[发明专利]一种单CPU实现协议NSR的方法及系统

说明书

本发明公开了一种单CPU实现协议NSR的方法及系统，涉及数据和IP传输通信设备领域，包括：将协议逻辑实体分割为协议会话和协议计算两个进程，并拆分到两个硬件上部署，设置监控进程监测协议计算进程运行状态；协议动态运行过程中，协议计算进程收集运行过程的关键数据备份至备份数据库，并随运行过程实时刷新；监控进程检测到协议计算进程异常或人为退出时，监控进程建立新的协议计算进程，从备份数据库中恢复关键数据信息；新协议计算进程完成数据恢复后和设备协议会话进程保持握手关系，重新建立新的交互关系，完成新协议计算进程的加载升级。本发明的单CPU实现协议NSR的方法及系统提高了单主控下多核CPU资源利用率。

技术领域

本发明涉及数据和IP传输通信设备领域，具体涉及一种单CPU实现协议NSR的方法及系统。

背景技术

随着5G移动互联网和物联网(IoT，Internet ofThings)的爆炸性发展，各种各样不同要求和特性的新兴服务、业务在5G网络中频繁部署，这些服务、业务对5G网络带宽、时延等要求较高，如果网络设备主控发生故障，转发业务不能及时恢复将造成重大损失。为了减少设备主控故障对业务的影响，提高网络的可靠性，主控CPU需要支持协议NSR(NoneStop Routing，不中断路由)，尤其单CPU场景下支持协议NSR，即单CPU在主要进程故障、在线升级等，协议部分进程重新启动，但业务不中断，能保证业务正常运行，满足通信设备高可靠性要求。

根据通信网络设备的功能架构不同，5G网络设备可以分为分布式和集中式，通常集中式设备使用单CPU处理控制平面信令业务和转发平面表项管理，网络震荡时，CPU资源常常不足，通常只有更换高主频CPU才能提升性能，而CPU频率增加是极为有限的，且会极大增加设备成本。这种情况下单CPU遇到网络震荡，设备规格性能很难达到要求，而通信网络协议(包括但不限于OSPF/ISIS/BGP/LDP/RSVP/LACP/STP/VRRP等)通常集中式部署，即协议进程部署在一个CPU核上面，对设备CPU资源性能要求极高。

分布式设备主控板卡冗余条件下，可采用主备备份来实现NSR，但集中式设备或单主控CPU环境下，动态协议(IGP/BGP/LDP/RSVP/LACP/ARP/NDP/STP/VRRP)状态和TCP/IP协议栈均没有动态备份，无主备备份机制，没有热备，无法实现NSR，当主控系统故障或者协议进程异常，即动态协议业务邻居断邻，协议生成的业务管理表项也不存在，导致业务发生中断，对网络业务产生极大的影响，不能满足通信设备业务高可靠性的要求。虽然集中式设备可以采取NSF+GR实现业务不中断，但依赖邻居HELPER支持能力，需要邻居开启GR功能，能进行协议GR协商，不具备全适应性，不能在市场推广，因此单CPU实现协议NSR也是迫在眉睫。

针对上述问题，现有公开技术有一定的探索：如中国专利CN201910008945.0“在不支持NSR的分布式设备中实现LACP NSR的方法及系统”中，仅针对LACP协议实现NSR方法系统，且适用在主备主控盘场景下，不能解决单CPU场景NSR问题。中国专利CN201910253442.X“路由不间断方法和主控板”主要是针对TCP热备实现协议NSR过程。中国专利CN201510682644.8“一种路由器中分布式协议的实现方法及系统”中主要强调了分布式设备形态下分担主控IGP压力，且该分布式只适用IGP该协议分布式部署和NSR无关，其适用范围有限；而中国专利CN201410055000.1“路由协议重启后不间断路由的实现方法和装置”技术方案中，需要依赖和邻居协商hello时间参数，不是通过邻居保活机制，存在部分协议如BGP和OSPF无法实现，如果应用到单主控上存在局限无法实现NSR。

可见，现有技术仍难以解决集中式设备单CPU同时处理控制平面信令业务和转发平面表项管理业务；以及设备达到一定量规格，网络震荡时，CPU资源不能满足设备要求，设备收敛速度达不到要求，单CPU性能无法充分发挥的问题。

发明内容