块、定时控制模块、数据采集模块和性能管理模块；性能管理模块确定采集周期和采集队列长度，创建采集任务；资源管理模块配置定时任务，还配置采集任务，完成采集资源分配；定时控制模块定时触发采集任务，数据采集模块根据采集任务执行数据统计，并完成队列数据的维护和溢出中断的上报；性能管理模块监测所述溢出中断，并触发批量数据读取，然后完成时间点的性能计算。本发明提高采样的精度，降低通信设备CPU资源，支持更大规格的性能数据采样，并及时处理数据。

Description

一种通信设备中实时性能自采样系统及方法

技术领域

本发明涉及通信设备的性能领域，具体来讲涉及一种通信设备中实时性能自采样系统及方法。

背景技术

随着通信技术的迅猛发展，网络从最初的单一追求高带宽、高速率，开始向高安全性、高效率和可运营的方向发展，对网络的管理成为越来越重要的问题。但是，在网络发展中，通信网络中设备的种类和数量越来越庞大，同时设备的业务规格数量也不断增加，这无疑大大提高了网络的管理难度。而且，除了传统SDH(SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系)、以太网15分钟或5分性能统计，由于业务流量的变化，实时性能也被用户关注，时间精度可以到秒级，而提高性能采集间的准确性对于实现网络的可靠管理和维护都具有决定性的意义。

在现有的通信网络系统中，传统的设备性能采集周期多以15分钟或5分钟为周期统计。由于网络系统越来越复杂，业务种类规格越来越复杂，有余设备处理能力的提升，所支持的业务规格也越来越大，但分钟级的性能采集已满足不了数据流量的分析，由此实时流量(秒级)的统计顺应而生，满足大数据下系统分析维护、网络优化的需要。

在通信设备中，相关的设备流量通常由硬件启动计数器统计业务数据，软件通过定时轮询硬件计数器，获取数据并计算得到流量。当业务较少时，软件可以保证比较精准的定时，但是业务规格增大后就难以保证，即使提高CPU的性能可以缩减规格计算的耗时，但规格数据的获取仍然是瓶颈，尤其是在秒级频率下的访问硬件计数器，会造成系统CPU占用率过高。

综上所述，通信设备在增加实时性能统计后，系统的压力大增，随着规格的增长，CPU处理越来越慢，造成采集和计算误差增大，而即使增强了CPU的处理性能，频繁的IO操作仍然会造成系统不堪重荷，造成数据处理不及时。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种通信设备中实时性能自采样系统及方法，提高采样的精度，降低通信设备CPU资源，支持更大规格的性能数据采样，并及时处理数据。

为达到以上目的，本发明采取一种通信设备中实时性能自采样系统，包括：资源管理模块，用于配置定时任务和采集任务，完成资源分配；定时控制模块，用于按照所述定时任务触发所述采集任务；数据采集模块，用于根据所述采集任务执行数据统计，完成采集队列数据的维护和溢出中断上报；性能管理模块，用于确定采集周期和采集队列长度，创建采集任务；还用于监测数据采集模块的溢出中断，并触发批量数据读取，完成多个时间点的性能计算。

在上述技术方案的基础上，所述定时控制模块中设有定时器。

本发明还提供一种通信设备中实时性能自采样方法，包括步骤：

S1.性能管理模块根据用户的实时性能采集需求，确定采集周期和采集队列长度，创建采集任务，并向资源管理模块申请分配采集资源；

S2.资源管理模块配置定时控制模块的定时任务，还配置数据采集模块的采集任务，完成采集资源分配；

S3.定时控制模块定时触发所述采集任务，数据采集模块根据采集任务执行数据统计，并完成队列数据的维护和溢出中断的上报；

S4.性能管理模块监测所述溢出中断，并触发批量数据读取，然后完成时间点的性能计算。

在上述技术方案的基础上，所述S2中，资源管理模块检查采集资源状态，如果采集资源不足，则返回失败消息给性能管理模块，性能管理模块终止采集任务。

在上述技术方案的基础上，所述S2中，资源管理模块检查采集资源状态，如果采集资源充足，则完成性能管理模块的采集资源分配，并生成采集资源索引返回给性能管理模块。

在上述技术方案的基础上，所述S3中，定时控制模块包括定时器，根据采集周期设置定时器的定时，定时器到期后，数据采集模块获取对应采集对象的数据，并加入对应的采集队列。

