CN113726690B - 一种协议报文的上传方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种协议报文的上传方法，所述方法包括：根据优先级将协议报文分配至对应的报文队列，并确定报文队列的队列上传速率；根据报文优先级为报文队列设置对应的上传限速值；根据队列上传速率和上传限速值将所有报文队列划分为第一报文队列和第二报文队列；将报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率，并根据报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据剩余可用带宽设置第二报文队列的实际上传速率；控制报文队列按照对应的实际上传速率上传协议报文。本申请能够避免CPU被长期占用，降低CPU的业务压力。本申请还公开了一种协议报文的上传系统、一种电子设备及一种存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种协议报文的上传方法、系统、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种协议报文的上传方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

数据中心的交换机启动后，系统需要持续运行各种任务。CPU需要维护和管理设备在状态的系统任务，同时需要管理外部访问网络管理流量，CPU还需要处理网络控制报文，发送和接收协议报文、进行协议运算、更新转发表。所以CPU上可能有很多活跃的任务，设备支持的特性越多，系统运行的任务也越多。如果上送CPU的报文速率过快，或者某任务长时间占用CPU，CPU将高负荷运行，可能无法及时调度其他任务，进而引发业务异常。

因此，如何有效避免CPU被长期占用，降低CPU的业务压力是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种协议报文的上传方法、系统、一种电子设备及一种存储介质，能够有效避免CPU被长期占用，降低CPU的业务压力。

为解决上述技术问题，本申请提供一种协议报文的上传方法，该协议报文的上传方法包括：

根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，并确定每一所述报文队列的队列上传速率；

根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值；其中，所述报文优先级与所述上传限速值正相关；

根据所述队列上传速率和所述上传限速值将所有所述报文队列划分为第一报文队列和第二报文队列；其中，所述第一报文队列的队列上传速率小于或等于对应的上传限速值，所述第二报文队列的队列上传速率大于对应的上传限速值；

将所述第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率，并根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率；

控制所述报文队列按照对应的实际上传速率上传所述协议报文。

可选的，根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率，包括：

获取向所述交换机CPU上传所述协议报文的可用总带宽；

将所述可用总带宽与所有所述第一报文队列的实际上传速率之差作为所述剩余可用带宽；

根据所述报文优先级将所述剩余可用带宽分配至所有第二报文队列，得到新的上传限速值；

判断所有所述第二报文队列的队列上传速率是否均大于对应的新的上传限速值；

若是，则将所述新的上传限速值设置为所述第二报文队列的实际上传速率；

若否，则将队列上传速率小于或等于新的上传限速值的第二报文队列设置为新的第一报文队列，并进入将所述可用总带宽与所有第一报文队列的实际上传速率之差作为所述剩余可用带宽的步骤。

可选的，所述根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，包括：

获取所述报文优先级和所述报文队列的队列ID的对应关系；其中，所述队列ID的值与所述报文优先级正相关；

根据所述报文优先级与所述队列ID的对应关系将所述协议报文分配至对应的报文队列。

可选的，根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值，包括：

根据所述报文优先级和所述队列ID的对应关系确定每一所述报文队列的带宽分配比例；其中，所述带宽分配比例为报文队列的队列ID值与所有报文队列的队列ID值总和的比值；

根据所述带宽分配比例与可用总带宽的乘积确定每一所述报文队列对应的上传限速值。

可选的，确定每一所述报文队列的队列上传速率，包括：

计算所述报文队列中每一类的报文协议的报文上传速率之和，得到所述报文队列的队列上传速率。

可选的，所述报文协议包括CPU管理事件对应的协议报文；其中，所述CPU管理事件包括管理设备组件的事件、管理外部访问的事件、管理集群系统的事件、管理配置的网络控制协议的事件、管理报文的事件和管理MAC地址的事件中的任一类事件或任几类事件的组合。

可选的，若所述报文队列中包括N种协议报文，所述控制所述报文队列按照对应的实际上传速率上传所述协议报文，包括：

将所述报文队列的实际上传速率除以N得到每种协议报文的标准分配速率；

若符合第一条件，则按照所述标准分配速率上传对应的协议报文；其中，所述第一条件为所有所述协议报文的报文上传速率均大于所述标准分配速率；

若符合第二条件，则按照所述协议报文的报文上传速率上传对应的协议报文；其中，所述第二条件为所有所述协议报文的报文上传速率均小于或等于所述标准分配速率；

若不符合所述第一条件和所述第二条件，则按照所述报文上传速率上传对应的第一类协议报文，根据所有所述第一类协议报文的报文上传速率和所述报文队列的实际上传速率确定队列剩余带宽，并按照所述队列剩余带宽上传第二类协议报文；其中，所述第一类协议报文的报文上传速率小于或等于所述标准分配速率，所述第二类协议报文的报文上传速率大于所述标准分配速率。

