网络设备中单板间进行报文交互的方法及网络设备技术

本发明专利技术提供了一种网络设备中单板间进行报文交互的方法及网络设备，其中，上述方法包括：建立接口板的数据平面处理单元与控制平面交换板之间的直接连通的第一通信通道；通过数据平面处理单元与控制平面交换板之间的第一通信通道进行接口板与控制平面单板间的报文交互。采用本发明专利技术提供的上述技术方案，解决了相关技术中接口板向控制平面单板分发报文时存在的CPPU响应速度较慢，网络设备的稳定性较差，以及对CPPU的性能要求较高等问题，进而达到了网络设备的接口板的CPPU具有更快的响应速度；使得控制平面单板能够具有更高的处理性能；使得控制平面与数据平面之间的通信更加可靠的效果。

【技术实现步骤摘要】
网络设备中单板间进行报文交互的方法及网络设备
本专利技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种网络设备中单板间进行报文交互的方法及网络设备。
技术介绍
从上个世纪70年代互联网的诞生至今，互联网经历了天翻地覆的发展，而组成互联网的各种网络设备，其实现方式也经历了巨大的变化，比如作为互联网的核心设备——路由器，就经历了多个发展阶段，其中第一代路由器是在计算机上插上多块网络接口卡来实现，多块接口卡与计算机的处理器之间通过内部总线相连，处理器负责所有的事务处理，包括设备管理、网络协议处理、数据转发等，由于将各种功能全部集中在一个处理器上实现，因此转发效率较低。现代的中大型路由器基本都采用分布式架构，这种架构的特点是将对性能要求较高的路由转发任务由专门的板卡来实现，而对性能要求稍低的网络协议处理、设备维护等任务也使用专门的板卡实现，由于网络协议处理与设备维护等属于对于数据转发行为的控制以及设备本身的控制，所以称为控制平面(ControlPlane)，而数据转发流程只是根据控制平面获取的信息进行简单快速的转发，因此称为数据平面(DataPlane)，所以现代路由器所采用的这种分布式架构也被称为是控制平面与数据平面分离的架构。事实上，由于控制平面与数据平面分离架构的合理性，在现代的网络设备中，除路由器之外，其它网络设备，比如交换机，或者电信网络中核心网、接入网等大型网络设备也都采用这种架构。如，在标准的ATCA规范中，规定了两个数据传输接口，一个叫做基本接口(BaseInterface)，一个叫做交换接口(FabricInterface)。基本接口提供ATCA机箱内基本的IP传输，交换接口是ATCA机箱中的高速数据传输接口，这两个传输接口分别对应于控制平面与数据平面。分布式网络设备中通常由多块不同的单板组成，这些单板根据其所承担任务的不同分为三大类，第一类是控制平面单板(ControlPlaneBoard，简称为CPB)，第二类是数据平面单板(DataPlaneBoard，简称为DPB)，第三类是负责设备内部不同单板间数据交换的交换板。比如在3G核心网或者接入网系统设备中，控制平面单板包括：专门处理路由协议的路由协议处理板(RouteProcessBoard)，专门进行信令处理的信令处理板(SignalProcessBoard)，以及专门负责系统操作维护的主控处理板(OperationandMaintainProcessBoard)等；数据平面单板包括：专门负责报文接入的接口板，专门负责处理3G用户面协议的用户面协议处理板等；交换板包括控制平面交换板和数据平面交换板，分别负责控制平面报文的交换、以及数据平面报文的交换。图1为典型的分布式网络设备的一个架构示意图，图中画出了组成该设备的两个控制平面单板(信令处理板A和信令处理板B)和两个数据平面单板(接口板A和接口板B)，以及两个交换板(控制平面交换板和数据平面交换板)，并用空心双向箭头表示了设备内各块单板的连接情况，用空心单向箭头表示了不同报文在设备内部的流向。为了获得较高的数据平面性能，数据平面单板通常使用专用的处理器，比如使用网络处理器或者带有网络加速特性的多核处理器。以使用网络处理器的单板为例，网络处理器的微引擎负责完成数据的高速转发处理；而网络处理器内部集成的通用处理器内核或者外挂的通用处理器，则完成网络处理器微引擎执行指令的加载、各种转发规则的配置、性能统计数据的采集与上报等任务。因此，根据数据平面单板内部各部分所承担的职责来划分，可以将数据平面单板划分了两个组成单元：一个是网络处理器的微引擎，它们负责报文的快速转发处理，我们将负责这一部分功能的单元称为数据平面处理单元(DataPlaneProcessUnit，简称为DPPU)；另一个是网络处理器内部集成的通用处理器内核或者外挂的通用处理器，由于它们要完成微引擎指令的加载、转发规则的配置、性能统计数据的采集与上报等任务，都需要与控制平面单板交互，属于控制平面的处理，因此我们将负责这一部分功能的单元称为控制平面处理单元(ControlPlaneProcessUnit，简称为CPPU)。在分布式网络设备中，接口板是一种典型的数据平面单板，接口板负责报文的接收，并将报文转发到对应的处理板。由于设备内部控制平面与数据平面分离，因此某些设备具有两种不同功能的接口板，控制平面接口板和数据平面接口板，其中前者与设备内部控制平面交换板相连，专门负责接收控制平面的报文，而后者与设备内部的数据平面交换板相连，专门负责接收数据平面的报文。考虑到组网的便利性以及成本因素，目前很多设备已经实现了控制平面与数据平面共网口功能，即控制平面接口板与数据平面接口板功能合一，合一后的接口板需要将接收到的报文分发到不同的单板进行处理，如果报文的目的单板是数据平面单板，则接口板的DPPU直接将报文发送到数据平面交换板，由数据平面交换板将报文交换到目的单板，在图1中这种报文的处理流程用箭头的虚线表示。如果报文的目的单板是控制平面单板，则由于接口板的DPPU并没有与控制平面交换板连接，需要先通过板内通道将报文送给本板的CPPU，再由本板的CPPU将报文发送到控制平面交换板，再由其将报文交换到目的单板；如果控制平面单板需要发送一个报文到设备外部，则其只能通过控制平面交换板先将报文发送到接口板的CPPU，接口板的CPPU通过板内的数据通道，将报文发给其DPPU，再由DPPU将报文发送到设备外部，图1中这两种报文的处理流程用带箭头的实线表示。为了便于理解以及与本专利技术的对比，图2给出了接口板从设备外收到不同报文时的处理流程。为了保证不同控制平面单板间以及控制平面单板与数据平面单板的CPPU之间通信的可靠性，系统内通常使用RUDP(可靠用户数据报协议)、TIPC(透明进程间通信)等可靠传输层通信协议，并且将要传输的数据封装成板间消息，因此在控制平面单板以及数据平面单板的CPPU之上都会有一个板间消息处理单元，负责接收和发送板间消息。这种机制造成控制平面的数据通信对于系统资源占用较大，而且由于成本以及功耗等原因，数据平面单板的CPPU的性能较弱，当数据平面单板需要上送控制平面单板的报文数量较多时，容易造成其CPPU的负荷较重，导致其响应速度变慢、消息延时大、甚至丢失消息等情况的发生。事实上该类报文主要是由控制平面单板进行处理，接口板的CPPU只负责报文的中转，也就是说它只是一个简单的通信通道，作为一个简单的通信通道，中转控制平面报文的对其资源的消耗显然过大；另一方面，控制平面单板本身通过其上运行的板间消息处理单元来收发数据平面单板分发过来的报文，对其资源的开销也比较大；第三，数据平面的CPPU连接控制平面交换板的通道的带宽有限，当数据平面单板需要分发较多的报文给控制平面单板时，会占用其CPPU连接控制平面交换板的通信通道的宝贵带宽，影响关键消息的收发。针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种网络设备中单板间进行报文交互的方法及网络设备，以解决上述问题至少之一。根据本专利技术的一个方面，提供了一种网络设备中单板间进行报文交互的方法，包括：建立接口板的数据平面处理单元与控制平面交换板之间的直接连通的第一通信通本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种网络设备中单板间进行报文交互的方法，其特征在于，包括：建立接口板的数据平面处理单元与控制平面交换板之间的直接连通的第一通信通道；通过所述数据平面处理单元与控制平面交换板之间的所述第一通信通道进行所述接口板与所述控制平面单板间的报文交互。

