CN112637079B - 一种多线路流量冲击控制方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多线路流量冲击控制方法，应用于接入节点设备，采用接入节点设备的网管配置接入端口参数及接入策略；在有待接入端口入网时，检测正在使能端口数，根据正在使能端口数及接入策略，使能待接入端口或延迟使能，进行端口接入控制；接口板数据以太网接口上行发送到应用层以及下行发送到硬件线路时，采用短包数据聚合机制进行控制,将短时间内的多个接入终端传输的信令短包数据，聚合为大包进行解析处理。本发明提出的方案能够使得多线路端口有序受控接入，平滑了网络流量，避免所有线路同时接入时，所有终端同时接入下的流量冲突，导致所有终端用户长时间无法接入或接入失败异常，保证系统用户有序可靠接入网络。

Description

一种多线路流量冲击控制方法及设备

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种多线路流量冲击控制方法及设备。

背景技术

随着互联网的快速发展，各类业务终端接入数量成几何级增长，网络流量问题日益突出。网络流量瞬时洪峰，导致终端接入或业务服务受阻，严重情况下，网络瘫痪，终端无法接入，业务无法得到服务。网络流量监控，一直以来，是互联网的重点监控与解决的问题。

现行网络中，网络流量监控使用最多的是，在接入点监控接入流量，在流量进入预警阀值时，丢弃数据包，保证接入点设备正常工作。该流量监控方法，未能精细化识别终端用户特性，在网络近拥塞时，只作粗暴数据丢弃，可能使得特定用户得不到服务，严重时，所有用户服务受损。

如图1所示，在接入节点设备开机时，其下连接的多个端口、多个接入设备下多个终端用户，需要同时进入网络，完成终端到接入节点的注册与认证。终端接入认证协议，使用欧标环路信令及同步序列软件搜索方式；终端同时接入时，短时间内产生大量短包数据冲击，导致接入节点入口处的以太网接口及处理器处理峰值压力，处理器处理响应不及，触发终端通信双方应用层超时重发，加剧网络及处理器压力，影响终端接入时效，严重时导致终端接入失败。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提供了一种多线路流量冲击控制方法，解决多线路多终端同时接入下的流量冲击问题。

本发明采用的技术方案如下：一种多线路流量冲击控制方法，应用于接入节点设备，采用接入节点设备的网管配置接入端口参数及接入策略；在有待接入端口入网时，检测正在使能端口数，根据正在使能端口数及接入策略，使能待接入端口或延迟使能，进行端口接入控制；接口板数据以太网接口上行发送到应用层以及下行发送到硬件线路时，采用短包数据聚合机制进行控制,将短时间内的多个接入终端传输的信令短包数据，聚合为适当的大包进行解析处理。

进一步的，所述接入节点网管根据接入节点设备入网规划，配置接入点接口板端口开放属性，在网络管理层面许可接入端口入网；在接入节点设备开机时，网管配置参数下发到接口板，使能端口工作，同时，网管根据接入设备下终端用户情况，配置接入策略参数，下发至接口板，由接口板进行端口接入控制。

进一步的，所述接入策略包括网络支持同时接入端口数及避让定时器时间参数。

进一步的，接口板的端口默认状态下使能关闭，其使能工作由接口板软件动态触发；接口板软件定时检测网管配置开放接入端口的连接状态，当端口连接状态UP后，检查当前正在使能端口数，如果当前使能端口数小于网管配置最大同时使能端口数，接口板软件立即通知接口板硬件使能端口；如果当前使能端口数不小于最大使能端口数，则启动端口使能避让定时器，当定时器结束时，再使能端口或再次等待使能。

进一步的，所述采用短包数据聚合机制的具体过程为：

步骤1、设置并启动缓存信令发送定时器，初始化缓存；

步骤2、接收信令，判断是否为环路信令，是则进入步骤3，否则进入步骤5；

步骤3、对信令进行数据解析并缓存，信令缓存数加1，判断信令缓存数是否超过缓存门限，是则进入步骤4，否则进入步骤2；

步骤4、发送所有缓存的信令并清空缓存；

步骤5、结束操作；

在上述过程中，只要缓存信令发送定时器到达设定时间，直接判断缓存信令是否为空，若为空进入步骤5；不为空则进入步骤4。

本发明还提供了一种多线路流量冲突控制设备，包括网管配置模块、接入认证模块、接口板中的接口板软件及硬件FPGA；

网管配置模块，用于下发网管配置参数及接入策略至接口板；

接入认证模块，用于终端注册与接入认证协议处理；

接口板软件，用于根据网管配置参数及接入策略，检测正在使能端口数，进行端口接入控制，完成接入认证协议数据转发；

硬件FPGA，用于根据软件端口接入控制，实现端口数据接收控制；在端口未使能下，不予接收线路端口数据，默认状态下，硬件端口使能关闭。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