本申请还提供了一种协议报文的上传系统，该系统包括：

报文分配模块，用于根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，并确定每一所述报文队列的队列上传速率；

限速值确定模块，用于根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值；其中，所述报文优先级与所述上传限速值正相关；

队列划分模块，用于根据所述队列上传速率和所述上传限速值将所有所述报文队列划分为第一报文队列和第二报文队列；其中，所述第一报文队列的队列上传速率小于或等于对应的上传限速值，所述第二报文队列的队列上传速率大于对应的上传限速值；

实际速率确定模块，用于将所述第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率，并根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率；

上传模块，用于控制所述报文队列按照对应的实际上传速率上传所述协议报文。

本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述协议报文的上传方法执行的步骤。

本申请还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述协议报文的上传方法执行的步骤。

本申请提供了一种协议报文的上传方法，包括：根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，并确定每一所述报文队列的队列上传速率；根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值；其中，所述报文优先级与所述上传限速值正相关；根据所述队列上传速率和所述上传限速值将所有所述报文队列划分为第一报文队列和第二报文队列；其中，所述第一报文队列的队列上传速率小于或等于对应的上传限速值，所述第二报文队列的队列上传速率大于对应的上传限速值；将所述第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率，并根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率；控制所述报文队列按照对应的实际上传速率上传所述协议报文。

本申请按照报文优先级将协议报文分配至对应的报文队列，使得每一报文队列中的协议报文的报文优先级相同。本申请根据报文队列对应的报文优先级为每一报文队列设置对应的上传限速值。本申请将队列上传速率小于或等于上传限速值的报文队列设置为第一报文队列，并第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率。当第一报文队列的队列上传速率小于上传限速值时，本实施例根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽。本实施例将队列上传速率大于上传限速值的报文队列设置为第二报文队列，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率。通过上述方式能够为队列上传速率小于或等于上传限速值的报文队列提供满足其全部上传需求的带宽，为队列上传速率大于上传限速值的报文队列提供尽可能多的带宽。因此本申请能够有效避免CPU被长期占用，降低CPU的业务压力。本申请同时还提供了一种协议报文的上传系统、一种电子设备和一种存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种协议报文的上传方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种数据中心的交换机的报文接收示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种协议报文的上传系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种协议报文的上传方法的流程图。

具体步骤可以包括：

S101：根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，并确定每一所述报文队列的队列上传速率；

其中，本实施例中的报文协议包括CPU(central processing unit，中央处理器)管理事件对应的协议报文；其中，所述CPU管理事件包括管理设备组件的事件、管理外部访问的事件、管理集群系统的事件、管理配置的网络控制协议的事件、管理报文的事件和管理MAC(Media Access Control Address，媒体存取控制位址)地址的事件中的任一类事件或任几类事件的组合。

对于管理配置的网络控制协议，CPU可以设置任意数量个报文队列，以便对报文队列中的协议报文进行上传。报文队列中可以包括任意种类数的协议报文，同一报文队列中的协议报文的报文优先级相同。

每一类的协议报文实际需要上传的速率为报文上传速率，计算所述报文队列中每一类的报文协议的报文上传速率之和，可以得到所述报文队列的队列上传速率。队列上传速率即队列内所有类别的协议报文需要上传的速率，但由于CPU的性能有限，报文队列中上传协议报文的实际上传速率可以小于队列上传速率，超过实际上传速率的协议报文会被丢弃。本申请中报文上传速率和队列上传速率均为需要上传报文的速率(即需求值)，实际上传速率为实际能够上传CPU的速率(即实际值)。

S102：根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值；

其中，为了保证重要的协议报文被上传，减少报文丢弃率，本步骤会根据每一报文队列对应的报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值。本实施例中报文优先级与所述上传限速值正相关，以保证报文优先级高的协议报文被分配更高的或符合实际需求的带宽。

通过设置上传限速值，能够保证报文队列内所有类别的协议报文的实际上传速率小于或等于上传限速值，避免CPU被长期占用，降低CPU的业务压力。

S103：根据所述队列上传速率和所述上传限速值将所有所述报文队列划分为第一报文队列和第二报文队列；

其中，在得到每一报文队列的队列上传速率和每一报文队列的上传限速值之后，本实施例可以确定队列上传速率小于或等于对应的上传限速值的第一报文队列，以及队列上传速率大于对应的上传限速值的二报文队列。

