一种交换机报文拥塞的处理方法、设备以及存储介质
阅读：396发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种交换机报文拥塞的处理方法、设备以及存储介质专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种交换机报文拥塞的处理方法，包括步骤：通过交换机的端口接收报文；对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；响应于所述占用率达到预设比率，将所述报文转发到外部 存储器 ；预设时间段后，继续对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；响应于所述端口的缓存空间的占用率小于所述预设比率，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，并通过所述交换机中相应的出端口进行转发。本发明还公开了一种计算机设备以及可读存储介质。本发明提出的方案通过对转发拥塞的报文进行缓存，而后在非拥塞状态下再转发出去的方法，可以缓解以太网交换机设备在转发时出现的流量拥塞情况。，下面是一种交换机报文拥塞的处理方法、设备以及存储介质专利的具体信息内容。
1.一种交换机报文拥塞的处理方法，包括步骤：
通过交换机的端口接收报文；
对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；
响应于所述占用率达到预设比率，将所述报文转发到外部存储器；
预设时间段后，继续对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；
响应于所述端口的缓存空间的占用率小于所述预设比率，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，并通过所述交换机中相应的出端口进行转发。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述报文转发到外部存储器，进一步包括：
利用所述报文以及与所述报文对应的序列号、出端口和时间戳生成报文信息；
将所述报文信息转发到外部存储器。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，进一步包括：
获取所述外部存储器中的报文信息；
判断所述报文信息中的时间戳与当前时间的差值是否大于预设时长；
响应于所述差值不大于所述预设时长，将所述报文信息发送至所述交换机。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述差值大于所述预设时长，将所述报文信息删除。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述端口的缓存空间的占用率进行检测，进一步包括：
响应于接收到处理报文拥塞的使能指令，对所述端口的缓存空间的占用率进行检测。
6.一种计算机设备，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行以下步骤：
通过交换机的端口接收报文；
对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；
响应于所述占用率达到预设比率，将所述报文转发到外部存储器；
预设时间段后，继续对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；
响应于所述端口的缓存空间的占用率小于所述预设比率，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，并通过所述交换机中相应的出端口进行转发。
7.如权利要求6所述的计算机设备，其特征在于，将所述报文转发到外部存储器，进一步包括：
利用所述报文以及与所述报文对应的序列号、出端口和时间戳生成报文信息；
将所述报文信息转发到外部存储器。
8.如权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，进一步包括：
获取所述外部存储器中的报文信息；
判断所述报文信息中的时间戳与当前时间的差值是否大于预设时长；
响应于所述差值不大于所述预设时长，将所述报文信息发送至所述交换机。
9.如权利要求8所述的计算机设备，其特征在于，还包括：
响应于所述差值大于所述预设时长，将所述报文信息删除。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行权利要求1-5任意一项所述的方法的步骤。
一种交换机报文拥塞的处理方法、设备以及存储介质
技术领域
[0001] 本发明涉及报文处理领域，具体涉及一种交换机报文拥塞的处理方法、设备以及存储介质。
背景技术
[0002] 在数据中心中网络数据，随着AR(Augmented Reality)、VR(Virtual Reality)以及AI(Artificial Intelligence)，视频等业务应用的发展，需要处理的数据大幅增长，数据中心中主要网络设备交换机的容量虽然迅速增加，但由于业务的不确定性，在数据中心网络中存在大量的突发流量，在瞬间流量会出现流量拥塞，超出交换机设备端口的带宽，因而出现丢包，影响业务的正常处理。
[0003] 现在的技术方案中一般采用交换器件的片上缓存对拥塞报文进行缓存，拥塞消除后继续发送出去，但缓存的数据很小，缓存占满后报文全部丢弃。但是一般的交换器件集成度比较高，很难再集成大的片上缓存，基本在几MB到几十MB之间，相对于现在交换机几Tb到几十Tb的交换容量，可以缓存的数据很小，在10us左右的拥塞时间就会把片上缓存占满，所以大部分场景的拥塞是无法解决的。
发明内容
[0004] 有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例的提出一种交换机报文拥塞的处理方法，包括步骤：