在上述技术方案的基础上，数据采集模块将采集加入对应采集队列后，判断采集队列的长度是否到达阀值，如果是，数据采集模块给出溢出中断的指示给性能管理模块；如果否，等待下一次定时器到期。

在上述技术方案的基础上，所述S4中，性能管理模块监测到溢出中断的指示后，启动数据同步操作，即，从数据采集模块批量读取采集队列的数据，数据同步操作的时间小于一个采集周期。

在上述技术方案的基础上，数据同步操作后，性能管理模块清空采集队列数据和清除溢出中断置位。

在上述技术方案的基础上，性能管理模块以当前时间T1为基准，计算多个时间点的数据，得出数据的时间点为T1，T1-M，T1-M*2，……，T1-M*(N-1)，其中，N为队列长度，M为采集周期。

本发明的有益效果在于：

1、性能管理模块监测到溢出中断，则触发批量数据读取，一次性将采集队列的全部数据对取出来，并完成多点性能的统计，减少采集数据的频率，降低了CPU资源消耗。

2、通过定时控制模块的定时器保证精确的采集周期，相对于软件控制的采样间隔，精度至少提高了一个数量级。

3、性能管理模块自定义采集任务，资源管理模块分配采集任务，相对于硬件性能采集资源的固定分配，提高了硬件资源的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例通信设备中实时性能自采样系统示意图；

图2为本发明实施例通信设备中实时性能自采样方法流程图。

图3为图2中S3的具体流程图；

图4为图2中S4的具体流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明通信设备中实时性能自采样系统，包括资源管理模块、定时控制模块、数据采集模块和性能管理模块，其中资源管理模块、定时控制模块、数据采集模块可以组成硬件采集芯片，采用FPGA(Field-ProgrammableGateArray，即现场可编程门阵列)、NP(NetworkProcessor，网络处理器)或定制化的ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，集成电路)；性能管理模块属于上位机软件。

资源管理模块，用于配置定时控制模块的定时任务，以及配置数据采集模块的采集任务，完成对性能管理模块的资源分配。定时控制模块，用于按照所述定时任务中的采集周期触发所述采集任务，其内部设有定时器，定时器为硬件定时器，定时控制模块根据采集周期启动硬件定时器。数据采集模块，用于根据所述采集任务执行数据统计，将采集数据推送到采集队列中，并维护采集队列状态和溢出中断，完成采集队列中数据的维护和溢出中断上报。性能管理模块，用于根据用户的实时性能采集需求，确定采集周期和采集队列长度，创建采集任务，可以对采集周期和采集任务作出调整，还用于监测数据采集模块的溢出中断，并触发批量数据读取，实现采集数据同步，完成多个时间点的性能计算。

如图2所示，本发明通信设备中实时性能自采样方法，包括步骤：

S1.性能管理模块根据用户的实时性能采集需求，确定采集周期和采集队列长度，创建采集任务，性能管理模块和资源管理模块通信，向资源管理模块申请分配采集资源。

S2.资源管理模块配置定时控制模块的定时任务，还配置数据采集模块的采集任务，完成对性能管理模块的采集资源分配。具体的，资源管理模块检查采集资源状态，如果采集资源不足，则返回失败消息给性能管理模块，性能管理模块终止采集任务。如果采集资源充足，则完成性能管理模块的采集资源分配，并生成采集资源索引返回给性能管理模块。

S3.定时控制模块定时触发所述采集任务，数据采集模块根据采集任务执行数据统计，并完成队列数据的维护和溢出中断的上报，详细步骤如下：

S301.定时控制模块根据已经配置的采集周期，设置定时器的定时。定时器可以采用多种方法设置，例如硬件资源富裕的可以为每一个采集对象设置一个；而资源受限或需要提高利用率的，可以多个采集周期相同的采集对象共享同一个定时器；定时器的定时时间等于采集周期。

