CN110768916A - 一种端口统计参数通告方法以及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种端口统计参数通告方法和设备，应用了该方法的通信设备上交换芯片识别收到的来自远程处理器所在服务器的多个参数远程查询报文；交换芯片根据每个参数远程查询参数携带的寄存器地址读取对应的统计参数；交换芯片为每个读取的统计参数生成一个参数远程响应报文；交换芯片向服务器发送生成的每个参数远程响应报文，以使服务器的处理器将收集到受控端口的全部所需统计参数处理为结构化的序列化的端口统计数据，并发往控制器，避免占用通信设备的处理器处理资源读取端口统计参数寄存器。

Description

一种端口统计参数通告方法以及设备
技术领域
本发明涉及通信技术，具体地讲是一种端口统计参数通告方法以及设备。
背景技术
在可视化应用中，采用带内遥测技术(In-band Network Telemetry)的网络设备可通过数据结构化技术(例如，protobuf技术)，将本地受控端口的统计参数进行串行化(serialization)处理后进行存储，然后通过UDP报文将串行化的端口统计数据发往软件定义网络(Software Define Network,SDN)控制器。
在已有方案中，网络设备的处理器逐个读取交换芯片上的寄存器，从而获取每个所需的统计参数，譬如端口接收/发送的报文总数流量、端口接收/发送的字节总数、端口发送的单播/组播/广播报文总数、端口发送/接收的报文的总数、队列中已添加的报文总数、队列中已添加的字节的总数、入口(ingress)流量状态、出口(egress)流量状态、入流量错误、出队列信息等等。
但是，网络设备的处理器往往还需要处理大量的协议报文以及部分需要软件处理的数据报文，当网络设备上受控端口的数目增加、受控端口所需的端口统计参数种类增加，处理器逐个读取每个端口统计参数的寄存器会极大占用该网络设备的处理器处理资源，降低设备处理器对于协议报文的处理能力。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种端口统计参数的通告方法以及设备，通过远程的服务器将通信设备的受控端口的全部所需端口统计参数处理为结构化的串行化端口统计数据。
为实现上述目的，本发明提供了一种端口统计参数的通告方法，其中，交换芯片识别收到的来自远程处理器所在服务器的多个参数远程查询报文；交换芯片根据每个参数远程查询参数携带的寄存器地址读取对应的端口统计参数；交换芯片向服务器发送生成的每个参数远程响应报文，通过发往服务器的这些参数远程响应报文以使服务器的处理器CPU将收集到受控端口的全部所需端口统计参数处理为结构化的序列化的端口统计数据，并发往控制器。
一种通告端口统计参数的设备，该设备包括处理单元以及一个以上交换芯片,其中，交换芯片，用于识别收到的来自远程处理器所在服务器的多个参数远程查询报文；根据每个所述参数远程查询参数携带的寄存器地址读取对应的端口统计参数；为每个读取的端口统计参数生成一个参数远程响应报文；向所述服务器发送生成的每个所述参数远程响应报文，以使所述服务器的处理器将收集到所述受控端口的全部所需端口统计参数处理为结构化的序列化的端口统计数据，并发往控制器。
本申请的有益效果在于，通过远程的服务器将通信设备的受控端口的全部所需端口统计参数处理为结构化的串行化端口统计数据并发往控制器，避免了读取端口统计参数寄存器占用过多的通信设备的处理器的处理资源，使控制器获取通信设备的端口的统计数据的同时，而不会影响通信设备的通信协议报文的处理。
附图说明
图1所示为一种端口统计参数的通告方法的流程图；
图2所示为本发明实施例提供建立远程受控列表的实施例的流程示意图；
图3所示为本发明实施例提供的盒式交换机内表项设置的示意图；
图4所示为本发明实施例提供的盒式交换机通知存储地址的示意图；
图5所示为本发明实施例提供发送远程获取的受控参数的流程示意图。
具体实施方式
将以多个附图所示的多个例子进行详细说明。在以下详细描述中，多个具体细节用于提供对本公开的全面理解。实例中没有详细地描述已知的方法、步骤、组件以及电路，以免使这些例子的难于理解。
使用的术语中，术语“包括”表示包括但不限于；术语“含有”表示包括但不限于；术语“以上”、“以内”以及“以下”包含本数；术语“大于”、“小于”表示不包含本数。术语“基于”表示至少基于其中一部分。
图1所示为端口统计参数通告方法的流程图，包括以下步骤：
步骤101，交换芯片识别收到的来自远程处理器所在服务器的多个参数远程查询报文；
步骤102，交换芯片根据每个参数远程查询参数携带的寄存器地址读取对应的端口统计参数；
步骤103，交换芯片为每个读取的端口统计参数生成一个参数远程响应报文；