[0005] 通过交换机的端口接收报文；
[0006] 对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；
[0007] 响应于所述占用率达到预设比率，将所述报文转发到外部存储器；
[0008] 预设时间段后，继续对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；
[0009] 响应于所述端口的缓存空间的占用率小于所述预设比率，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，并通过所述交换机中相应的出端口进行转发。
[0010] 在一些实施例中，将所述报文转发到外部存储器，进一步包括：
[0011] 利用所述报文以及与所述报文对应的序列号、出端口和时间戳生成报文信息；
[0012] 将所述报文信息转发到外部存储器。
[0013] 在一些实施例中，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，进一步包括：
[0014] 获取所述外部存储器中的报文信息；
[0015] 判断所述报文信息中的时间戳与当前时间的差值是否大于预设时长；
[0016] 响应于所述差值不大于所述预设时长，将所述报文信息发送至所述交换机。
[0017] 在一些实施例中，还包括：
[0018] 响应于所述差值大于所述预设时长，将所述报文信息删除。
[0019] 在一些实施例中，对所述端口的缓存空间的占用率进行检测，进一步包括：
[0020] 响应于接收到处理报文拥塞的使能指令，对所述端口的缓存空间的占用率进行检测。
[0021] 基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机设备，包括：
[0022] 至少一个处理器；以及
[0023] 存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行以下步骤：
[0024] 通过交换机的端口接收报文；
[0025] 对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；
[0026] 响应于所述占用率达到预设比率，将所述报文转发到外部存储器；预设时间段后，继续对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；
[0027] 响应于所述端口的缓存空间的占用率小于所述预设比率，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，并通过所述交换机中相应的出端口进行转发。
[0028] 在一些实施例中，将所述报文转发到外部存储器，进一步包括：
[0029] 利用所述报文以及与所述报文对应的序列号、出端口和时间戳生成报文信息；
[0030] 将所述报文信息转发到外部存储器。
[0031] 在一些实施例中，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，进一步包括：
[0032] 获取所述外部存储器中的报文信息；
[0033] 判断所述报文信息中的时间戳与当前时间的差值是否大于预设时长；
[0034] 响应于所述差值不大于所述预设时长，将所述报文信息发送至所述交换机。
[0035] 在一些实施例中，还包括：
[0036] 响应于所述差值大于所述预设时长，将所述报文信息删除。
[0037] 基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时执行如上所述的任一种交换机报文拥塞的处理方法的步骤。
[0039] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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实施例。
[0040] 图1为本发明的实施例提供的交换机报文拥塞的处理方法的流程示意图；
[0041] 图2为本发明的实施例提供的实现交换机报文拥塞的处理方法的系统结构示意框图；
[0042] 图3为本发明的实施例提供的拥塞报文的缓存流程图；
[0043] 图4为本发明的实施例提供的缓存报文的处理流程图；
[0044] 图5为本发明的实施例提供的计算机设备的结构示意图；
[0045] 图6为本发明的实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
[0046] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
[0047] 需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
[0048] 根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种交换机报文拥塞的处理方法，如图1所示，其可以包括步骤：S1，通过交换机的端口接收报文；S2，对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；S3，响应于所述占用率达到预设比率，将所述报文转发到外部存储器；S4，预设时间段后，继续对所述端口的缓存空间的占用率进行检测；S5，响应于所述端口的缓存空间的占用率小于所述预设比率，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，并通过所述交换机中相应的出端口进行转发。
[0049] 本发明提出的方案通过对转发拥塞的报文进行缓存，而后在非拥塞状态下再转发出去的方法，可以缓解以太网交换机设备在转发时出现的流量拥塞情况。
