CN1988684A

CN1988684A - 网络进程管理方法及装置

Info

Publication number: CN1988684A
Application number: CN 200610168028
Authority: CN
Inventors: 昆安
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Global Innovation Polymerization LLC; Gw Partnership Co ltd
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: CN1988684B

Abstract

本发明公开了一种网络进程管理方法，包括以下步骤：获取网络实体当前物理资源的利用率及需要的业务负荷；比较业务负荷与实体中当前运行的全部或部分子进程的总负荷大小；根据比较结果及当前物理资源的利用率调整实体中子进程的数量。本发明还公开了一种网络进程管理装置，包括：物理资源利用率计算单元、子进程负荷统计单元、业务负荷估计单元、比较单元、子进程调整单元。利用本发明，可以优化系统性能和利用率，充分利用系统资源。

Description

网络进程管理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种网络进程管理方法及装置。

背景技术

通信网络通常由基本逻辑和功能实体构成，这些功能实体在分布式架构中执行任务。为了支持业务处理逻辑，各功能实体内部有许多子进程，以执行特定任务或功能。通常，在启动网络实体时会静态分配执行任务所需的子进程数。这些子进程始终在系统内运行，与该实体的动态网络负荷无关。

例如，智能网络架构中，在业务控制点(SCP)的功能实体上包含业务控制功能(SCF)和业务计费功能(SBF)等核心进程，以实现呼叫控制计费功能。功能实体采用分布式方式管理这些子进程，比如，SCP可以根据设备性能、设计容量等因素配置启动多个子进程。当前平台设计的配置文件或启动配置中预定义了这些进程的数量，且这些网络子进程始终保持运行状态。

实际上，通信网中的呼叫次数或消息处理次数会经常变化。比如，当业务负荷较大时，需要多个业务控制功能和业务计费功能的进程都要运行；而当业务负荷较小时，仅需少量进程处理即可，但其他进程仍然保持运行状态。显然，现有技术中的这种进程管理方式在业务负荷较小的情况下，不仅会延长业务执行的时间，而且还在一定程度上影响了功能实体上呼叫处理系统的性能。因为在未充分利用呼叫处理能力的进程之间进行上下文切换浪费了CPU周期，同时，消耗了可以根据呼叫处理需求降至最低的内存大小。另外，由于这种静态分配进程的方式中进程的总数量是固定的，因此，当呼叫业务较多、需要更多进程处理时，系统无法满足需求。

发明内容

发明实施例提供一种网络进程管理方法及装置，以实现优化通信系统，充分利用系统资源，提高系统的业务处理能力。

为此，本发明实施例提供如下的技术方案：

一种网络进程管理方法，包括：

获取网络实体当前物理资源的利用率及需要的业务负荷；

比较所述业务负荷与所述网络实体中当前运行的全部或部分子进程的总负荷大小；

根据比较结果及所述当前物理资源的利用率调整所述网络实体中子进程的数量。

一种网络进程管理装置，包括：

物理资源利用率计算单元，用于计算网络实体当前物理资源的利用率，所述物理资源的利用率包括物理资源的平均负荷及可用的物理内存总量；

子进程负荷统计单元，用于统计所述网络实体中当前运行的所有子进程负荷；

业务负荷估计单元，用于估计所述网络实体当前的业务负荷；

比较单元，用于对所述业务负荷与所述网络实体中所有子进程负荷进行比较，获得比较结果；

子进程调整单元，用于根据所述比较结果及所述当前物理资源的利用率调整所述网络实体中子进程的数量。

由以上本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明在系统运行过程中，实时获取网络实体当前物理资源的利用率及需要的业务负荷，根据该业务负荷与实体中当前运行的所有子进程负荷能力的大小、以及当前物理资源的利用率动态调整实体中子进程的数量，从而使子进程最大限度满足业务负荷的需求，并确保系统资源利用率达到最佳水平。

附图说明

图1是本发明方法的一个优选实施例的流程图；

图2是本发明装置第一实施例的原理框图；

图3是本发明装置第二实施例的原理框图。

具体实施方式

本发明实施例是在系统运行过程中，实时获取网络实体当前物理资源的利用率及需要的业务负荷，然后比较该业务负荷与实体中当前运行的全部或部分子进程的总负荷能力的大小，并根据比较结果及当前物理资源的利用率动态调整实体中子进程的数量，也就是说，动态创建或终止实体中运行的子进程，从而使子进程的负荷与业务负荷需求相适应，并确保系统资源利用率达到最佳水平。

根据各网络实体的物理硬件资源和操作系统的限制，通信进程的数量可以有不同的上下限，也就是说，根据网络设备的不同，其能够允许的最大子进程数不同。因此，在本发明应用中，可以预先确定网络实体子进程数量的上下限，在根据网络负荷增、减子进程数量时，使其保持在该上下限范围内。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参照图1，图1示出了本发明方法的一个优选实施例的实现流程，包括以下步骤：

