一種網板升級方法及網絡設備的製作方法

2023-07-22 22:04:06 1

一種網板升級方法及網絡設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種網板升級方法，首先基於網絡環境狀態以及各業務板確定維持當前業務所需的最小流量，隨後根據該最小流量以及每塊網板可提供給每塊業務板的轉發速率判斷最少需要多少數量的網板在位，優先將無需在位的網板進行升級，從而在保證流量轉發穩定的同時，提升了ISSU升級的速度。本發明同時還公開了一種網絡設備。
【專利說明】一種網板升級方法及網絡設備

【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信【技術領域】，特別涉及一種網板升級方法。本發明同時還涉及一種 網絡設備。

【背景技術】
[0002] ISSU(In_Service Software Upgrade,不中斷業務升級）是一種可靠性高的升級 設備啟動軟體的方式。為了確保在升級過程中業務不中斷或者中斷時間較短，ISSU具有如 下幾個特點：
[0003] (1)引入軟體包概念，便於軟體的管理和維護
[0004] 將啟動軟體按功能劃分成Boot軟體包、System軟體包、Feature軟體包和補丁包， 將系統軟體中比較穩定的基礎進程和相對比較活躍的業務進程分離。通常情況下，不需要 升級基礎進程，只需升級部分業務進程。而且，業務進程之間互相獨立，當某業務需要版本 更新時，只需升級該業務對應的軟體包即可，不用升級所有模塊，從而不會對設備運行甚至 其它業務造成影響。
[0005] ⑵支持熱補丁
[0006] 使用補丁包在不重啟設備的情況下快速修復系統缺陷。根據不同的應用場景，提 供不同的升級策略，儘量避免升級影響到當前業務的正常進行。該功能需要硬體的配合，t匕 如部署兩塊主控板。當主用主控板需要重啟升級時，備用主控板能接替主用主控板的工作， 保證升級過程業務儘量不中斷。
[0007] 相應地，ISSU具有以下幾種升級方式：
[0008] A.增量升級
[0009] 採用該方式升級時，系統會先分析升級前後軟體版本間的差異，然後僅對差異部 分的進程實施升級。該升級方式對系統影響最小、升級速度最快，為ISSU升級的最佳方式
[0010] B.軟重啟升級
[0011] 採用該方式升級時，系統會先將系統運行瞬間的數據（運行數據、配置數據、硬體 數據）和狀態全部保存在內存中，再使用新軟體重啟CPU。重啟期間數據轉發平面繼續提供 轉發能力，CPU重啟後使用上次保存的數據、狀態繼續運行。對於需要實時和對端交互協議 報文來保持連接的協議，則通過協議代理進程來確保軟重啟升級過程中連接和協議狀態不 受影響。與增量升級相比，軟重啟影響了本CPU上運行的所有模塊，升級時間較長。
[0012] C.重啟升級
[0013] 該方式通過重啟本設備加載新軟體來完成升級，所以該重啟升級過程會導致業務 中斷。
[0014] 基於上述特性，現有技術中採取Sequence Reboo (逐次重啟）的方式。只有網板 支持該升級方式，當網板需要重啟升級時，為了避免流量中斷，系統會自動升級完畢一塊網 板後，再升級下一塊網板，直到所有網板升級完畢後，再升級主控板。
[0015] 基於以上ISSU升級的特性及方式，現有技術中通常採用Sequence Reboot (逐次 重啟）的方式對網板進行升級。當網板需要重啟升級時，為了避免流量中斷，系統會自動升 級完畢一塊網板後，再升級下一塊網板，直到所有網板升級完畢後，再升級主控板。然而在 該過程中，各網板的升級順序都是指定且無法改變的，如果設備當時的流量不大，而網板數 量又較多，該順序重啟的方式將極大影響升級的速度。
[0016] 由此可見，目前尚缺乏一種靈活有效的網板升級方式，能夠在兼顧流量轉發需求 的同時將所有網板儘快進行升級，進而提高ISSU升級的效率以及速度。


【發明內容】

[0017] 本申請提供一種網板升級方法，解決現有技術中由單一的升級方式以及固定的升 級順序所帶來的效率低下的問題。
[0018] 為達到上述目的，本申請實施例一方面提供了一種網板升級方法，應用於包括多 個網板及業務板的網絡設備中，該方法包括 ：