步骤104，交换芯片向服务器发送生成的每个参数远程响应报文。
通过发往服务器的这些参数远程响应报文以使服务器的处理器CPU将收集到受控端口的全部所需端口统计参数处理为结构化的序列化的端口统计数据，并发往控制器。
图1所示实例的有益效果在于，通信设备的交换芯片基于服务器的指示将受控端口的全部所需端口统计参数发往服务器，由服务器的处理器将受控端口的这些端口统计参数处理为结构化的串行化端口统计数据并发往控制器，交换芯片硬件读取端口统计参数寄存器存储的端口统计参数，服务器进行远程数据处理，无需通信设备的处理器CPU参与，避免了通信设备的处理器CPU因读取端口统计参数寄存器而影响通信协议报文的处理。
如图2所示，SDN控制器21向SDN交换机22发送Open flow协议报文201，其中，Openflow协议报文201携带了受控端口列表以及SDN控制器21的IP地址21以及指定UDP端口号。受控端口列表中包含了SDN交换机22上受控端口的标识P1、P2以及P3。
SDN交换机22的任一交换芯片收到Open flow协议报文201，将其发送到SDN交换机的处理器220。处理器220确定端口P1位于交换芯片221、端口P2和P3位于交换芯片223。处理器220分别为交换芯片221和223分配的RCMAC1、RCMAC2用于RCPU(Remote CPU，远程CPU)报文交互，这些RCPU MAC是特殊分配的MAC，与其他MAC地址不重复，专用于通告端口统计参数。
如图2所示，处理器220通过芯片间交互报文分别通知交换芯片221和223分配的RCMC1、RCMAC2。
交换机22的处理器220基于ARP协议学习服务器23的IP地址IP23对应的RSMAC(即服务器23用于转发RCPU报文的MAC地址)以及出端口P4。处理器220在交换芯片221、222、以及223的二层转发表中设置RSMAC对应于出端口P4，用于向服务器23发送RCPU报文。
交换机22的处理器220还可进一步根据交换机内部的芯片间转发路径，在交换芯片223、222的二层转发表中设置RCMAC1对应的出端口是各自到达交换芯片221的芯片互联口。
但是，受控端口P2、P3与到达服务器23的出端口P4位于交换芯片223，处理器220则不需要设置二层转发表项用于向交换芯片223发送来自服务器23的RCPU报文。
如图3所示，处理器220从交换芯片221获取端口P1的每个所需端口统计参数的寄存器的地址；从交换芯片223获取端口P2的每个所需端口统计参数的寄存器的地址、端口P3的每个所需端口统计参数的寄存器的地址。
处理器220将端口P1对应的RCMAC1、SDN控制器的IP地址23、指定UDP端口号、每个所需受控参数对应的寄存器的地址封装在的TCP报文中，以交换机22的IP地址IP22和MAC地址MAC22为源地址，以服务器23的IP地址和RS MAC地址为目的地址将TCP报文封装为地址通告报文202，通过出端口P4发往同一个二层网络内服务器23。
处理器220可通过另一个地址通告报文，向服务器23通知端口P2和P3对应的RCMAC2、SDN控制器的IP地址、指定UDP端口号、每个所需受控参数对应的寄存器的地址。
图1中，服务器23收到地址通告报文202，在远程受控端口列表分别记录端口P1对应于RCMAC1、SDN控制器的IP地址、指定UDP端口号、每个寄存器的地址，记录端口P2对应于RCMAC1、SDN控制器的IP地址、指定UDP端口号、每个寄存器的地址，以及记录端口P3对应于RCMAC2、SDN控制器的IP地址、指定UDP端口号、每个寄存器的地址封装在TCP报文的数据。
服务器23在二层转发表中记录RCPU转发表项，记录RCMAC1对应于学习到MAC22的出端口(图中未示出)、记录RCMAC2对应于学习到MAC22的出端口的出端口。
按照预定的查询周期，服务器23生成参数远程查询报文P11，其中，源MAC地址为RSMAC(服务器23的MAC地址)，目的MAC为RCMAC1(端口P1所在交换芯片221的RCPU MAC)，以太网类型(Ethernet Type)为RCPU类型，VLAN ID是指定VLAN ID。该参数远程查询报文P11是RCPU报文，参数远程查询报文P11内部携带有端口P1对应的寄存器地址add1。RCPU报文内层不封装IP报文。
服务器23在二层转发表中查找到参数远程查询报文P11的目的MAC地址RCMAC1的出端口，发送参数远程查询报文P11。
交换机22的交换芯片223收到参数远程查询报文P11，查找到目的MAC地址为RCMAC1对应的芯片互联口，将参数远程查询报文P11发送到交换芯片222。交换芯片222收到参数远程查询报文P11，查找到目的MAC地址为RCMAC1对应的芯片互联口，将参数远程查询报文P11发送到交换芯片223。这样，参数远程查询报文P11在交换机22内部被发送到交换芯片222。