步骤101：获取网络实体当前物理资源的利用率及业务负荷。

所述物理资源包括：CPU数量、CPU的处理速度、物理内存、虚拟内存等信息，即可计算物理资源的平均负荷及可用的物理内存总量，从而确定当前物理资源的利用率。

比如，对计算得到的物理资源的平均负荷及可用的物理内存总量分别设定不同的权值，计算当前物理资源的利用率。

当前的业务负荷可以通过业务的试呼次数来估计。

步骤102：计算网络实体中当前所有子进程的总负荷。

可以通过操作系统提供的工具进行统计，不同的系统可能有不同的工具，如Window操作系统、unix操作系统都提供有相应的工具。由于系统内子进程有很多，因此，也可以只关注与业务处理相关的重要子进程，即占用CPU最多的一个或多个子进程。

步骤103：判断当前物理资源的利用率是否小于预定的最佳利用率。如果是，则进到步骤104；否则，进到步骤106。

比如，将CPU负荷为90％，并且有10％可用物理内存情况下的物理资源的利用率作为最佳利用率。

步骤104：判断网络实体的当前业务负荷是否大于其当前所有子进程的总负荷，并且当前子进程的数量是否小于最大子进程数量。如果是，则进到步骤105；否则，进到步骤109。

步骤105：创建一个或多个新子进程。

前面提到，根据各网络实体的物理硬件资源和操作系统的限制，通信进程的数量可以有不同的上下限。因此，可以根据当前该实体中的所有子进程数和其能够允许的最大子进程数，确定可以创建的子进程数。当然，每次创建时，也可以只创建一个子进程。如果还不能满足业务需求，等待下次检测后再创建。

步骤106：判断当前物理资源的利用率是否大于预定的最佳利用率。如果是，则进到步骤107；否则，进到步骤109。

步骤107：判断网络实体的当前业务负荷是否小于其当前所有子进程的总负荷，并且当前子进程的数量是否大于最小子进程数量。如果是，则进到步骤108；否则，进到步骤101。

步骤108：选择一个或多个子进程，并在执行完选择的子进程中的所有任务后终止该子进程。

与前面步骤105中提到的一样，每次也可以只终止一个子进程。如果还不能满足要求，等待下次检测后再终止。

步骤109：延迟预定时间。然后，返回步骤101，进行下一次系统监控。

在上述流程中，创建新子进程或者终止现有子进程时，可以有选择地进行。比如，为系统中的所有可用子进程设置加载优先级，在创建一个或多个新的子进程时，优先加载优先级高的子进程，在终止一个或多个子进程时，优先终止优先级低的子进程。

在该实施例中，描述了通过循环方式对系统进行监控，从而动态调整子进程数量的流程。除此之外，还可以采用定时监控的方式，比如，根据一天内业务流量的变化规律，可以设置几个监控时间点，在这些监控点按照上述流程对各网络实体系统进行监控。在这种方式下，则不需要图1中的步骤109，而是调整及检测完成后直接结束本次监控流程。等到下一个监控点到达后，再重新运行。

参照图2，图2示出了本发明装置第一实施例的原理框图：

该装置包括：物理资源利用率计算单元21、子进程负荷统计单元22、业务负荷估计单元23、比较单元24、子进程调整单元25。其中，

物理资源利用率计算单元21用于计算网络实体当前物理资源的利用率，所述物理资源的利用率包括物理资源的平均负荷及可用的物理内存总量。对于一个系统，可以根据该系统的硬件配置情况获得其可以利用的物理资源总量，比如：CPU数量、CPU的处理速度、物理内存、虚拟内存等信息，根据这些信息即可计算物理资源的平均负荷及可用的物理内存总量，从而确定当前物理资源的利用率。比如，对计算得到的物理资源的平均负荷及可用的物理内存总量分别设定不同的权值，计算当前物理资源的利用率。

子进程负荷统计单元22用于统计网络实体中当前运行的所有子进程负荷；业务负荷估计单元23用于估计网络实体当前的业务负荷，当前的业务负荷可以通过业务的试呼次数来估计。

比较单元24分别与子进程负荷统计单元22和业务负荷估计单元23相连，用于比较业务负荷与所有子进程负荷的大小。子进程调整单元25分别与物理资源利用率计算单元21和比较单元24相连，用于根据比较单元的比较结果及当前物理资源的利用率调整实体中子进程的数量。

为了保证更好地利用系统物理资源，尽可能满足当前的业务需要，子进程调整单元25包括：调整控制子单元251、子进程创建子单元252和子进程终止子单元253。其中，调整控制子单元251在物理资源的利用率小于预定的最佳利用率系数，并且业务负荷大于实体中所有子进程的负荷时，通知子进程创建子单元252创建一个或多个新的子进程；在物理资源的利用率大于预定的最佳利用率系数，并且业务负荷小于实体中所有子进程的负荷时，通知子进程终止子单元253终止一个或多个子进程。

由于不同网络实体的物理硬件资源和操作系统的限制，通信子进程的数量可以有不同的上下限，因此，可以由调整控制子单元根据当前该实体中的所有子进程数和其能够允许的最大子进程数，确定可以创建的子进程数。当然，每次创建时，也可以只创建一个子进程。如果还不能满足业务需求，等待下次检测后再创建。同样，在可以终止某个或某些当前子进程时，也可以由调整控制子单元根据当前该实体中的所有子进程数和其能够允许的最小子进程数，确定可以终止的子进程数。当然，每次终止时，也可以只终止一个子进程。如果还不能满足业务需求，等待下次检测后再终止其他子进程。