[0019] 根據網絡環境狀態以及各業務板的流量信息確定維持當前業務所需的最小流量， 所述網絡環境狀態包括流量穩定狀態和有效接口數穩定狀態；
[0020] 根據每塊網板可提供給每塊業務板的轉發速率以及所述最小流量，獲取滿足轉發 所述最小流量的網板的數量；
[0021] 在所述多個網板中選擇所述數量的網板作為在位網板，保留所述在位網板為工作 狀態；
[0022] 將所述多個網板中除所述在位網板以外的其他網板作為冗餘網板進行不中斷業 務ISSU升級，並在所述冗餘網板升級完畢後將所述冗餘網板替換所述在位網板，以對替換 後的在位網板進行ISSU升級。
[0023] 另一方面，本申請實施例還提供了一種網絡設備，包括多個網板及業務板，該網絡 設備還包括：
[0024] 流量模塊，用於根據網絡環境狀態以及各業務板的流量信息確定維持當前業務所 需的最小流量，所述網絡環境狀態包括流量穩定狀態和有效接口數穩定狀態；
[0025] 數量模塊，用於根據每塊網板可提供給每塊業務板的轉發速率以及所述最小流 量，獲取滿足轉發所述最小流量的網板的數量；
[0026] 選擇模塊，用於在所述多個網板中選擇所述數量的網板作為在位網板，保留所述 在位網板為工作狀態；
[0027] 升級模塊，用於將所述多個網板中除所述在位網板以外的其他網板作為冗餘網板 進行不中斷業務ISSU升級，並在所述冗餘網板升級完畢後將所述冗餘網板替換所述在位 網板，以對替換後的在位網板進行ISSU升級。
[0028] 與現有技術相比，本申請實施例所提出的技術方案具有以下優點：
[0029] 通過應用本申請實施例的技術方案，首先基於網絡環境狀態以及各業務板確定維 持當前業務所需的最小流量，隨後根據該最小流量以及每塊網板可提供給每塊業務板的轉 發速率判斷最少需要多少數量的網板在位，優先將無需在位的網板進行升級，從而在保證 流量轉發穩定的同時，提升了 ISSU升級的速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1為本發明提出的一種網板升級方法的流程示意圖；
[0031] 圖2為本發明提出的一種網絡設備的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0032] 如【背景技術】所述，現有技術中ISSU的升級方式單一，且只能按照各網板既定的順 序進行，因此導致升級速度十分緩慢，降低了效率。
[0033] 針對上述問題，本申請實施例提出了一種網板升級方法，自動判斷當前設備的環 境，並確定一種快速可靠的升級策略，在滿足流量轉發需求的同時，儘快升級冗餘的網板。 在通過當前流量的大小或UP埠總速率的大小來計算冗餘網板的數量後進一步根據冗餘 網板的數量計算出合適的網板升級數量，達到加速ISSU升級的效果。
[0034] 如圖1所示，為本申請實施例所提出的一種網板升級方法的流程示意圖，應用於 包括多個網板及業務板的網絡設備中，該方法具體包括以下步驟：
[0035] S101，根據網絡環境狀態以及各業務板的流量信息確定維持當前業務所需的最小 流量，所述網絡環境狀態包括流量穩定狀態和有效接口數穩定狀態。
[0036] 基於在升級過程中可能遇到的情況，本發明將網絡環境狀態主要劃分為流量穩定 狀態和有效接口數穩定狀態。顧名思義，在流量穩定狀態下當前環境的流量較為穩定，而在 有效接口數穩定狀態下當前有效接口的數量不會發生變化，假如當前的環境配置既不符合 流量穩定狀態也不符合有效接口數穩定狀態的話，則將其歸類為不穩定升級狀態。
[0037] 為了能夠計算出維持當前業務所需的最小流量，流量信息中需要包括交換流量信 息、有效埠數量信息以及埠數量信息，對應於以上幾種狀態，其相應的最小流量確定方 式如下：
[0038] (1)若所述網絡環境狀態為流量穩定狀態，根據所述交換流量信息選擇交換流量 最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的交換流量作為所述最小流量；
[0039] (2)若所述網絡環境狀態為有效接口數穩定狀態，根據所述有效埠數量信息選 擇有效埠滿速後總流量最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的有效埠在 滿速後所達到的總流量作為所述最小流量。
