CN101997777B - 中断处理方法、装置和网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中断处理方法、装置和网络设备，其中方法包括：根据中断处理的实时性要求分别设置多个队列的优先级，并根据所述优先级设定所述队列对应的中断频率；根据所述中断频率对各所述队列进行中断触发的批量处理。装置包括：设定模块，用于根据中断处理的实时性要求分别设置多个队列的优先级，并根据所述优先级设定所述队列对应的中断频率；中断模块，用于根据所述中断频率对各所述队列进行中断触发的批量处理。网络设备包括上述中断处理装置。本发明提高了***处理性能。

Description

中断处理方法、装置和网络设备

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种中断处理方法、装置和网络设备。 

背景技术

在通信领域中，为了对交换机等嵌入式通讯设备进行管理以及对通讯协议的支持，设备的专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit；以下简称：ASIC)需要将管理报文和协议报文发送到设备的中央处理单元(CentralProcessing Unit；以下简称：CPU)中，以便CPU对管理报文和协议报文进行软件管理。其中，软件和硬件之间的交互方式通常包括轮询方式和中断方式，轮询方式为软件每隔一段时间间隔扫描硬件的状态，进行相应的处理，而中断由硬件产生，当硬件状态发生变化时，通过中断发送信号通知软件进行处理。当ASIC接收到报文时，将其发送到CPU，则硬件产生中断通知软件进行处理，而在网络负载较高的环境中，可能出现大量报文同时向CPU发送的情况，从而频繁触发中断，使得CPU忙于处理硬件中断而导致处理效率降低。 

为了解决上述问题，现有技术中通过硬件产生的一次中断对当前收帧队列中的所有报文进行处理，这种方法利用了批量处理的思想，能够减少中断产生的次数。 

然而，现有方法中一次中断需要占用较长的时间来处理收帧队列中的所有报文，会出现其他任务得不到调度的情况，且也导致其他队列的报文无法得到及时处理，出现报文被丢弃的情况。因此，现有方法无法有效解决高负荷网络环境下频繁产生中断的问题，也不能解决批量处理和实时性要求之间的矛盾。 

发明内容

本发明提供一种中断处理方法、装置和网络设备，用以解决现有技术中高负荷网络环境下中断频繁产生所导致的CPU处理性能低下的缺陷，实现在解决频繁中断问题的基础上，对报文批量处理和实时性要求之间的矛盾进行有效协调，提高***处理性能。 

本发明提供一种中断处理方法，包括： 

根据中断处理的实时性要求分别设置多个队列的优先级，并根据所述优先级设定所述队列对应的中断频率； 

根据所述中断频率对各所述队列进行中断触发的批量处理。 

本发明提供一种中断处理装置，包括： 

设定模块，用于根据中断处理的实时性要求分别设置多个队列的优先级，并根据所述优先级设定所述队列对应的中断频率； 

中断模块，用于根据所述中断频率对各所述队列进行中断触发的批量处理。 

本发明提供一种网络设备，包括上述中断处理装置。 

本发明的中断处理方法、装置和网络设备，通过根据中断处理的实时性要求对收列进行分级，且根据不同的优先级设置各队列对应的中断频率，通过该中断频率进行中断触发处理，则对于高优先级的队列来说，保证了处理数据或报文的实时性，而对于低优先级队列来说，实现了一次批量处理多个数据或报文，减少了中断触发的频率，减少了大量中断所引发的不必要的任务调度，从而解决了现有技术中高负荷网络环境下中断频繁产生所导致的CPU处理性能低下的缺陷，实现了在解决频繁中断问题的基础上，对报文批量处理和实时性要求之间的矛盾进行有效协调，提高了***处理性能。 

附图说明

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明中断处理方法实施例一的流程图； 

图2为本发明中断处理方法实施例二的流程图； 

图3为本发明中断处理方法实施例二中的队列分级示意图； 

图4为本发明中断处理装置实施例一的结构示意图； 

图5为本发明中断处理装置实施例二的结构示意图。 

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

图1为本发明中断处理方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例提供了一种中断处理方法，可以具体包括如下步骤： 

步骤101，根据中断处理的实时性分别设置多个队列的优先级，并根据优先级设定队列的中断频率。 

本实施例可以应用于网络设备中频繁收帧终端处理的情况，还可以应用于其他有大量频繁中断需要得到处理的环境下，同时，本实施例也不局限于单一设备如ASIC产生的中断，也可以适用于多个设备频繁产生中断的情况。因此，本实施例中的队列可以具体为对报文处理的收帧队列，也可以为频繁产生中断的设备，如网络服务器中的多个网络适配器等。本步骤为根据中断处理的实时性要求对多个队列的优先级进行设置，此处为以不同队列对于中断处理的不同实时性要求对各队列设置不同的处理优先级，再根据该优先级设定该队列对应的中断频率。具体地，队列的优先级越高，可将其对应的中断频率设置得越高，反之亦然。 

