CN109005128A - 一种协议报文调度方法、装置及网络设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种协议报文调度方法、装置以及网络设备，该方法包括：若第一队列的发送速率达到所述第一队列的限速速率，从所述第一队列对应的协议中，确定待调度的第一协议；从本地的队列资源表中，选择第二队列，所述队列资源表用于记录处于空闲状态的队列的标识；将所述第一协议从所述第一队列调度至所述第二队列，以使所述第一协议的报文通过所述第二队列发送至处理器处理。本公开可实现合理利用队列资源，提升协议报文的处理效率。

Description

一种协议报文调度方法、装置及网络设备

技术领域

本公开涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种协议报文调度方法、装置及网络设备。

背景技术

网络设备(比如，路由器、交换机)接收到需要CPU(Central Processing Unit，中央处理器)处理的协议报文时，对协议报文进行分类，根据分类结果将协议报文放入指定队列，通过指定队列将协议报文发送至CPU处理。

发明内容

本公开为了解决现有网络设备中队列资源利用不合理的问题，提出一种协议报文调度方法、装置及网络设备，用以合理利用网络设备的队列资源。

为实现上述公开目的，本公开提供了如下技术方案：

第一方面，本公开提供一种协议报文调度方法，应用于网络设备，所述方法包括：

若第一队列的发送速率达到所述第一队列的限速速率，从所述第一队列对应的协议中，确定待调度的第一协议；

从本地的队列资源表中，选择第二队列，所述队列资源表用于记录处于空闲状态的队列的标识；

将所述第一协议从所述第一队列调度至所述第二队列，以使所述第一协议的报文通过所述第二队列发送至处理器处理。

第二方面，本公开提供一种协议报文调度装置，应用于网络设备，所述装置包括：

确定单元，用于若第一队列的发送速率达到所述第一队列的限速速率，从所述第一队列对应的协议中，确定待调度的第一协议；

选择单元，用于从本地的队列资源表中，选择第二队列，所述队列资源表用于记录处于空闲状态的队列的标识；

调度单元，用于将所述第一协议从所述第一队列调度至所述第二队列，以使所述第一协议的报文通过所述第二队列发送至处理器处理。

第三方面，本公开提供一种网络设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现上述协议报文调度方法。

第四方面，本公开提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质内存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被处理器执行时，实现上述协议报文调度方法。

由以上描述可以看出，本公开中，在确认队列处理压力较大时，网络设备将由该队列处理的部分协议调度至处理压力较小的队列，以便合理利用队列资源，同时，提升协议报文的处理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例示出的一种网络设备中队列的示意图；

图2是本公开实施例示出的一种协议报文调度方法流程图；

图3是本公开实施例提供的步骤201的实现流程；

图4是本公开实施例示出的一种网络设备的硬件结构示意图；

图5是本公开实施例示出的一种协议报文调度逻辑的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

参见图1，为本公开实施例示出的一种网络设备中队列的示意图。该网络设备100包括队列110、队列120。当然，本公开并不对网络设备中队列的数量进行限定。

网络设备100预先指定队列与协议的对应关系，如表1所示。

队列	协议
		队列110	DHCP协议、ARP协议
队列120	ICMP协议、RARP协议

表1

表1中所示协议仅为示例性说明，不对本公开进行限定。

网络设备100接收到协议报文后，确定协议报文的协议类型，比如，确定接收的协议报文为DHCP报文。网络设备查询表1，找到与DHCP报文对应的队列110。网络设备将DHCP报文放入队列110中，通过队列110发送至CPU处理。

在一种应用场景下，网络设备100接收到大量的DHCP报文和ARP报文，而接收到极少的RARP报文和ICMP报文，则可能导致队列110被填满，而队列120相对空闲，队列资源利用不合理。此外，队列110中的DHCP报文和ARP报文相互影响，协议报文处理效率不高。

针对上述问题，本公开提出一种协议报文调度方法，该方法中，在确认队列处理压力较大时，网络设备将该队列处理的部分协议调度至处理压力较小的队列，以合理利用队列资源，同时，提升协议报文的处理效率。