[0040] (3)若所述網絡環境狀態非流量穩定狀態或有效接口數穩定狀態，根據所述埠 數量信息選擇所有埠滿速後總流量最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的 所有埠在滿速後所達到的總流量作為所述最小流量。
[0041] S102,根據每塊網板可提供給每塊業務板的轉發速率以及所述最小流量，獲取滿 足轉發所述最小流量的網板的數量。
[0042] 基於S101中所得到的最小流量，可具體通過將M/N的值向上取整所得到的整數J 作為滿足轉發所述最小流量的網板的數量；其中，Μ為所述最小流量，N為所述轉發速率。
[0043] S103,在所述多個網板中選擇所述數量的網板作為在位網板，保留所述在位網板 為工作狀態。
[0044] S104,將所述多個網板中除所述在位網板以外的其他網板作為冗餘網板進行不中 斷業務ISSU升級，並在所述冗餘網板升級完畢後將所述冗餘網板替換所述在位網板，以對 替換後的在位網板進行ISSU升級。
[0045] 為了能夠確保在流量穩定的情況下快速升級所有的網板，本步驟首先判斷已升級 的冗餘網板的數量是否大於或等於未升級的在位網板；
[0046] 如果已升級的冗餘網板的數量大於或等於未升級的在位網板，利用已升級的冗餘 網板替換所有未升級的在位網板進行工作，並對替換後的在位網板進行ISSU升級，這樣即 可兩步完成所有網板的升級。
[0047] 如果已升級的冗餘網板的數量小於未升級的在位網板，則只能將所有已升級的冗 餘網板替換相應數量的未升級的在位網板進行工作，對替換後的在位網板進行ISSU升級， 並在升級完畢後繼續判斷已升級的冗餘網板的數量是否大於未升級的在位網板，以此重複 實現所有網板的升級。
[0048] 為了進一步闡述本發明的技術思想，現結合具體的應用場景，對本發明的技術方 案進行說明。
[0049] 首先，根據不同需求分開考慮，本具體實施例中提供以下流量穩定升級、配置穩定 升級和不穩定升級三種方式：
[0050] (1)流量穩定升級適用於當前環境流量比較穩定的情況。具體實現為：獲取當前 環境流量最大的單板，並根據其流量，計算出至少需要多少網板進行轉發。假設計算出環境 需要的網板數為2塊，而實際環境中存在6塊網板。則此時標記4塊網板為冗餘網板，全部 進行重啟升級。待升級完成後，再升級剩下的2塊網板。假設計算出環境需要的網板數為4 塊，而實際環境中存在6塊網板。則此時標記2塊網板為冗餘網板，全部進行重啟升級。待 升級完成後，再升級剩下4塊中的的2塊；最好升級其餘2塊網板。
[0051] (2)配置穩定升級適用於當前環境UP接口數量不會變化的情況。具體實現為：所 有UP的埠都以滿速計算，獲取當前環境可通過流量最大的單板，並根據其流量，計算出 至少需要多少網板進行轉發。後續實現同上。
[0052] (3)不穩定升級適用於當前環境配置會變化，UP接口數量不確定的情況。具體實 現為：以規格最大的業務板可通過的最大流量為準，計算出至少需要多少網板進行轉發。後 續實現同上。
[0053] 在確定了升級方式之後，即可使用冗餘網板算法對需要升級的網板進行規劃：單 塊網板可支持單接口板的轉發速率為n，最大的接口板當前流量（或UP埠最大可達到的 總流量）為m，則m/n向上取整所得j即為保證在位的網板數，若總網板數為k，則k-j所得 X，即為冗餘網板數。最後以X塊單板為一個單位，進行順序重啟升級。最後不足X塊的網 板，全部一起升級。
[0054] 具體地，以下以12518設備為例進行說明：
[0055] 假設當前待升級的12518設備滿插網板9塊（冗餘一塊），滿插業務板18塊，此時 可支持整機最大交互容量為45T (bps)，即單塊業務板最大交互容量為2560G，折合每塊業 務板可同時線速運作128個10G 口或32個40G 口。因此每塊網板可提供給每塊業務版的 轉發速率為320G (n = 320G)。假設當前環境中，業務版A上UP 了 10個10G 口，交換流量平 均50G (bps);業務版B上UP 了 10個40G 口，交換流量平均10G (bps);業務版C上一共有 24個40G 口，UP 了 1個，交換流量平均1G (bps)。其他板暫不計。