S104：将所述第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率，并根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率；

其中，由于分配的上传限速值能够满足第一报文队列的报文上传需求，可以直接将第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率。进一步的，由于第一报文队列的报文上传需求小于或等于上传限速值，且第一报文的实际上传速率为队列上传速率，上传限速值对应的带宽大于或等于第一报文队列的实际上传速率对应的带宽，即可能存在未使用的带宽。本申请根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据CPU的剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率，以使所有第二报文队列的实际上传时占用的带宽等于或接近于CPU的剩余可用带宽。本实施例可以将CPU的可用总带宽减去所有第一报文队列的实际上传速率得到剩余可用带宽。

举例说明上述过程，将CPU利用率为70％时的带宽作为用于上传协议报文的可用带宽，如每秒1500个协议报文，报文队列A的报文优先级高于报文队列B的报文优先级，报文队列A的上传限速值为1000个每秒，报文队列B的上传限速值为，500个每秒。若报文队列A的队列上传速率为800个每秒，报文队列B的队列上传速率为900个每秒时，可以将800个每秒作为报文队列A的实际上传速率；此时CPU的剩余可用带宽对应的速率为700个每秒，将700个每秒作为报文队列B的实际上传速率，报文队列B中每秒丢弃200个协议报文。

S105：控制所述报文队列按照对应的实际上传速率上传所述协议报文。

其中，在得到每一报文队列的实际上传速率之后，本实施例可以基于控制第一报文队列和第二报文队列按照对应的实际上传速率上传报文队列内的协议报文。具体的，本实施例将报文队列中的协议报文上传(上送)至CPU，以便CPU进行处理。

本实施例按照报文优先级将协议报文分配至对应的报文队列，使得每一报文队列中的协议报文的报文优先级相同。本实施例根据报文队列对应的报文优先级为每一报文队列设置对应的上传限速值。本实施例将队列上传速率小于或等于上传限速值的报文队列设置为第一报文队列，并第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率。当第一报文队列的队列上传速率小于上传限速值时，本实施例根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽。本实施例将队列上传速率大于上传限速值的报文队列设置为第二报文队列，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率。通过上述方式能够为队列上传速率小于或等于上传限速值的报文队列提供满足其全部上传需求的带宽，为队列上传速率大于上传限速值的报文队列提供尽可能多的带宽。因此本实施例能够有效避免CPU被长期占用，降低CPU的业务压力。

作为一种可行的实施方式，本实施例可以通过以下方式设置所述第二报文队列的实际上传速率，包括：

步骤1：获取向所述交换机CPU上传所述协议报文的可用总带宽；

步骤2：将所述可用总带宽与所有所述第一报文队列的实际上传速率之差作为所述剩余可用带宽；

步骤3：根据所述报文优先级将所述剩余可用带宽分配至所有第二报文队列，得到新的上传限速值；

步骤4：判断所有所述第二报文队列的队列上传速率是否均大于对应的新的上传限速值；若是，则进入步骤5；若否，则进入步骤6；

步骤5：将所述新的上传限速值设置为所述第二报文队列的实际上传速率；

步骤6：将队列上传速率小于或等于新的上传限速值的第二报文队列设置为新的第一报文队列，并进入步骤2。

在上述实施方式中，上传限速值相当于为每一报文队列分配的带宽，可以将第一报文队列中未使用的带宽分配给第二报文队列使用，以便确定第二报文队列的新的上传限速值。在得到新的上传限速值之后，本实施例将第二报文队列的队列上传速率与新的上传限速值进行比较，以便判断是否存在新的第一报文队列(即队列上传速率小于或等于新的上传限速值的第二报文队列)，进而再次分配剩余带宽。

请参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种数据中心的交换机的报文接收示意图。如图2所示，数据中心交换机需要CPU处理的协议报文至少可以划分为以下6大类：(1)管理设备组件(如电源、风扇、光模块)；(2)管理外部访问(远程终端协议telnet、安全外壳协议ssh等)；(3)管理集群系统；(4)管理配置的网络控制协议(如链路层发现协议LLDP(LINKLAYER DISCOVERY PROTOCOL)、链路聚合控制协议LACP(LINK AGGREGATION CONTROLPROTOCOL)、生成树协议STP(SPANNING TREE PROTOCOL)、EFM以及各种路由协议)；(5)处理各种软转报文(如学习和老化地址解析协议ARP表项，处理上送CPU的其他报文)；(6)辅助学习MAC地址(刷新MAC表的软件表项)。