交换芯片223收到参数远程查询报文P11，识别类型为RCPU类型且源MAC地址为RSMAC、目的MAC地址为RCMAC1以及VLAN ID为指定VLAN，根据报文P11的请求指示字段从寄存器地址add1读取该寄存器存储的端口统计参数。
交换机22的交换芯片221基于读取到的端口统计参数以及寄存器地址add1生成参数远程响应报文P11’，其中，参数远程响应报文P11也是RCPU报文，源MAC地址为交换芯片221的RCMAC1，目的MAC为服务器23的RSMAC，类型为RCPU类型以太网，VLAN ID为指定VLAN。
交换芯片221根据指定VLAN以及目的MAC地址RSMAC在二层转发表中查找到出端口P4。交换芯片221确定出端口P4在交换芯片223，通过芯片间的转发路径将参数远程响应报文P11’发送到交换芯片222。同样地，交换芯片222根据指定VLAN以及RSMAC在二层转发表中查找到出端口P4，通过芯片间的转发路径将参数远程响应报文P11’发送到交换芯片223。交换芯片223在二层转发表中查找到参数远程响应报文P11’的指定VLAN以及目的MAC地址RSMAC对应的出端口P4，通过出端口P4将参数远程查询报文P11’发往服务器23。
服务器23收到参数远程响应报文P11’，识别类型为RCPU类型且源MAC地址为RCMAC1、目的MAC地址为RSMAC以及VLAN ID为指定VLAN，在受控端口列表记录端口P1的寄存器地址add1存储的端口参数。因为每个端口参数的寄存器地址不同，根据寄存器地址可确定该寄存器存储的端口统计参数对应的受控端口。
服务器23为端口P1对应的其他寄存器地址生成参数远程查询报文P12-P1n，交换机22发送参数远程响应报文P12’-P1n’。
服务器23确定受控端口列表中端口P1对应的各寄存器地址的端口参数已全部收集完毕，将收集到所有所需端口统计参数处理为结构化的序列化的端口统计数据，譬如protobuf格式的端口统计数据。
服务器23基于APR协议获取SDN控制器的IP地址IP21对应的MAC地址MAC21和出端口。服务器23以受控端口列表中P1对应的UDP端口号为目的UDP端口号，将端口P1的端口统计数据封装于UDP报文。服务器23以受控端口列表中P1对应IP21为目的IP地址，以MAC21为目的MAC21，将UDP报文封装为统计数据通告报文231，通过出端口发往SDN控制器21。
服务器23与交换机22收集端口P2和P3所有参数的方式与收集端口P1参数的方式相同，当某个端口所有所需的端口统计参数收集完毕后，整理收集到的端口统计参数处理为结构化序列化格式的端口统计数据。
图2-图5仅为本发明提供的实施例之一，需要说明的是，交换机内部不同交换芯片间转发来自服务器23的RCPU报文不是必需执行的技术特征；当交换机具有单交换芯片；或者，交换机具有多交换芯片但受控端口与到达服务器23的出端口位于同一个交换芯片；在这些情况下交换机的处理器则无需设置芯片间转发RCPU报文的RCPU表项，只设置向服务器23发送RCPU报文的RCPU表项。对于框式交换机或者多交换芯片的盒式交换机，当受控端口与到达服务器23的出端口位于不同交换芯片时，按照已有的交换芯片间转发以太网报文的方式，芯片间的转发路径设置向某个转发发送RCPU报文的RCPU表项。或者，根据网络设置，在交换机的处理器上静态配置向服务器23发送RCPU报文的RCPU表项。
在图2-图5中，交换机22与服务器23之间交互的RCPU报文的VLAN标识的作用是参数通告域标识，交换机22与服务器23之间还可以通过二层虚拟专用网L2VPN的一个专用虚拟转发实例VSI中建立隧道，基于两者之间的隧道封装RCPU报文，并在L2VPN封装中携带一个指定VSI标识，作为参数通告域标识。图5中的服务器23还可以将参数远程查询报文p11-P1n先发往交换机22；交换机22的交换芯片先缓存这些报文，然后将每个读取到的端口参数寄存器中存储的端口统计参数及其寄存器的地址携带在参数远程响应报文中，发往服务器23。
本申请的有益效果在于，通过远程的服务器将通信设备的受控端口的全部所需端口统计参数处理为结构化的串行化端口统计数据并发往控制器，避免了读取端口统计参数寄存器占用过多的通信设备的处理器的处理资源，使控制器获取通信设备的端口的统计数据的同时，而不会影响通信设备的通信协议报文的处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种端口统计参数通告方法，其特征在于，所述方法包括，
交换芯片识别收到的来自远程处理器所在服务器的多个参数远程查询报文；