[0056] a，如果當前流量穩定，選擇流量穩定升級。此時計算每塊板的總流量。業務板A 的流量大於其他板，所以選擇業務版八為參照板。即11 = 3206，111=506。根據冗餘網板算 法得到j = l，x = 8。因此網板升級會保留1塊網板工作，其餘8塊同時重啟升級，升級完 畢後，原本工作的1塊網板進行重啟升級。共升級輪次為2次。
[0057] b，如果當前流量不穩定，但UP接口的數量穩定，選擇配置穩定升級。此時計算每 塊板UP埠可達到的總流量。業務板B的流量大於其他板，所以選擇業務版B為參照板。 即n = 320G，m = 800G。根據冗餘網板算法得到j = 3, X = 6。因此網板升級會保留3塊 網板工作，其餘6塊同時重啟升級，升級完畢後，原本工作的3塊網板進行重啟升級。共升 級輪次為2次。
[0058] c，如果當前流量不穩定，且UP接口的數量也不穩定，選擇不穩定升級。此時計算 每塊板可達到的總流量。業務板C的規格大於其他板，所以選擇業務版C為參照板。即η =320G，m = 1920G。根據冗餘網板算法得到j = 6，χ = 3。因此網板升級會保留6塊網板 工作，其餘3塊同時重啟升級，升級完畢後，原本工作的6塊網板中的3塊網板進行重啟升 級，最後，未升級的3塊網板進行升級。共升級輪次為3次。
[0059] 通過應用本申請實施例的技術方案，首先基於網絡環境狀態以及各業務板確定維 持當前業務所需的最小流量，隨後根據該最小流量以及每塊網板可提供給每塊業務板的轉 發速率判斷最少需要多少數量的網板在位，優先將無需在位的網板進行升級，從而在保證 流量轉發穩定的同時，提升了 ISSU升級的速度。
[0060] 為了實現本申請實施例的技術方案，本申請實施例還提供了一種包括多個網板及 業務板的網絡設備，如圖2所示，該網絡設備還包括：
[0061] 流量模塊210,用於根據網絡環境狀態以及各業務板的流量信息確定維持當前業 務所需的最小流量，所述網絡環境狀態包括流量穩定狀態和有效接口數穩定狀態；
[0062] 數量模塊220,用於根據每塊網板可提供給每塊業務板的轉發速率以及所述最小 流量，獲取滿足轉發所述最小流量的網板的數量；
[0063] 選擇模塊230,用於在所述多個網板中選擇所述數量的網板作為在位網板，保留所 述在位網板為工作狀態；
[0064] 升級模塊240,用於將所述多個網板中除所述在位網板以外的其他網板作為冗餘 網板進行不中斷業務ISSU升級，並在所述冗餘網板升級完畢後將所述冗餘網板替換所述 在位網板，以對替換後的在位網板進行ISSU升級。
[0065] 在具體的應用場景中，所述流量信息包括交換流量信息、有效埠數量信息以及 埠數量信息，所述流量模塊210,具體用於：
[0066] 若所述網絡環境狀態為流量穩定狀態，根據所述交換流量信息選擇交換流量最大 的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的交換流量作為所述最小流量；
[0067] 若所述網絡環境狀態為有效接口數穩定狀態，根據所述有效埠數量信息選擇有 效埠滿速後總流量最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的有效埠在滿速 後所達到的總流量作為所述最小流量。
[0068] 在具體的應用場景中，所述流量模塊210還用於：
[0069] 若所述網絡環境狀態非流量穩定狀態或有效接口數穩定狀態，根據所述埠數量 信息選擇所有埠滿速後總流量最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的所有 埠在滿速後所達到的總流量作為所述最小流量。
[0070] 在具體的應用場景中，所述數量模塊220,具體用於：
[0071] 將Μ/Ν的值向上取整所得到的整數J作為滿足轉發所述最小流量的網板的數量； 其中，Μ為所述最小流量，N為所述轉發速率。
[0072] 在具體的應用場景中，所述升級模塊240,具體包括：
[0073] 判斷子模塊241，用於判斷已升級的冗餘網板的數量是否大於或等於未升級的在 位網板；