相关技术中，对于需要上送CPU的协议报文，常规的处理方式是对每种或者某类上送CPU的报文进行限速处理，限速上送CPU的ARP报文600个每秒，限速BGP报文600个每秒，限速LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)报文800个每秒。但是上述方式对于总的协议报文速率并无限制。当网络异常或者出现攻击报文时，这种常规的处理方式对上送CPU的报文无总的限制，多种报文合起来超过了CPU处理能力时，CPU处于高负荷运行状态导致其他需要CPU处理的报文迟迟无法被响应，继而影响整个网络的状态。

下面通过在实际应用中的数据中心交换机CPU对协议报文处理的统筹管理方案说明本申请描述的流程。

对于管理配置的网络控制协议，CPU总共有48个(不同CPU可能队列数不一样)队列(如ID编号0，1，2.......47)(会根据使用情况一般来说会保留一些队列不使用)，不同的报文根据定义的优先级进入不同的队列，高优先的报文进入高队列，低优先级报文进入低队列；当然也有几种不同类型报文进入同一队列的现象。本实施例可以通过以下方式分配协议报文的报文队列：获取所述报文优先级和所述报文队列的队列ID的对应关系；其中，所述队列ID的值与所述报文优先级正相关；根据所述报文优先级与所述队列ID的对应关系将所述协议报文分配至对应的报文队列，并根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值。

例如可以通过以下方式设置报文队列的上传限速值：

(1)LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)报文进入队列3，队列3的上传限速值为300个每秒；

(2)LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)和STP(SPANNING TREEPROTOCOL)报文进入队列4，队列4的上传限速值为400个每秒；

(3)DHCP(DYNAMIC HOST CONFIGURATION PROTOCOL)报文，DHCP(DYNAMIC HOSTCONFIGURATION PROTOCOL)V6报文进入队列5，对队列5的上传限速值为500个每秒；

(4)BGP，BGPV6报文进入队列报文进入队列6，队列6的上传限速值为600个每秒；

(5)arp_request，arp_replay，通信规约DNP报文进队列7，队列7的上传限速值为700个每秒。

如果交换机CPU对协议报文的处理速率为每秒1500个(各个厂商CPU处理报文速率值不一样)时CPU的利用率为70％，则设置总共上送CPU的速率取值为1500个每秒，超过1500个每秒的报文丢弃。对于这1500个报文带宽根据报文所在队列优先级进行分配，分配方式则按照队列的优先级进行比例，优先级越高则分配的比例越高，相反优先级越低小则分配的比例越低，如果高优先级的报文队列的报文速率值低于此队列的上传限速值，则可以把剩余的带宽分按比例给其他报文队列。

具体的，本实施例可以根据所述报文优先级和所述队列ID的对应关系确定每一所述报文队列的带宽分配比例；其中，所述带宽分配比例为报文队列的队列ID值与所有报文队列的队列ID值总和的比值；根据所述带宽分配比例与可用总带宽的乘积确定每一所述报文队列对应的上传限速值。交换机CPU的可用总带宽指交换机CPU用于上传协议报文的带宽，例如CPU仅上传协议报文且利用率为70％时占用的带宽为可用总带宽。

具体分配方式如下：单个队列ID值除以参与调度的队列ID之和即为分配的队列比例值(即带宽分配比例)，队列比例值值乘以CPU对协议报文的处理速率则为此队列可以通过的速率值，当某个队列收到上送CPU的速率大于该队列的上传限速值，则丢弃多余报文，当某个队列收到上送CPU的速率值小于或等于该队列的上传限速值，则对此队列的速率不进行限制，并把分配出来的多余带宽给别的队列。当某种或者某几种报文上送CPU的报文速率降低(或者减少为0)时，则其余报文按照比例重新分配带宽，当上送CPU的报文速率低于CPU的处理速率时，则不再限速。

例如，上送CPU的报文同时有：ARP报文(报文队列7)1000个每秒，LACP(LINKAGGREGATION CONTROL PROTOCOL)报文(报文队列4)800个每秒，LLDP(LINK LAYERDISCOVERY PROTOCOL)报文(报文队列3)3000个每秒。BGP报文(报文队列6)10个每秒，按照单个队列CPU限速规则，ARP被限速600个每秒，LACP(LINK AGGREGATION CONTROLPROTOCOL)被限速600个每秒，LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)报文被限速500个每秒，BGP报文被限速500个每秒。但是4种报文(600+600+500+10＝1710)大于CPU总限速值1500，此时这四种报文就需要按照队列的优先级7(ARP)、4(LACP(LINK AGGREGATIONCONTROL PROTOCOL))、3(LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL))、6(BGP)的比例进行首次分配，即这1500个每秒的报文分配比例为7：4：3：6。按照单个队列ID值除以参与调度的队列ID之和即为分配的队列比例值，这个比例值乘以CPU对协议报文的处理速率则为此队列可以通过的速率值。