为了使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本公开进行详细描述：

参见图2，为本公开示出的一种协议报文调度方法的流程图，该流程应用于网络设备，比如，路由器、交换机等。

如图2所示，该流程可包括以下步骤：

步骤201，若第一队列的发送速率达到第一队列的限速速率，网络设备从第一队列对应的协议中，确定待调度的第一协议。

这里，第一队列、第一协议只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。

需要说明的是，为了避免攻击性协议报文对网络设备的CPU造成冲击，每一个队列都配置有限速速率，以限制队列向CPU发送协议报文的速率。

本公开中，若第一队列的发送速率达到第一队列的限速速率，说明第一队列已处于满负荷工作状态，处理压力较大，网络设备需确定待调度的第一协议。

本公开中，网络设备确定待调度的第一协议的过程，可通过图3所示流程实现，这里暂不赘述。

步骤202，从本地的队列资源表中，网络设备选择第二队列。

其中，队列资源表用于记录处于空闲状态的队列的标识。也就是说，网络设备从队列资源表中选择的第二队列为处于空闲状态的队列。

这里，第二队列只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。

步骤203，网络设备将第一协议从第一队列调度至第二队列。

在具体实现时，网络设备删除第一协议与第一队列的对应关系，建立第一协议与第二队列的对应关系。

当再次接收到第一协议的报文时，网络设备基于第一协议与第二队列的对应关系，将第一协议的报文放入第二队列，以使第一协议的报文通过第二队列发送至CPU处理。

至此，完成图2所示流程。

通过图2所示流程可以看出，在本公开中，当确定队列处理压力较大时，网络设备将由该队列处理的部分协议调度至处理压力较小的队列，以便合理利用队列资源，同时，可提升协议报文的处理效率。

作为一个实施例，步骤201中网络设备确定待调度的第一协议的过程可通过图3所示流程实现。

参见图3，为本公开提供的步骤201的实现流程。如图3所示，该流程可包括以下步骤：

步骤301，网络设备统计每一种协议的报文的发送速率。

比如，当队列110处理压力较大时，网络设备统计DHCP报文的发送速率，以及ARP报文的发送速率。

步骤302，网络设备将最小发送速率对应的协议作为第一协议。

比如，ARP报文的发送速率最小，则网络设备将ARP协议作为第一协议。

至此，完成图3所示流程。

通过图3所示流程可以看出，在本公开中，网络设备可将报文数量相对较少的协议确定为第一协议。

作为一个实施例，本公开提供的协议报文调度方法，还包括：获取第三队列的发送速率，若第三队列的发送速率小于第三队列的速率阈值，网络设备将第三队列的标识添加到队列资源表中。其中，速率阈值用于衡量队列是否空闲。

这里，第三队列只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。

通过本实施例，网络设备可将空闲队列的标识添加到队列资源表中。

步骤202中网络设备从本地的队列资源表中选择第二队列，包括：

作为一种实施方式，网络设备可从队列资源表中选择任一队列作为第二队列。即选择任一空闲队列作为第二队列。

作为另一种实施方式，网络设备可从队列资源表中选择限速速率与第一队列的限速速率相同的队列作为第二队列。其中，队列资源表中记录有每一个空闲队列的限速速率。网络设备可在相同限速速率的队列之间调度协议，从而保证协议报文的发送速率不变。

作为一个实施例，本公开提供的协议报文调度方法，还包括：获取第四队列的发送速率，若第四队列的发送速率达到第四队列的速率阈值，且队列资源表中记录有第四队列的标识，则网络设备删除队列资源表中的第四队列的标识。其中，速率阈值用于衡量队列是否空闲。

这里，第四队列只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。

需要说明的是，队列的发送速率会不断变化，因此，通过本实施例，网络设备可将不再处于空闲状态的队列的标识从队列资源表中删除，以保证队列资源表中记录的都是空闲队列的标识。

下面通过一个具体实施例对本公开提供的方法进行描述：

仍以图1所示网络设备中的队列为例。当前，网络设备记录的队列与协议的对应关系，如表1所示。

若队列110的发送速率(记为V110)达到队列110的限速速率(记为T123)，网络设备100分别统计队列110中DHCP报文的发送速率(记为VD110)，以及ARP报文的发送速率(记为VR110)。

若VR110小于VD110，网络设备将ARP协议作为待调度的协议。

网络设备100查询本地记录的队列资源表，如表2所示。

限速速率	空闲队列
		T123	队列120、队列130
T456	队列140、队列150、队列160

表2

从表2中可以看出，队列120、队列130的限速速率为T123；队列140、队列150、队列160的限速速率为T456。其中，队列130、队列140、队列150、队列160在图1中未示出。

根据队列110的限速速率(T123)，网络设备100从表2中查询与队列110具有相同限速速率的队列(队列120、队列130)，从这两个队列中选择一个队列作为ARP协议待调度至的队列，比如，选择队列120。

网络设备100将表1中ARP协议与队列110的对应关系，更新为ARP协议与队列120的对应关系。更新后的对应关系，如表3所示。

队列	协议
		队列110	DHCP协议
队列120	ICMP协议、RARP协议、ARP协议

表3

表3中未示出队列130、队列140、队列150、队列160与协议的对应关系。

当网络设备100再次接收到ARP报文时，根据表2所示对应关系，网络设备100将ARP报文放入队列120中，通过队列120将ARP报文发送至CPU处理。

若队列110的发送速率(V110)下降，低于队列110的速率阈值(记为M110，比如，设置M110为T123的50％)，则认为队列110空闲，网络设备100将队里110的标识添加到队列资源表中。添加后的队列资源表，如表4所示。

表4

若队列120的发送速率(V120)上升，高于队列120的速率阈值(记为M120，比如，设置M120为T123的50％)，则认为队列120不再处于空闲状态，网络设备100将队里120的标识从队列资源表中删除。删除后的队列资源表，如表5所示。