[0050] 在一些实施例中，流量拥塞处理的流程包括两部分：拥塞报文缓存流程和缓存报文处理流程。如图2所示，拥塞报文缓存流程和缓存报文处理流程可以通过处理器、交换器件以及外部高速SSD存储设备共同完成。其中，处理器的数据通道相连以太网口与交换器件，用来传输拥塞的数据报文，处理器的控制通道相连PCIE总线与交换器件，用来对交换器件进行管理。处理器外接高速SSD设备，用来存储拥塞的数据报文。
[0051] 在一些实施例中，对所述端口的缓存空间的占用率进行检测，进一步包括：
[0052] 响应于接收到处理报文拥塞的使能指令，对所述端口的缓存空间的占用率进行检测。
[0053] 具体的，如图3所示，当开始对拥塞的报文进行缓存处理时，对于在流量拥塞时需要对报文进行缓存处理的端口，首先对端口使能拥塞缓存功能，缓存监测模块就开始对该端口的报文缓存占用情况进行监测。
[0054] 在一些实施例中，将所述报文转发到外部存储器，进一步包括：
[0055] 利用所述报文以及与所述报文对应的序列号、出端口和时间戳生成报文信息；
[0056] 将所述报文信息转发到外部存储器。
[0057] 具体的，如图3所示，当监测到需要对报文进行缓存处理的端口缓存占用率达到预设值(例如100％)时，这时转发的报文就开始丢弃，缓存处理模块就把将要丢弃的报文转发到交换器件的CPU数据口，由处理器记录相应的出端口、序列号、时间戳和报文一起作为一条报文信息缓存到外部高速SSD中。
[0058] 在一些实施例中，将所述外部存储器中满足预设条件的报文发送至所述交换机，进一步包括：
[0059] 获取所述外部存储器中的报文信息；
[0060] 判断所述报文信息中的时间戳与当前时间的差值是否大于预设时长；
[0061] 响应于所述差值不大于所述预设时长，将所述报文信息发送至所述交换机；
[0062] 响应于所述差值大于所述预设时长，将所述报文信息删除。
[0063] 具体的，如图4所示，在使能拥塞缓存功能时，就需要开启缓存报文处理任务，并设置外部缓存报文的预设老化时长Ta，任务持续对缓存报文的外部存储设备空间进行轮询监测，当监测到存储空间有缓存的报文信息后，对存储的报文进行遍历处理，对遍历的报文信息中的时间戳Ts与当前时间Tc对比，如果Tc-Ts>Ta(超出老化时长)则删除这条报文信息，进行下一条报文信息处理，如果Tc-Ts
[0064] 本发明提出的方案通过对端口缓存占用情况的监控，在交换机出现流量拥塞后，对拥塞的数据流量报文通过一定策略转发到与交换器件相连的高性能X86处理器以太网口，由处理器把数据流量存储在高速SSD(Solid State Disk)外部缓存中。另外由定时轮询的任务对外部缓存的数据进行分析处理，在合适的时机按原路径通过原出端口发送出去，从而避免业务流量数据的丢弃。这样在交换机转发过程中出现的流量拥塞，通过外部缓存并通过定时处理的方式，避免在拥塞过程中，产生报文丢弃，同时可以缓解以太网交换机设备在转发时出现的流量拥塞情况。
[0065] 基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图5所示，本发明的实施例还提供了一种计算机设备501，包括：
[0066] 至少一个处理器520；以及
[0067] 存储器510，存储器510存储有可在处理器上运行的计算机程序511，处理器520执行程序时执行如上的任一种交换机报文拥塞的处理方法的步骤。
[0068] 基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图6所示，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质601，计算机可读存储介质601存储有计算机程序指令610，计算机程序指令610被处理器执行时执行如上的任一种交换机报文拥塞的处理方法的步骤。
[0069] 最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
[0070] 此外，典型地，本发明实施例公开的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。
[0071] 此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
[0072] 此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
[0073] 此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
[0074] 本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
[0075] 结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。
[0076] 结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
[0077] 在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
[0078] 以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
[0079] 应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
[0080] 上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0081] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0082] 所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
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