按照上述计算方式各种报文被限制后首次计算可以通过的速率见以下举例：

(1)系统给报文ARP分配的上传限速值为：1500*(7/(7+3+4+6))＝525个报文每秒，由于ARP报文速率为1000个每秒，1000>525(拥塞情况下ARP可以上送CPU的速率)，所以首次分配对ARP的速率限制为525个报文每秒。

(2)系统给LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)报文分配的上传限速值为：1500*(4/(7+3+4+6))＝300个报文每秒，由于LACP(LINK AGGREGATION CONTROLPROTOCOL)报文速率为800个每秒，由于800>300(拥塞情况下LACP(LINK AGGREGATIONCONTROL PROTOCOL)可以上送CPU的速率)，所以首次分配对ARP的速率限制为300个报文每秒。

(3)系统给LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)报文分配的上传限速值为：1500*(3/(7+3+4+6))＝225个报文每秒，由于LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)报文速率为3000个每秒，由于3000>225(拥塞情况下LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)可以上送CPU的速率)，所以首次分配对LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)的速率限制为225个报文每秒。

(4)系统给自治系统间的路由协议BGP报文分配的上传限速值为：1500*(6/(7+3+4+6))＝450个报文每秒，由于BGP报文速率为10个每秒，由于10<450(拥塞情况下BGP可以上送CPU的速率)，所以对BGP的上送速率无限制(10个每秒)，把这剩余的带宽让给别的协议报文。

经过首次计算后发现给BGP报文分配的速率值大于BGP报文上送CPU的速率，所以此次分配给BGP报文的速率有一定的浪费，为了让其余的报文在不超过CPU承受能力的情况下尽量多的上送CPU，则进行第二次速率分配，除去BGP报文速率后，剩余带宽重新按照队列的优先级7(ARP)、4(LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL))、3(LLDP(LINK LAYERDISCOVERY PROTOCOL))进行分配，分配的比例仍然为按照单个队列id值除以参与调度的队列id之和即为分配的队列比例值。系统第二次为报文分配的速率为：

(5)系统ARP报文分配的可以上送CPU的速率为：(1500-10)*(7/(7+3+4))＝745个报文每秒，由于745>600(CPU对ARP的限速值)，所以ARP报文最终可以上送CPU的速率值(即实际上传速率)为600个每秒。

(6)系统LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)报文分配的可以上送CPU的速率为：(1500-10)*(4/(7+3+4))＝425.7个报文每秒，由于425.7<600(CPU对LACP(LINKAGGREGATION CONTROL PROTOCOL)的限速值)，所以LACP(LINK AGGREGATION CONTROLPROTOCOL)报文最终可以上送CPU的速率值(即实际上传速率)为425(向下取整)个每秒。

(7)系统LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)报文分配的可以上送CPU的速率为：(1500-10)*(3/(7+3+4))＝319.2个报文每秒，由于319.2<500(CPU对ARP的限速值)，所以LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)报文最终可以上送CPU的速率值(即实际上传速率)为319(向下取整)个每秒。

综上可知，在上述方案中ARP，LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)，LLDP(LINK LAYER DISCOVERY PROTOCOL)，BGP这四种报文分别按照600、425、319、10个每秒的速率上送CPU，这样保证了上送CPU的速率值小于1500，且让CPU的运行状态正常、同时在拥塞的情况下保证高优先级的协议报文可以更多上送CPU。

上述是本实施例对不同队列上送CPU报文的分配方案；对于进入在同一个队列的不同协议报文上送CPU报文，本实施例提出带宽保障的方式。当上送CPU的速率超过本队列的限速值，而上送CPU的报文有几种报文时，则应该给每种报文设置一个带宽保证值，当队列没有拥塞时，每种报文按照自己的速率上送，但当出现拥塞时，保证低速率类型报文优先通过。