限速速率	空闲队列
		T123	队列110、队列130
T456	队列140、队列150、队列160

表5

至此，完成本具体实施例的描述。

以上对本公开提供的方法进行了描述，下面对本公开提供的网络设备进行描述：

参见图4，为本公开提供的一种网络设备的硬件结构示意图。该网络设备可包括处理器401、存储有机器可执行指令的机器可读存储介质402。处理器401与机器可读存储介质402可经由系统总线403通信。并且，通过读取并执行机器可读存储介质402中与协议报文调度逻辑对应的机器可执行指令，处理器401可执行上文描述的协议报文调度方法。

本文提到的机器可读存储介质402可以是任何电子、磁性、光学或其他物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，所述机器可读存储介质402可以包括如下至少一个种存储介质：易失存储器、非易失性存储器、其它类型存储介质。其中，易失性存储器可为RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，非易失性存储器可为闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、存储盘(如光盘、DVD等)。

参见图5，从功能上划分，上述协议报文调度逻辑可以包括确定单元501、选择单元502以及调度单元503，其中：

确定单元501，用于若第一队列的发送速率达到所述第一队列的限速速率，从所述第一队列对应的协议中，确定待调度的第一协议；

选择单元502，用于从本地的队列资源表中，选择第二队列，所述队列资源表用于记录处于空闲状态的队列的标识；

调度单元503，用于将所述第一协议从所述第一队列调度至所述第二队列，以使所述第一协议的报文通过所述第二队列发送至处理器处理。

作为一个实施例，所述确定单元501，具体用于统计每一种协议的报文的发送速率；将最小发送速率对应的协议作为所述第一协议。

作为一个实施例，所述装置还包括：

添加单元，用于获取第三队列的发送速率，若所述第三队列的发送速率小于所述第三队列的速率阈值，将所述第三队列的标识添加到所述队列资源表中。

作为一个实施例，所述选择单元502，具体用于从所述队列资源表中，选择限速速率与所述第一队列的限速速率相同的队列作为所述第二队列。

作为一个实施例，所述装置还包括：

删除单元，具体用于获取第四队列的发送速率，若所述第四队列的发送速率达到所述第四队列的速率阈值，且所述队列资源表中记录有所述第四队列的标识，则删除所述队列资源表中的所述第四队列的标识。

本公开还提供一种包括机器可执行指令的机器可读存储介质，例如图4中的机器可读存储介质402，所述机器可执行指令可由网络设备中的处理器401执行，以实现以上描述的协议报文调度方法。

至此，完成图4所示网络设备的描述。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种协议报文调度方法，其特征在于，应用于网络设备，所述方法包括：

若第一队列的发送速率达到所述第一队列的限速速率，从所述第一队列对应的协议中，确定待调度的第一协议；

从本地的队列资源表中，选择第二队列，所述队列资源表用于记录处于空闲状态的队列的标识；

将所述第一协议从所述第一队列调度至所述第二队列，以使所述第一协议的报文通过所述第二队列发送至处理器处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述第一队列对应的协议中，确定待调度的第一协议，包括：

统计每一种协议的报文的发送速率；

将最小发送速率对应的协议作为所述第一协议。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取第三队列的发送速率，若所述第三队列的发送速率小于所述第三队列的速率阈值，将所述第三队列的标识添加到所述队列资源表中。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从本地的队列资源表中，选择第二队列，包括：

从所述队列资源表中，选择限速速率与所述第一队列的限速速率相同的队列作为所述第二队列。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取第四队列的发送速率，若所述第四队列的发送速率达到所述第四队列的速率阈值，且所述队列资源表中记录有所述第四队列的标识，则删除所述队列资源表中的所述第四队列的标识。

6.一种协议报文调度装置，其特征在于，应用于网络设备，所述装置包括：

确定单元，用于若第一队列的发送速率达到所述第一队列的限速速率，从所述第一队列对应的协议中，确定待调度的第一协议；

选择单元，用于从本地的队列资源表中，选择第二队列，所述队列资源表用于记录处于空闲状态的队列的标识；

调度单元，用于将所述第一协议从所述第一队列调度至所述第二队列，以使所述第一协议的报文通过所述第二队列发送至处理器处理。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述确定单元，具体用于统计每一种协议的报文的发送速率；将最小发送速率对应的协议作为所述第一协议。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

添加单元，用于获取第三队列的发送速率，若所述第三队列的发送速率小于所述第三队列的速率阈值，将所述第三队列的标识添加到所述队列资源表中。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述选择单元，具体用于从所述队列资源表中，选择限速速率与所述第一队列的限速速率相同的队列作为所述第二队列。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

删除单元，具体用于获取第四队列的发送速率，若所述第四队列的发送速率达到所述第四队列的速率阈值，且所述队列资源表中记录有所述第四队列的标识，则删除所述队列资源表中的所述第四队列的标识。

11.一种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。

12.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质内存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。