【技术特征摘要】
1.一种网络设备中单板间进行报文交互的方法，其特征在于，包括：建立接口板的数据平面处理单元与控制平面交换板之间的直接连通的第一通信通道；通过所述数据平面处理单元与控制平面交换板之间的所述第一通信通道进行所述接口板与所述控制平面单板间的报文交互。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述数据平面处理单元与控制平面交换板之间的所述第一通信通道进行所述接口板与所述控制平面单板间的报文交互，包括：通过所述数据平面处理单元与所述控制平面交换板之间的所述第一通信通道，按照所述接口板的控制平面处理单元的报文收发规则进行所述接口板与所述控制平面单板间的报文交互。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述数据平面处理单元与控制平面交换板之间的所述第一通信通道进行所述接口板与所述控制平面单板间的报文交互，包括以下至少之一过程：所述数据平面处理单元接收来自于网络设备外部的报文，并根据报文内容以及分发规则确定与其进行报文交互的所述控制平面单板；所述数据平面处理单元将所述报文通过所述第一通信通道分发给确定的所述控制平面单板；所述数据平面处理单元通过所述第一通信通道接收来自于所述控制平面单板的报文，并将所述报文转发至所述网络设备外部。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述数据平面处理单元通过所述第一通信通道经由所述控制平面交换板将报文发送给所述控制平面处理单元。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：所述控制平面处理单元在检测到所述第一通信通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丰收，郭树波，沈利，钟春山，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94