具体的，若报文队列数为1，且报文队列中包括的协议报文种类大于1，所述控制所述报文队列按照对应的实际上传速率上传所述协议报文的过程包括：将所述报文队列的实际上传速率除以N得到每种协议报文的标准分配速率；若符合第一条件，则按照所述标准分配速率上传对应的协议报文；其中，所述第一条件为所有所述协议报文的报文上传速率均大于所述标准分配速率；若符合第二条件，则按照所述协议报文的报文上传速率上传对应的协议报文；其中，所述第二条件为所有所述协议报文的报文上传速率均小于或等于所述标准分配速率；若不符合所述第一条件和所述第二条件，则按照所述报文上传速率上传对应的第一类协议报文，根据所有所述第一类协议报文的报文上传速率和所述报文队列的实际上传速率确定队列剩余带宽，并按照所述队列剩余带宽上传第二类协议报文；其中，所述第一类协议报文的报文上传速率小于或等于所述标准分配速率，所述第二类协议报文的报文上传速率大于所述标准分配速率。不符合第一条件和第二条件的情况指：一部分协议报文的报文上传速率均小于或等于标准分配速率，另一部分协议报文的报文上传速率均大于标准分配速率。

具体实现方式如下：

将要上送同一个队列的不同类型协议报文按照等分，等分量为报文的类型数量，当拥塞时每种报文的最高保证速率为此队列的最高速率保证值除以队列内报文保证种类值，例如进入队列4的报文类型有2类(LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)，STP(SPANNING TREE PROTOCOL))而队列4的最高限速值为600，那么最高带宽保障的最高限速值为600/2＝300(即标准分配速率)。带宽保障有以下几种情形：

(1)当同一个队列里边的速率都比较大时，则按照最高带宽保证值进行速率限制，例如队列4里的LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)的速率为800个每秒，STP(SPANNING TREE PROTOCOL)的速率为900个每秒，此时则两种报文都按照此队列的最高速率保证值除以队列内报文保证种类值采取限速，即600/2＝300，LACP(LINK AGGREGATIONCONTROL PROTOCOL)和STP(SPANNING TREE PROTOCOL)报文都限速为300个每秒。

当同一个队列里边的速率有的大，有的小(小于最高带宽保障值)；则除去低速率的报文后，剩余的带宽值都分给高速率的报文，即高速率的报文可以超过最高带宽保障值(但也要低于此队的报文限速总值)，则此时LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)的报文速率可以为队列总限速值减去低速率报文类型的速率值，例如队列4的LACP(LINKAGGREGATION CONTROL PROTOCOL)报文为1000个每秒，STP(SPANNING TREE PROTOCOL)的报文为50个每秒，则此时LACP(LINK AGGREGATION CONTROL PROTOCOL)报文可通过的速率值为600-50＝550个每秒，STP(SPANNING TREE PROTOCOL)报文速率值为50个每秒。

本实施例根据CPU的处理能力，计算出让CPU利用率不超过70％时的协议报文速率值，这个速率值为CPU可以处理的协议报文总的速率值。将这个值设置为协议报文上送CPU的门限，当上送CPU的速率值超过此门限时丢弃报文。当需要上送CPU的协议报文有多种，且超过CPU的处理门限时，则对这些上送报文进行速率分配。速率分配过程分为两步：第一步：针对需要上送CPU的协议报文进行速率分配，分配规则为按照单个队列id值除以参与调度的队列id之和即为分配的队列比例值，这个比例值乘以CPU对协议报文的处理速率则为此队列可以通过的速率值。第二步：如果第一步中有报文的速率值小于给其分配的速率值，会将给此报文分配的速率值的多余部分分给其他报文，分配规则类似第一步。本实施例还对于进入在同一个队列的不同协议报文上送CPU报文，以保障每种协议报文的速率，从而尽量小的影响报文速率。

本实施例根据CPU处理报文的能力与实际上送CPU报文速率过高之间的矛盾，提出了一种统筹管理上送CPU的协议报文方案，通过控制协议报文上送CPU的总速率值来控制协议报文对CPU的影响。在总速率值一定的情况下，根据既定的速率值分配协议报文上送CPU的速率，从而尽量减少对协议报文速率的影响，使得交换机健康正常运作。

请参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种协议报文的上传系统的结构示意图；

该系统可以包括：

报文分配模块301，用于根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，并确定每一所述报文队列的队列上传速率；

限速值确定模块302，用于根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值；其中，所述报文优先级与所述上传限速值正相关；

队列划分模块303，用于根据所述队列上传速率和所述上传限速值将所有所述报文队列划分为第一报文队列和第二报文队列；其中，所述第一报文队列的队列上传速率小于或等于对应的上传限速值，所述第二报文队列的队列上传速率大于对应的上传限速值；

实际速率确定模块304，用于将所述第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率，并根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率；