参照图3，图3示出了本发明装置第二实施例的原理框图：

与图2所示实施例不同的是，在该实施例中，增加了：

优先级设定单元26，与子进程调整单元相连，为系统中的所有可用子进程设置加载优先级，以使子进程创建子单元和子进程终止子单元根据该加载优先级创建或终止需要的子进程。比如，在创建子进程时，优先选择优先级高的子进程加载，在终止子进程时，优先选择优先级低的子进程终止。需要注意的是，在终止某个子进程时，需要在执行完该子进程中的所有任务后才能终止该进程。

在本发明装置实施例应用时，可以通过一个定时器来控制本发明装置实施例对系统进行监控，比如，通过循环方式或定时方式。

可以将本发明装置实施例应用于SCP(业务控制点)和SMP(业务管理点)中的监控管理模块中。

以SCP为例，SCP进程启动时，即使没有任何呼叫，该进程也会占用系统资源，包括CPU、内存等。

在呼叫增加的时候，相应地，网络流程增加，CPU占用率也提高，基本上成线性关系(譬如每个呼叫都需要使用若干条信令，相应地，进程处理也占用一部分CPU)。当网络流量增加到一定程度后，由于该进程无法处理更多的呼叫，其他呼叫因为无法被处理而被丢弃。这时监控管理模块可以监控以下两个指标，以确定是否需要增加子进程来处理呼叫业务：

1.根据到达端口(进程)的包流量，得到呼叫发起量，从而确定当前业务负荷；

2.监测当前子进程对CPU资源的占用率。

当这些指标达到上限前，监控管理模块可以向主控进程发起预警，主控进程可根据进程类型、设备配置、进程配置等相关信息，启动新的子进程。

当网络流量下降到一定门限时，主控进程自动减少子进程个数，以便更有效地利用系统资源。

可见，利用本发明实施例，不仅可以充分利用系统资源，提高系统的业务处理能力，而且还可以有效地统一单个实体中的多个网络系统。比如，在智能网系统中配置SCP(业务控制点)和SMP(业务管理点)作为不同的子系统独立运行，可以将其中一些业务负荷较小的SCP与其他子系统(例如，SMP、BPS(Bill Process System，话单处理系统)服务器、OAM(Operation，Administration and Maintenance System，操作管理维护系统)服务器等)集成在一起。这样，就可以将SCP和SMP集成为一个性能更高的单个系统，而不是分别针对SCP和SMP采用两个低效系统。在这种设计中，该集成系统虽然会根据网络业务负荷分别执行SCP和SMP的进程，但当网络业务量较大时，可以提供更多的进程执行SCP的进程；当网络业务量较小时，可以向SMP提供更多的进程。这种在单个系统中集成多个通信实体和进程的方式可以使系统设计更加紧凑和高效，并能减少通过网络实现进程间通信的传输时延及开销，提高系统性能。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims

1、一种网络进程管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取网络实体当前物理资源的利用率及需要的业务负荷；

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取网络实体当前物理资源的利用率的步骤包括：

获取网络实体的物理资源；

计算所述物理资源的平均负荷及可用的物理内存总量；

根据所述物理资源的平均负荷及可用的物理内存总量确定所述当前物理资源的利用率。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取网络实体的业务负荷的具体为：

根据业务控制点的试呼次数确定所述业务负荷。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果及所述当前物理资源的利用率调整所述网络实体中子进程的数量的步骤包括：

在所述物理资源的利用率小于预定的最佳利用率的情况下，如果所述业务负荷大于所述网络实体中所有子进程的负荷，则创建一个或多个新的子进程分担所述业务负荷；

在所述物理资源的利用率大于预定的最佳利用率的情况下，如果所述业务负荷小于所述网络实体中所有子进程的负荷，则终止一个或多个子进程。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

为所述网络实体中的所有可用子进程设置加载优先级；

在创建一个或多个新的子进程时，优先创建优先级高的子进程；

在终止一个或多个子进程时，优先终止优先级低的子进程。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述终止一个或多个子进程的步骤包括：

选择需要终止的子进程；

在执行完该子进程的所有任务后终止该子进程。

7、一种网络进程管理装置，其特征在于，包括：

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述子进程调整单元包括：

子进程创建子单元，用于创建新的子进程；

子进程终止子单元，用于终止当前子进程；

调整控制子单元，根据所述物理资源的利用率小于预定的最佳利用率，并且所述业务负荷大于所述网络实体中所有子进程的负荷时，通知所述子进程创建子单元创建一个或多个新的子进程；在所述物理资源的利用率大于预定的最佳利用率，并且所述业务负荷小于所述网络实体中所有子进程的负荷时，通知所述子进程终止子单元终止一个或多个子进程。

9、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

优先级设定单元，为所述网络实体中的所有可用子进程设置加载优先级，以使所述子进程创建子单元和所述子进程终止子单元根据该加载优先级创建或终止需要的子进程。