步骤102，根据中断频率对各队列进行中断触发的批量处理。 

在通过上述步骤完成队列的优先级以及各队列对应的中断频率的设定之后，本实施例可以根据该中断频率对各队列进行中断触发的批量处理，即以该中断频率为基准触发处理数据或报文的中断，具体采用报文批量处理的方式对各队列中的数据或报文进行处理。在本实施例中，对于优先级高的队列来说，可以将其中断频率设置得高一点，对于优先级不高的队列来说，可以每N个数据或报文才会触发一次中断，则相比于现有技术，本实施例中中断触发的频率减少为原来的1/N，相应地，中断触发之后，CPU将之前收到的N个数据或报文从队列缓冲区内一次性读取进行相应的处理。 

本实施例提供了一种中断处理方法，通过根据中断处理的实时性要求对队列进行分级，且根据不同的优先级设置各队列对应的中断频率，通过该中断频率进行中断触发处理，则对于高优先级的队列来说，保证了处理数据或报文的实时性，而对于低优先级队列来说，实现了一次批量处理多个数据或报文，减少了中断触发的频率，减少了大量中断所引发的不必要的任务调度，从而解决了现有技术中高负荷网络环境下中断频繁产生所导致的CPU处理性能低下的缺陷，实现了在解决频繁中断问题的基础上，对报文批量处理和实时性要求之间的矛盾进行有效协调，提高了***处理性能。 

图2为本发明中断处理方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例提供了一种中断处理方法，本实施例为对上述实施例一进行进一步改进后的优选实施例，可以具体包括如下步骤： 

步骤201，根据报文的实时性要求分别设置多个收帧队列的优先级，并根据所述优先级设定所述收帧队列中报文的可中断标志位的置位比例。 

本实施例中具体以网络设备中频繁收帧中断处理的情况为例进行说明，即上述实施例一中的队列具体为收帧队列，中断处理的实时性要求具体为报文的实时性要求，队列对应的中断频率具体为队列中报文的可中断EnableInterrupt；以下简称：EI)标志位的置位比例。对于ASIC与CPU之间交互的管理报文或协议报文来说，各种报文在不同的应用下对实时性的要求不尽相同，而ASIC向CPU发送报文时，报文先在收帧缓冲区进行缓冲，通常收帧缓冲区可以根据报文的实时性要求划分为多个收帧队列。本步骤根据各报文对应的不同的实时性要求，对收帧缓冲区中各收帧队列的优先级进行设定，对于高优先级的收帧队列来说，CPU需要优先处理这些队列中的报文，以满足报文的实时性要求，而相应的可以暂缓处理低优先级的收帧队列中的报文。在本实施例中，可以在各收帧队列上分别设置一个EI标志位，该EI标志位用于标识该位置对应的报文是否触发中断处理。在现有的技术方案中，可以认为收帧队列中的所有报文的EI标志位均被置位，则每一个收到的报文均会触发中断处理。本步骤在对收帧队列的优先级进行设置后，还根据各收帧队列的优先级来设定该收帧队列中报文的EI标志位的置位比例，此处的置位比例可以为1∶N，表示每隔N个报文对对应的EI标志位进行置位处理，以触发中断处理。本实施例中收帧队列的优先级越高，表明报文对实时性的要求越高，则设置的置位比例中N越小。 

步骤202，根据置位比例对各收帧队列中的报文进行批量中断触发处理。 

在通过上述步骤完成收帧队列的优先级以及各收帧队列中报文的EI标志位的置位比例的设定之后，本实施例可以根据该置位比例对各收帧队列中的报文进行批量中断触发处理，即以该置位比例为基准触发处理报文的中断，具体采用报文批量处理的方式。图3为本发明中断处理方法实施例二中的队列分级示意图，如图3所示，当N＝1时，收帧队列的优先级最高，硬件每收到一个报文均会触发中断处理，则软件会对收到的报文马上进行处理。当N＝2时，硬件每收到两个报文触发一次中断处理，软件对队列中的两个报文进行批量处理。对于优先级不高的收帧队列来说，每N个报文才会触发一次中断， 则相比于现有技术，本实施例中中断触发的频率减少为原来的1/N，相应地，中断触发之后，CPU将之前收到的N个报文从队列缓冲区内一次性读取进行相应的处理。 