上传模块305，用于控制所述报文队列按照对应的实际上传速率上传所述协议报文。

本实施例按照报文优先级将协议报文分配至对应的报文队列，使得每一报文队列中的协议报文的报文优先级相同。本实施例根据报文队列对应的报文优先级为每一报文队列设置对应的上传限速值。本实施例将队列上传速率小于或等于上传限速值的报文队列设置为第一报文队列，并第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率。当第一报文队列的队列上传速率小于上传限速值时，本实施例根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽。本实施例将队列上传速率大于上传限速值的报文队列设置为第二报文队列，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率。通过上述方式能够为队列上传速率小于或等于上传限速值的报文队列提供满足其全部上传需求的带宽，为队列上传速率大于上传限速值的报文队列提供尽可能多的带宽。因此本实施例能够有效避免CPU被长期占用，降低CPU的业务压力。

可选的，实际速率确定模块用于获取向所述交换机CPU上传所述协议报文的可用总带宽；还用于将所述可用总带宽与所有所述第一报文队列的实际上传速率之差作为所述剩余可用带宽；还用于根据所述报文优先级将所述剩余可用带宽分配至所有第二报文队列，得到新的上传限速值；还用于判断所有所述第二报文队列的队列上传速率是否均大于对应的新的上传限速值；若是，则将所述新的上传限速值设置为所述第二报文队列的实际上传速率；若否，则将队列上传速率小于或等于新的上传限速值的第二报文队列设置为新的第一报文队列，并进入将所述可用总带宽与所有第一报文队列的实际上传速率之差作为所述剩余可用带宽的步骤。

进一步的，报文分配模块用于获取所述报文优先级和所述报文队列的队列ID的对应关系；其中，所述队列ID的值与所述报文优先级正相关；还用于根据所述报文优先级与所述队列ID的对应关系将所述协议报文分配至对应的报文队列。

进一步的，报文分配模块根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值的过程包括：根据所述报文优先级和所述队列ID的对应关系确定每一所述报文队列的带宽分配比例；其中，所述带宽分配比例为报文队列的队列ID值与所有报文队列的队列ID值总和的比值；根据所述带宽分配比例与可用总带宽的乘积确定每一所述报文队列对应的上传限速值。

进一步的，限速值确定模块用于计算所述报文队列中每一类的报文协议的报文上传速率之和，得到所述报文队列的队列上传速率。

进一步的，所述报文协议包括CPU管理事件对应的协议报文；其中，所述CPU管理事件包括管理设备组件的事件、管理外部访问的事件、管理集群系统的事件、管理配置的网络控制协议的事件、管理报文的事件和管理MAC地址的事件中的任一类事件或任几类事件的组合。

进一步的，上传模块，用于将所述报文队列的实际上传速率除以N得到每种协议报文的标准分配速率；若符合第一条件，则按照所述标准分配速率上传对应的协议报文；其中，所述第一条件为所有所述协议报文的报文上传速率均大于所述标准分配速率；若符合第二条件，则按照所述协议报文的报文上传速率上传对应的协议报文；其中，所述第二条件为所有所述协议报文的报文上传速率均小于或等于所述标准分配速率；若不符合所述第一条件和所述第二条件，则按照所述报文上传速率上传对应的第一类协议报文，根据所有所述第一类协议报文的报文上传速率和所述报文队列的实际上传速率确定队列剩余带宽，并按照所述队列剩余带宽上传第二类协议报文；其中，所述第一类协议报文的报文上传速率小于或等于所述标准分配速率，所述第二类协议报文的报文上传速率大于所述标准分配速率。

由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请还提供了一种存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种电子设备，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述电子设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种协议报文的上传方法，其特征在于，包括：

根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，并确定每一所述报文队列的队列上传速率；

根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值；其中，所述报文优先级与所述上传限速值正相关；

根据所述队列上传速率和所述上传限速值将所有所述报文队列划分为第一报文队列和第二报文队列；其中，所述第一报文队列的队列上传速率小于或等于对应的上传限速值，所述第二报文队列的队列上传速率大于对应的上传限速值；

将所述第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率，并根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率；