S302.等待定时器到期，定时器到期后，数据采集模块获取对应采集对象的数据，并将数据加入对应的采集队列。

S303.数据采集模块将采集加入对应采集队列后，判断采集队列的长度是否到达阀值，如果是，进入S304；如果否，进入S302。

S304.数据采集模块给出溢出中断的指示，上报给性能管理模块。

S4.性能管理模块监测所述溢出中断，并触发批量数据读取，然后完成时间点的性能计算；详细步骤如下：

S401.性能管理模块监测到溢出中断的指示后，进入S402。性能管理模块如果没有监测到溢出中断的指示，则实时进行监测。

S402.性能管理模块启动数据同步操作，即，性能管理模块从数据采集模块批量读取采集队列的数据。其中，数据同步操作的时间要求小于一个采集周期，否则，会造成溢出丢包，数据同步周期＝队列长度*采集周期。

S403.数据同步操作后，性能管理模块清空采集队列数据和清除溢出中断置位。

S404.性能管理模块以当前时间T1为基准，计算多个时间点的数据，完成自采样，得出数据的时间点为T1，T1-M，T1-M*2，……，T1-M*(N-1)，其中，N为队列长度，M为采集周期。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种通信设备中实时性能自采样系统，其特征在于，包括：

资源管理模块，用于配置定时任务和采集任务，完成资源分配；

定时控制模块，用于按照所述定时任务触发所述采集任务；

数据采集模块，用于根据所述采集任务执行数据统计，完成采集队列数据的维护和溢出中断上报；

性能管理模块，用于确定采集周期和采集队列长度，创建采集任务；还用于监测数据采集模块的溢出中断，并触发批量数据读取，完成多个时间点的性能计算。

2.如权利要求2所述通信设备中实时性能自采样系统，其特征在于：所述定时控制模块中设有定时器。

3.一种基于权利要求1系统的通信设备中实时性能自采样方法，其特征在于，包括步骤：

S1.性能管理模块根据用户的实时性能采集需求，确定采集周期和采集队列长度，创建采集任务，并向资源管理模块申请分配采集资源；

S2.资源管理模块配置定时控制模块的定时任务，还配置数据采集模块的采集任务，完成采集资源分配；

S3.定时控制模块定时触发所述采集任务，数据采集模块根据采集任务执行数据统计，并完成队列数据的维护和溢出中断的上报；

S4.性能管理模块监测所述溢出中断，并触发批量数据读取，然后完成时间点的性能计算。

4.如权利要求3所述的通信设备中实时性能自采样方法，其特征在于：所述S2中，资源管理模块检查采集资源状态，如果采集资源不足，则返回失败消息给性能管理模块，性能管理模块终止采集任务。

5.如权利要求3所述的通信设备中实时性能自采样方法，其特征在于：所述S2中，资源管理模块检查采集资源状态，如果采集资源充足，则完成性能管理模块的采集资源分配，并生成采集资源索引返回给性能管理模块。

6.如权利要求3所述的通信设备中实时性能自采样方法，其特征在于：所述S3中，定时控制模块包括定时器，根据采集周期设置定时器的定时，定时器到期后，数据采集模块获取对应采集对象的数据，并加入对应的采集队列。

7.如权利要求6所述的通信设备中实时性能自采样方法，其特征在于：数据采集模块将采集加入对应采集队列后，判断采集队列的长度是否到达阀值，如果是，数据采集模块给出溢出中断的指示给性能管理模块；如果否，等待下一次定时器到期。

8.如权利要求7所述的通信设备中实时性能自采样方法，其特征在于：所述S4中，性能管理模块监测到溢出中断的指示后，启动数据同步操作，即，从数据采集模块批量读取采集队列的数据，数据同步操作的时间小于一个采集周期。

9.如权利要求8所述的通信设备中实时性能自采样方法，其特征在于：数据同步操作后，性能管理模块清空采集队列数据和清除溢出中断置位。

10.如权利要求8所述的通信设备中实时性能自采样方法，其特征在于：性能管理模块以当前时间T1为基准，计算多个时间点的数据，得出数据的时间点为T1，T1-M，T1-M*2，……，T1-M*(N-1)，其中，N为队列长度，M为采集周期。