在执行该步骤202的过程中，本实施例还可以包括如下步骤： 

步骤203，当收帧队列中的报文触发中断处理时，判断所述收帧队列是否开启定时扫描，如果是，则执行步骤204，否则执行步骤205。 

在上述本实施一中，在低优先级的收帧队列中，如果该队列中已经缓存了N-1个报文，但很长一段时间内没有第N个报文到达，而导致前N-1个报文长期无法得到及时处理。则本步骤为解决该问题，可以在各收帧队列中开启定时扫描，可以为各收帧队列分别启动一个扫描定时器，优选地为针对低优先级的收帧队列启动扫描定时器。扫描定时器所设定的定时时间可以根据收帧队列的优先级而具体设置，该定时时间可以表示该收帧队列对报文无法得到处理的容忍程度，即该队列中的报文最晚不能超过在定时时间以后还得不到处理；当优先级较高时，该定时时间可以设置得小一些，如果N＝1，由于此时每个报文均会触发中断，则无需进行定时扫描；而优先级越低，则可以将该定时时间设置得越大。 

本步骤为在报文产生中断之后，先判断对应的收帧队列是否开启该定时扫描，如果是，则执行后续步骤204，将该扫描定时器进行重置。如果该收帧队列未开启定时扫描，则执行后续步骤205，直接对报文进行处理。即实施例也可以在中断产生之后，先判断产生中断的队列是否开启了定时扫描，如果是，则直接将该队列对应的扫描定时器的定时时间进行重置处理，该扫描定时器在下一个扫描定时时间达到后才被激活，以对队列中的所有滞留报文进行处理，否则直接对报文进行处理即可。 

步骤204，对扫描定时器的定时时间进行重置处理，并执行后续步骤205。 

当中断产生后，收帧队列开启定时扫描时，本实施例可以对扫描定时器的定时时间进行重置处理，并执行后续步骤205。由于本实施例中开启定时 扫描的目的是处理收帧队列内的滞留报文，而若定时器本身被频繁激活，则可能会出现现有技术中轮询方式类似的情况，耗费大量不必要的CPU资源。因此，本实施例在中断产生后，当该队列中开启定时扫描时，便将该扫描定时器进行重置，则扫描定时器会在下一个定时时间后再被激活，避免了频繁的激活扫描定时器。具体地，在应用场景中，如果网络环境中需要向CPU发送管理报文或协议报文的频繁较高，则此时CPU的负荷较大，扫描定时器不断被重置，但不会得到调度，避免了不必要的CPU资源浪费。另外，如果网络环境相对简单，向CPU发送处理的报文数量较少，则扫描定时器每隔定时扫描时间被激活，但大部分时间并不存在报文发送的情况，此时CPU的负荷较小，即使耗费一定CPU资源对收帧队列中的报文进行定时扫描也不会对***的其他正常处理进程造成影响。 

步骤205，对收帧队列中的报文进行处理。 

当中断产生后，经过判断该收帧队列未开启定时扫描时，则直接对该收帧队列中的报文进行后续的相应处理即可。另外，当中断产生后，经过判断该收帧队列开启定时扫描时，执行完上述步骤204之后，还继续对收帧队列中的报文进行相应的处理，即再执行该步骤205。 

进一步地，在本实施例提供的中断处理方法还可以包括：当所述扫描定时器被激活时，自动对所述收帧队列中的滞留报文进行相应的处理。在本实施例中，如果收帧队列开启定时扫描，且该扫描定时器被激活，则自动对该收帧队列中的滞留报文进行处理。即通过定时扫描的方法，如果该扫描定时器被激活，即在定时扫描时间之后，该收帧队列中的报文仍未触发中断，则软件自动扫描该队列，检查是否有报文滞留在该队列内得不到及时处理，并将该队列中的这些滞留报文从缓冲区中收取并进行处理。 

因此，本实施例中虽然加入了定时扫描的机制，但扫描定时器实际上只是在CPU负荷较小的时候才会被调度，其不会影响***在高流量负荷情况下的性能。相反地，在高流量负荷情况下，本实施例则会通过减少低优先级的 收帧队列中报文的中断触发频率，并对报文进行批量处理。 

本实施例通过队列分级的方法，为不同优先级的收帧队列设置不同间隔的EI标志位，使得低优先级的收帧队列中的报文触发中断的频率大大降低。本实施例既可以通过批量处理的方法减少中断频率和任务调度，降低不必要的***开销，又能够满足报文处理的实时性要求。本实施例还通过在中断处理过程中进行定时扫描的方法，既在高负荷网络环境下起到了降低频繁中断处理的目的，又在低负荷网络环境下能够扫描队列中未得到中断处理的报文，起到对这些报文及时处理的目的。 

