[发明专利]一种虚拟交换机用户态数据平面工作线程负载均衡的方法

说明书

技术领域

本申请涉及网络通信领域，特别涉及一种虚拟交换机用户态数据平面工作线程负载均衡的方法。

技术背景

随着虚拟化技术的广泛应用，虚拟交换机需要支撑越来越多的关键业务，新型的虚拟交换机将数据平面在用户态实现从而可以利用DPDK等高性能数据平面技术来支撑这些关键业务，但通常用户态数据平面数据报文IO端口接收队列被静态分配给数据平面可利用的工作线程，这样的方法导致多个高负载的接收队列可能被分配到一个或少数几个工作线程中，导致虚拟交换机的工作线程不能被充分利用，从而整个虚拟交换机的吞吐率严重低于最大处理能力。

因此，本领域存在对虚拟交换机用户态数据平面工作线程动态负载均衡的需求，从而提高用户态数据平面的处理性能。

发明内容

本申请叙述的方法用于对虚拟交换机用户态数据平面工作线程进行负载均衡，从而提高用户态数据平面的处理性能。根据一个实施例，提供了一种用于虚拟交换机用户态数据平面工作线程负载均衡的方法，该方法包括：负载均衡器周期性地计算数据平面中所有接收队列的负载以及所有工作线程的负载; 新加入数据平面的数据报文IO端口接收队列当前处理工作线程为空，负载均衡器将所述接收队列放置在所述接收队列的最小假定放置线程负载对应的工作线程上，其中接收队列在一个工作线程上的假定放置线程负载为假定将所述接收队列放置到所述工作线程上所述工作线程的模拟负载，所述工作线程的真实负载并不改变，最小假定放置线程负载为所述接收队列在除去当前处理工作线程以外的工作线程上的假定放置线程负载的最小值；负载均衡器周期性地按一定的优先级次序检测大于平均工作线程负载的工作线程中的接收队列，如果接收队列负载不小于最低迁移接收队列负载阈值，并且所述接收队列当前处理工作线程负载与所述接收队列的最小假定放置线程负载之差不小于最低迁移线程负载差阈值，则将所述接收队列从当前处理工作线程迁移到该接收队列的最小假定放置线程负载对应的工作线程上。

在前述实施例的上下文中，虚拟交换机数据平面为用户态数据平面。

在前述实施例的上下文中，接收队列负载为接收队列当前负载与接收队列历史负载加权平均。

在前述实施例的上下文中，接收队列的当前负载基于当前负载计算单位时间片内处理该接收队列以及处理接收的数据报文所占用的时间。

在前述实施例的上下文中，工作线程负载为所述工作线程处理的接收队列负载之和加上工作线程伪负载。

在前述实施例的上下文中，工作线程的接收队列个数以及接收队列与工作线程的NUMA分布包含在所述工作线程伪负载中。

本发明实施例的其他特征将从附图和后面的详细叙述中更明显得到。

本发明的突出优点为该方法是一种简单高效的虚拟交换机用户态数据平面工作线程负载均衡的方法，从而使虚拟交换机用户态数据平面在各种业务负载情况下能达到或接近虚拟交换机用户态数据平面的理论处理能力最大值。

附图说明

在附图中的视图中借助举例方式对本发明的实施例进行描述，这些实施例并非起局限作用，附图中类似的参考数字将表示类似的元件。

图1是从概念上描述本发明方法的逻辑关系图。

图2描述了接收队列负载计算方法。

具体实施方式

本申请叙述了一种用于虚拟交换机用户态数据平面工作线程负载均衡的方法。本申请实施的技术方案中，用户态数据平面包含一个负载均衡器（110）用于动态决定接收队和工作线程之间的对应关系。当一个新的接收队列n（137）加入到数据平面中时，负载均衡器（110）根据当时的工作线程的负载情况以及队列和工作线程的NUMA节点分布情况，由步骤（140）决定将接收队列n（137）放置到工作线程f（126）上。负载均衡器（110）周期性地检测系统中是否有满足迁移条件的接收队列，步骤（145）发现接收队列i（135）从工作线程a（120）迁移到工作线程e（125）能均衡工作线程负载，则执行接收队列迁移操作。

在后面的叙述中，为了提供对本发明实施例的全面理解，公开了许多特定的详细内容。然而，本领域的技术人员将明白，在不具有这些具体细节中的某些细节的情况下，也可以实现本发明的实施例。

下文提供了在本申请的全文中使用的术语的简短定义。

虚拟交换机：由软件实现的根据以太网报头进行报文转发的系统，也可提供安全访问控制、流量控制和隧道等功能。

控制平面：用于控制和管理所有网络协议的运行，控制平面提供了数据平面数据处理转发前所必须的各种网络信息和转发查询表项。