若所述报文队列中包括N种协议报文，则将所述报文队列的实际上传速率除以N得到每种协议报文的标准分配速率；

若符合第一条件，则按照所述标准分配速率上传对应的协议报文；其中，所述第一条件为所有所述协议报文的报文上传速率均大于所述标准分配速率；

若符合第二条件，则按照所述协议报文的报文上传速率上传对应的协议报文；其中，所述第二条件为所有所述协议报文的报文上传速率均小于或等于所述标准分配速率；

若不符合所述第一条件和所述第二条件，则按照所述报文上传速率上传对应的第一类协议报文，根据所有所述第一类协议报文的报文上传速率和所述报文队列的实际上传速率确定队列剩余带宽，并按照所述队列剩余带宽上传第二类协议报文；其中，所述第一类协议报文的报文上传速率小于或等于所述标准分配速率，所述第二类协议报文的报文上传速率大于所述标准分配速率。

2.根据权利要求1所述协议报文的上传方法，其特征在于，根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率，包括：

获取向所述交换机CPU上传所述协议报文的可用总带宽；

将所述可用总带宽与所有所述第一报文队列的实际上传速率之差作为所述剩余可用带宽；

根据所述报文优先级将所述剩余可用带宽分配至所有第二报文队列，得到新的上传限速值；

判断所有所述第二报文队列的队列上传速率是否均大于对应的新的上传限速值；

若是，则将所述新的上传限速值设置为所述第二报文队列的实际上传速率；

若否，则将队列上传速率小于或等于新的上传限速值的第二报文队列设置为新的第一报文队列，并进入将所述可用总带宽与所有第一报文队列的实际上传速率之差作为所述剩余可用带宽的步骤。

3.根据权利要求1所述协议报文的上传方法，其特征在于，所述根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，包括：

获取所述报文优先级和所述报文队列的队列ID的对应关系；其中，所述队列ID的值与所述报文优先级正相关；

根据所述报文优先级与所述队列ID的对应关系将所述协议报文分配至对应的报文队列。

4.根据权利要求3所述协议报文的上传方法，其特征在于，根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值，包括：

根据所述报文优先级和所述队列ID的对应关系确定每一所述报文队列的带宽分配比例；其中，所述带宽分配比例为报文队列的队列ID值与所有报文队列的队列ID值总和的比值；

根据所述带宽分配比例与可用总带宽的乘积确定每一所述报文队列对应的上传限速值。

5.根据权利要求1所述协议报文的上传方法，其特征在于，确定每一所述报文队列的队列上传速率，包括：

计算所述报文队列中每一类的报文协议的报文上传速率之和，得到所述报文队列的队列上传速率。

6.根据权利要求1所述协议报文的上传方法，其特征在于，所述协议报文包括CPU管理事件对应的协议报文；其中，所述CPU管理事件包括管理设备组件的事件、管理外部访问的事件、管理集群系统的事件、管理配置的网络控制协议的事件、管理报文的事件和管理MAC地址的事件中的任一类事件或任几类事件的组合。

7.一种协议报文的上传系统，其特征在于，包括：

报文分配模块，用于根据报文优先级将所有协议报文分配至对应的报文队列，并确定每一所述报文队列的队列上传速率；

限速值确定模块，用于根据所述报文优先级为每一所述报文队列设置对应的上传限速值；其中，所述报文优先级与所述上传限速值正相关；

队列划分模块，用于根据所述队列上传速率和所述上传限速值将所有所述报文队列划分为第一报文队列和第二报文队列；其中，所述第一报文队列的队列上传速率小于或等于对应的上传限速值，所述第二报文队列的队列上传速率大于对应的上传限速值；

实际速率确定模块，用于将所述第一报文队列的实际上传速率设置为对应的队列上传速率，并根据所述第一报文队列的实际上传速率确定交换机CPU的剩余可用带宽，根据所述剩余可用带宽设置所述第二报文队列的实际上传速率；

上传模块，用于若所述报文队列中包括N种协议报文，则将所述报文队列的实际上传速率除以N得到每种协议报文的标准分配速率；若符合第一条件，则按照所述标准分配速率上传对应的协议报文；其中，所述第一条件为所有所述协议报文的报文上传速率均大于所述标准分配速率；若符合第二条件，则按照所述协议报文的报文上传速率上传对应的协议报文；其中，所述第二条件为所有所述协议报文的报文上传速率均小于或等于所述标准分配速率；若不符合所述第一条件和所述第二条件，则按照所述报文上传速率上传对应的第一类协议报文，根据所有所述第一类协议报文的报文上传速率和所述报文队列的实际上传速率确定队列剩余带宽，并按照所述队列剩余带宽上传第二类协议报文；其中，所述第一类协议报文的报文上传速率小于或等于所述标准分配速率，所述第二类协议报文的报文上传速率大于所述标准分配速率。

8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述协议报文的上传方法的步骤。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如权利要求1至6任一项所述协议报文的上传方法的步骤。