本实施例提供了一种中断处理方法，通过根据报文的实时性要求对收帧队列进行分级，且根据不同的优先级设置报文的EI标志位的置位比例，通过该置位比例进行中断触发处理，则对于高优先级的收帧队列来说，保证了处理报文的实时性，而对于低优先级队列来说，实现了一次批量处理多个报文，减少了中断触发的频率，减少了大量中断所引发的不必要的任务调度，从而解决了现有技术中高负荷网络环境下中断频繁产生所导致的CPU处理性能低下的缺陷，实现了在解决频繁中断问题的基础上，对报文批量处理和实时性要求之间的矛盾进行有效协调，提高了***处理性能。 

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 

图4为本发明中断处理装置实施例一的结构示意图，如图4所示，本实施例提供了一种中断处理装置，可以具体执行上述方法实施例一中的各个步骤，此处不再赘述。本实施例提供的中断处理装置可以具体包括设定模块401和中断模块402。其中，设定模块401用于根据中断处理的实时性要求分别设置多个队列的优先级，并根据所述优先级设定所述队列对应的中断频率。中断模块402用于根据所述中断频率对各所述队列进行中断触发的批量处 理。 

图5为本发明中断处理装置实施例二的结构示意图，如图5所示，本实施例提供了一种中断处理装置，可以具体执行上述方法实施例二中的各个步骤，此处不再赘述。本实施例提供的中断处理装置在上述图4所示的基础之上，设定模块401可以具体用于根据所述优先级设定所述队列中报文的可中断标志位的置位比例。中断模块402可以具体用于根据所述置位比例对各所述队列中的报文进行批量中断触发处理。 

进一步地，本实施例提供的中断处理装置还可以包括判断模块403和重置模块404。其中，判断模块403用于当一个队列中的报文触发中断处理时，判断所述队列是否开启定时扫描。重置模块404用于当判断模块403的判断结果为所述队列开启定时扫描时，对扫描定时器的定时时间进行重置处理。 

进一步地，本实施例提供的中断处理装置还可以包括报文处理模块405，报文处理模块405用于当所述扫描定时器被激活时，自动对所述队列中的滞留报文进行相应的处理。 

进一步地，本实施例提供的中断处理装置还可以包括设置模块406，设置模块406用于根据所述队列的优先级设定所述扫描定时器的定时时间。 

本实施例提供了一种中断处理装置，通过根据报文的实时性要求对收帧队列进行分级，且根据不同的优先级设置报文的EI标志位的置位比例，通过该置位比例进行中断触发处理，则对于高优先级的收帧队列来说，保证了处理报文的实时性，而对于低优先级队列来说，实现了一次批量处理多个报文，减少了中断触发的频率，减少了大量中断所引发的不必要的任务调度，从而解决了现有技术中高负荷网络环境下中断频繁产生所导致的CPU处理性能低下的缺陷，实现了在解决频繁中断问题的基础上，对报文批量处理和实时性要求之间的矛盾进行有效协调，提高了***处理性能。 

本实施例还提供了一种网络设备，该网络设备可以具体为交换机、路由器等，其可以具体包括上述图4或图5所示的中断处理装置。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (11)

1.一种中断处理方法，其特征在于，包括：

根据中断处理的实时性要求分别设置多个队列的优先级，并根据所述优先级设定所述队列对应的中断频率；

根据所述中断频率对各所述队列进行中断触发的批量处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述优先级设定所述队列对应的中断频率具体为：根据所述优先级设定所述队列中报文的可中断标志位的置位比例；

所述根据所述中断频率对各所述队列进行中断触发的批量处理具体为：根据所述置位比例对各所述队列中的报文进行批量中断触发处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

当一个队列中的报文触发中断处理时，判断所述队列是否开启定时扫描，如果是，则对扫描定时器的定时时间进行重置处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述扫描定时器被激活时，自动对所述队列中的滞留报文进行相应的处理。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述队列的优先级设定所述扫描定时器的定时时间。

6.一种中断处理装置，其特征在于，包括：

设定模块，用于根据中断处理的实时性要求分别设置多个队列的优先级，并根据所述优先级设定所述队列对应的中断频率；

中断模块，用于根据所述中断频率对各所述队列进行中断触发的批量处理。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述设定模块具体用于根据所述优先级设定所述队列中报文的可中断标志位的置位比例；

所述中断模块具体用于根据所述置位比例对各所述队列中的报文进行批量中断触发处理。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

判断模块，用于当一个队列中的报文触发中断处理时，判断所述队列是否开启定时扫描；

重置模块，用于当所述判断模块的判断结果为所述队列开启定时扫描时，对扫描定时器的定时时间进行重置处理。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

报文处理模块，用于当所述扫描定时器被激活时，自动对所述队列中的滞留报文进行相应的处理。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，还包括：

设置模块，用于根据所述队列的优先级设定所述扫描定时器的定时时间。

11.一种网络设备，其特征在于，包括上述权利要求6-10中任一项所述的中断处理装置。

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