1)平滑以太网流量

多线路流量控制机制，使得多线路端口有序受控接入，平滑了网络流量，避免所有线路同时接入时，所有终端同时接入下的流量冲突，导致所有终端用户长时间无法接入或接入失败异常，保证系统用户有序可靠接入网络。

2)提升以太网效率

短包数据聚合机制，使得网络性能及使用效率，大为提高，解决了多线路多终端大量短包影响以太网接口性能问题，保证了用户正常稳定接入。

3)提高处理器能力

嵌入式处理器能力一般有限，如果大量应付以太网接口数据处理，势必影响处理器上层协议解析时效性，影响处理服务能力。在进行了多线路流量冲突控制以及短包数据聚合后，处理器能力得以提升，保证了系统的正常服务功能。

附图说明

图1为多线路接入网络示意图。

图2为本发明提出的多线路流量冲突控制设备架构示意图。

图3为本发明提出的多线路流量冲突控制方法中的端口受控接入流程图。

图4为本发明提出的多线路流量冲突控制方法中的短包数据聚合处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

在高可靠性要求的通信网络系统，以及典型的军事领域中，急需可靠、高效的通信设备构建一个稳定、可靠的通信接入网络。本发明的目的在于提供一种多线路流量冲击控制方法，针对网络特定场景流量冲击解决以下问题：

(1)网络接入节点设备开机，大量线路终端设备集中接入，瞬时流量洪峰超过接入设备处理能力，导致终端接入失败问题。通过设计限流策略，解决多线路流量冲突，保证终端用户有序正常接入。

(2)解决短信令消息大量进入，对以太网资源过度消耗，提高设备流量的处理能力与效率。

如图1，一种多线路流量冲击控制方法，应用于接入节点设备，采用接入节点设备的网管配置接入端口参数及接入策略；在有待接入端口入网时，检测正在使能端口数，根据正在使能端口数及接入策略，使能待接入端口或延迟使能，进行端口接入控制；接口板数据以太网接口上行发送应用层以及下行发送到硬件线路时，采用短包数据聚合机制进行控制,将短时间内的多个接入终端传输的信令短包数据，聚合为适当的大包进行解析处理。

其中，接入节点网管根据接入节点设备入网规划，配置接入点接口板端口开放属性，在网络管理层面许可接入端口入网；在接入节点设备开机时，网管配置参数下发到接口板，使能端口工作，同时，网管根据接入设备下终端用户情况，配置接入策略参数，下发至接口板，由接口板进行端口接入控制。

所述接入策略包括网络支持同时接入端口数及避让定时器时间参数。

如图3所示，接口板的端口默认状态下使能关闭，其使能工作由接口板软件动态触发；接口板软件定时检测网管配置开放接入端口的连接状态，当端口连接状态UP后，检查当前正在使能端口数，如果当前使能端口数小于网管配置最大同时使能端口数，接口板软件立即通知接口板硬件使能端口；如果当前使能端口数不小于最大使能端口数，则启动端口使能避让定时器，当定时器结束时，再使能端口或再次等待使能。使用网管配置接入端口开放使能、软件检测接入设备端口连接状态、软件动态使能硬件开放接收接入设备端口数据，三种状态一体化联动管理接入设备端口流量控制机制，实现接入节点下的接入设备有序受控顺畅接入，保证接入设备下的终端用户高效稳定接入网络。

在本实施例中，在接口板数据上行到应用层与下行到硬件线路两个方向，均采用短包数据聚合机制在进行控制。接入终端以欧标环路信令方式接入，该信令流经硬件FPGA提取后，以以太网帧发送到处理器进行解析处理，该信令消息长度较短，单终端用户净荷仅几个字节。由于多线路多终端同时接入，此种短包数据大量产生与收发，极大降低以太网接口速率，极大影响处理器处理效率。

短包数据聚合控制机制，实现该短包数据分类缓存、聚合为大包后，延时发送，减少大量短包对以太网接口流量压力，保证数据正常处理。

如图4所示，具体的，所述采用短包数据聚合机制的具体过程为：

步骤1、设置并启动缓存信令发送定时器，初始化缓存；

步骤2、接收信令，判断是否为环路信令，是则进入步骤3，否则进入步骤5；

步骤3、对信令进行数据解析并缓存，信令缓存数加1，判断信令缓存数是否超过缓存门限，是则进入步骤4，否则进入步骤2；

步骤4、发送所有缓存的信令并清空缓存；

步骤5、结束操作；

在上述过程中，只要缓存信令发送定时器到达设定时间，直接判断缓存信令是否为空，若为空进入步骤5；不为空则进入步骤4。

如图2所示，本发明还提供了一种多线路流量冲突控制设备，应用于接入节点设备中，包括网管配置模块、接入认证模块、接口板中的接口板软件、硬件FPGA；

网管配置模块，用于下发网管配置参数及接入策略至接口板；

接入认证模块，用于终端注册与接入认证协议处理；

接口板软件，用于根据网管配置参数及接入策略，检测正在使能端口数，进行端口接入控制，完成接入认证协议数据转发；

硬件FPGA，用于根据软件端口接入控制，实现端口数据接收控制；在端口未使能下，不予接收线路端口数据，默认状态下，硬件端口使能关闭。

本发明与其他网络流控控制措施相比，具备的主要技术优势：

(1)流量控制预见性：多线路流量控制采用网管配置、硬件和软件一体化设计，有序解决因多线路多终端同时接入造成流量洪峰冲突问题，确保接入网络下终端同时接入的可靠性，满足多终端同时接入的时效性需求。