交换芯片根据每个所述参数远程查询参数携带的寄存器地址读取对应的端口统计参数；
交换芯片为每个读取的端口统计参数生成一个参数远程响应报文；
交换芯片向所述服务器发送生成的每个所述参数远程响应报文，以使所述服务器的处理器将收集到所述受控端口的全部所需端口统计参数处理为结构化的序列化的端口统计数据，并发往控制器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，交换芯片识别收到的来自远程处理器所在服务器的多个参数远程查询报文是指，
交换芯片基于被设置为所述服务器的远程处理器MAC地址的源MAC地址、被设置为受控端口所属芯片的通告MAC地址的目的MAC地址、被设置为远程处理器协议报文的报文类型以及被设置为参数通告域标识的转发域标识，识别每个所述参数远程查询报文。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，交换芯片识别收到的来自远程处理器所在服务器的多个参数远程查询报文之前，所述方法还包括，
处理器生成携带了所述受控端口、关联的多个所述寄存器地址、控制器的IP地址以及指定UDP端口号的地址通告报文；其中，所述指定UDP端口号用于指示封装所述结构化的序列化的端口统计数据的目的UDP端口号。
交换芯片向远程处理器所在的服务器发送所述地址通告报文。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理器生成携带了所述受控端口关联多个所述寄存器地址、控制器的IP地址以及指定UDP端口号的地址通告报文之前，所述方法还包括，
所述处理器接收来自所述控制器的受控端口通知报文；所述受控端口通知报文携带了所述受控端口的标识；
所述处理器识别所述受控端口所属交换芯片；
所述处理器为识别的交换芯片分配所述通告MAC地址；其中，所述通告MAC地址用于与远程处理器所在的服务器交互远程处理器协议报文；
所述处理器在所述交换芯片上设置远程处理器表项；其中，所述远程处理表项记录了获取的所述服务器的MAC地址以及参数通告域标识对应于到达所述服务器的出端口；
所述处理器获取所述交换芯片上存储所述受控端口各所需端口统计参数的各寄存器地址。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述参数通告域标识为用以转发所述远程处理器协议报文的虚拟局域网的标识或者二层虚拟专用网的虚拟转发实例标识。
6.一种通告端口统计参数的设备，该设备包括处理单元以及一个以上交换芯片，其特征在于，
交换芯片，用于识别收到的来自远程处理器所在服务器的多个参数远程查询报文；根据每个所述参数远程查询参数携带的寄存器地址读取对应的端口统计参数；为每个读取的端口统计参数生成一个参数远程响应报文；向所述服务器发送生成的每个所述参数远程响应报文，以使所述服务器的处理器将收集到所述受控端口的全部所需端口统计参数处理为结构化的序列化的端口统计数据，并发往控制器。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述交换芯片，用于基于被设置为所述服务器的远程处理器MAC地址的源MAC地址、被设置为受控端口所属芯片的通告MAC地址的目的MAC地址、被设置为远程处理器协议报文的报文类型以及被设置为参数通告域标识的转发域标识，识别每个所述参数远程查询报文。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述处理器用于生成携带了所述受控端口关联多个所述寄存器地址、控制器的IP地址以及指定UDP端口号的地址通告报文；所述地址通告报文用于指示基于所述控制器的IP地址以及指定UDP端口号封装所述端口统计数据。
交换芯片向远程处理器所在的服务器发送所述地址通告报文。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于接收携带了所述受控端口的标识的受控端口通知报文；识别所述受控端口所属交换芯片；为识别的交换芯片分配所述通告MAC地址；在所述交换芯片上设置远程处理器表项；获取所述交换芯片上存储所述受控端口各所需端口统计参数的各寄存器地址；其中，所述通告MAC地址用于与远程处理器所在的服务器交互远程处理器协议报文；所述远程处理表项记录了获取的所述服务器的MAC地址以及参数通告域标识对应于到达所述服务器的出端口。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，参数通告域标识为用以转发所述远程处理器协议报文的虚拟局域网的标识或者二层虚拟专用网的虚拟转发实例标识。
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