[發明專利]一種單CPU實現協議NSR的方法及系統

有效

• 申請號: 202110339991.6
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113114641B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 付華楷;宴炳文
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04L69/00
• 分類號: H04L69/00;H04L69/12;H04L67/01
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本發明公開了一種單CPU實現協議NSR的方法及系統，涉及數據和IP傳輸通信設備領域，包括：將協議邏輯實體分割為協議會話和協議計算兩個進程，并拆分到兩個硬件上部署，設置監控進程監測協議計算進程運行狀態；協議動態運行過程中，協議計算進程收集運行過程的關鍵數據備份至備份數據庫，并隨運行過程實時刷新；監控進程檢測到協議計算進程異常或人為退出時，監控進程建立新的協議計算進程，從備份數據庫中恢復關鍵數據信息；新協議計算進程完成數據恢復后和設備協議會話進程保持握手關系，重新建立新的交互關系，完成新協議計算進程的加載升級。本發明的單CPU實現協議NSR的方法及系統提高了單主控下多核CPU資源利用率。

技術領域

本發明涉及數據和IP傳輸通信設備領域，具體涉及一種單CPU實現協議NSR的方法及系統。

背景技術

隨著5G移動互聯網和物聯網(IoT，Internet ofThings)的爆炸性發展，各種各樣不同要求和特性的新興服務、業務在5G網絡中頻繁部署，這些服務、業務對5G網絡帶寬、時延等要求較高，如果網絡設備主控發生故障，轉發業務不能及時恢復將造成重大損失。為了減少設備主控故障對業務的影響，提高網絡的可靠性，主控CPU需要支持協議NSR(NoneStop Routing，不中斷路由)，尤其單CPU場景下支持協議NSR，即單CPU在主要進程故障、在線升級等，協議部分進程重新啟動，但業務不中斷，能保證業務正常運行，滿足通信設備高可靠性要求。

根據通信網絡設備的功能架構不同，5G網絡設備可以分為分布式和集中式，通常集中式設備使用單CPU處理控制平面信令業務和轉發平面表項管理，網絡震蕩時，CPU資源常常不足，通常只有更換高主頻CPU才能提升性能，而CPU頻率增加是極為有限的，且會極大增加設備成本。這種情況下單CPU遇到網絡震蕩，設備規格性能很難達到要求，而通信網絡協議(包括但不限于OSPF/ISIS/BGP/LDP/RSVP/LACP/STP/VRRP等)通常集中式部署，即協議進程部署在一個CPU核上面，對設備CPU資源性能要求極高。

分布式設備主控板卡冗余條件下，可采用主備備份來實現NSR，但集中式設備或單主控CPU環境下，動態協議(IGP/BGP/LDP/RSVP/LACP/ARP/NDP/STP/VRRP)狀態和TCP/IP協議棧均沒有動態備份，無主備備份機制，沒有熱備，無法實現NSR，當主控系統故障或者協議進程異常，即動態協議業務鄰居斷鄰，協議生成的業務管理表項也不存在，導致業務發生中斷，對網絡業務產生極大的影響，不能滿足通信設備業務高可靠性的要求。雖然集中式設備可以采取NSF+GR實現業務不中斷，但依賴鄰居HELPER支持能力，需要鄰居開啟GR功能，能進行協議GR協商，不具備全適應性，不能在市場推廣，因此單CPU實現協議NSR也是迫在眉睫。

針對上述問題，現有公開技術有一定的探索：如中國專利CN201910008945.0“在不支持NSR的分布式設備中實現LACP NSR的方法及系統”中，僅針對LACP協議實現NSR方法系統，且適用在主備主控盤場景下，不能解決單CPU場景NSR問題。中國專利CN201910253442.X“路由不間斷方法和主控板”主要是針對TCP熱備實現協議NSR過程。中國專利CN201510682644.8“一種路由器中分布式協議的實現方法及系統”中主要強調了分布式設備形態下分擔主控IGP壓力，且該分布式只適用IGP該協議分布式部署和NSR無關，其適用范圍有限；而中國專利CN201410055000.1“路由協議重啟后不間斷路由的實現方法和裝置”技術方案中，需要依賴和鄰居協商hello時間參數，不是通過鄰居保活機制，存在部分協議如BGP和OSPF無法實現，如果應用到單主控上存在局限無法實現NSR。

可見，現有技術仍難以解決集中式設備單CPU同時處理控制平面信令業務和轉發平面表項管理業務；以及設備達到一定量規格，網絡震蕩時，CPU資源不能滿足設備要求，設備收斂速度達不到要求，單CPU性能無法充分發揮的問題。

發明內容