(2)短包数据聚合性：本方法中通过特定协议数据短包数据聚合为适当大包数据，减少网络中短包数据对以太网资源的过度消耗与处理器处理压力，解决网络使用效率低问题，提升了网络性能及处理器性能。

(3)流量参数灵活性：本方法流量控制参数，依据不同的接入网络及终端配备特性，通过网管，可灵活配置同时接纳接入端口数，以及端口接入避让时间，极大适应网络特性，保证不同网络配备下的多终端用户的稳定、可靠接入。

本发明解决了多线路多终端同时接入的流量冲突问题，保证了不同接入网络配置场景下，终端同时接入的稳定性与可靠性。适用于军队保密通信中高可靠性用户接入需求场景，在其他可预知性网络场景的多终端用户接入领域也有重要应用前景。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (5)

1.一种多线路流量冲击控制方法，其特征在于，应用于接入节点设备，采用接入节点设备的网管配置接入端口参数及接入策略；在有待接入端口入网时，检测正在使能端口数，根据正在使能端口数及接入策略，使能待接入端口或延迟使能，进行端口接入控制；接入节点设备的接口板数据以太网接口上行发送到应用层以及下行发送到硬件线路时，采用短包数据聚合机制进行控制,将短时间内的多个接入终端传输的信令短包数据，聚合为大包进行解析处理；

接口板的端口默认状态下使能关闭，其使能工作由接口板软件动态触发；接口板软件定时检测网管配置开放接入端口的连接状态，当端口连接状态UP后，检查当前正在使能端口数，如果当前使能端口数小于网管配置最大同时使能端口数，接口板软件立即通知接口板硬件使能端口；如果当前使能端口数不小于最大使能端口数，则启动端口使能避让定时器，当定时器结束时，再使能端口或再次等待使能。

2.根据权利要求1所述的多线路流量冲击控制方法，其特征在于，所述接入节点设备的网管根据接入节点设备入网规划，配置接入点接口板端口开放属性，在网络管理层面许可接入端口入网，完成接入端口参数配置；在接入节点设备开机时，网管配置参数下发到接口板，使能端口工作，同时，网管根据接入设备下终端用户情况，配置接入策略参数，下发至接口板，由接口板进行端口接入控制。

3.根据权利要求2所述的多线路流量冲击控制方法，其特征在于，所述接入策略包括网络支持同时接入端口数及避让定时器时间参数。

4.根据权利要求1-3任一所述的多线路流量冲击控制方法，其特征在于，所述采用短包数据聚合机制的具体过程为：

步骤1、设置并启动缓存信令发送定时器，初始化缓存；

步骤2、接收信令，判断是否为环路信令，是则进入步骤3，否则进入步骤5；

步骤3、对信令进行数据解析并缓存，信令缓存数加1，判断信令缓存数是否超过缓存门限，是则进入步骤4，否则进入步骤2；

步骤4、发送所有缓存的信令并清空缓存；

步骤5、结束操作；

在上述过程中，只要缓存信令发送定时器到达设定时间，直接判断缓存信令是否为空，若为空进入步骤5；不为空则进入步骤4。

5.一种多线路流量冲突控制设备，其特征在于，包括网管配置模块、接入认证模块、接口板中的接口板软件及硬件FPGA；

网管配置模块，用于下发网管配置参数及接入策略至接口板；

接入认证模块，用于终端注册与接入认证协议处理；

接口板软件，用于根据网管配置参数及接入策略，检测正在使能端口数，进行端口接入控制，完成接入认证协议数据转发；

硬件FPGA，用于根据软件端口接入控制，实现端口数据接收控制；在端口未使能下，不予接收线路端口数据，默认状态下，硬件端口使能关闭；

接口板的端口默认状态下使能关闭，其使能工作由接口板软件动态触发；接口板软件定时检测网管配置开放接入端口的连接状态，当端口连接状态UP后，检查当前正在使能端口数，如果当前使能端口数小于网管配置最大同时使能端口数，接口板软件立即通知接口板硬件使能端口；如果当前使能端口数不小于最大使能端口数，则启动端口使能避让定时器，当定时器结束时，再使能端口或再次等待使能。

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