[0074] 處理子模塊242,用於在所述判斷子模塊241判斷已升級的冗餘網板的數量大於 未升級的在位網板時，利用已升級的冗餘網板替換所有未升級的在位網板進行工作，並對 替換後的在位網板進行ISSU升級；在所述判斷子模塊241判斷已升級的冗餘網板的數小於 未升級的在位網板時，將所有已升級的冗餘網板替換相應數量的未升級的在位網板進行工 作，對替換後的在位網板進行ISSU升級，並在升級完畢後指示所述判斷子模塊241繼續判 斷已升級的冗餘網板的數量是否大於未升級的在位網板。
[0075] 通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發明可以通 過硬體實現，也可以藉助軟體加必要的通用硬體平臺的方式來實現。基於這樣的理解，本發 明的技術方案可以以軟體產品的形式體現出來，該軟體產品可以存儲在一個非易失性存儲 介質（可以是⑶-ROM，U盤，移動硬碟等）中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備（可 以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等）執行本發明各個實施場景所述的方法。
[0076] 本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施場景的示意圖，附圖中的模塊或 流程並不一定是實施本發明所必須的。
[0077] 本領域技術人員可以理解實施場景中的裝置中的模塊可以按照實施場景描述進 行分布於實施場景的裝置中，也可以進行相應變化位於不同於本實施場景的一個或多個裝 置中。上述實施場景的模塊可以合併為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。
[0078] 上述本發明序號僅僅為了描述，不代表實施場景的優劣。
[0079] 以上公開的僅為本發明的幾個具體實施場景，但是，本發明並非局限於此，任何本 領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種網板升級方法，應用於包括多個網板及業務板的網絡設備中，其特徵在於，該方 法包括： 根據網絡環境狀態以及各業務板的流量信息確定維持當前業務所需的最小流量，所述 網絡環境狀態包括流量穩定狀態和有效接口數穩定狀態； 根據每塊網板可提供給每塊業務板的轉發速率以及所述最小流量，獲取滿足轉發所述 最小流量的網板的數量； 在所述多個網板中選擇所述數量的網板作為在位網板，保留所述在位網板為工作狀 態； 將所述多個網板中除所述在位網板以外的其他網板作為冗餘網板進行不中斷業務 ISSU升級，並在所述冗餘網板升級完畢後將所述冗餘網板替換所述在位網板，以對替換後 的在位網板進行ISSU升級。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述流量信息包括交換流量信息、有效埠 數量信息以及埠數量信息，所述根據網絡環境狀態確定維持當前業務所需的最小流量， 具體為： 若所述網絡環境狀態為流量穩定狀態，根據所述交換流量信息選擇交換流量最大的業 務板為參照業務板，並將所述參照業務板的交換流量作為所述最小流量； 若所述網絡環境狀態為有效接口數穩定狀態，根據所述有效埠數量信息選擇有效端 口滿速後總流量最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的有效埠在滿速後所 達到的總流量作為所述最小流量。
3. 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，還包括： 若所述網絡環境狀態非流量穩定狀態或有效接口數穩定狀態，根據所述埠數量信息 選擇所有埠滿速後總流量最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的所有埠 在滿速後所達到的總流量作為所述最小流量。
4. 如權利要求1-3任一項所述的方法，其特徵在於，根據每塊網板可提供給每塊業務 板的轉發速率以及所述最小流量，獲取滿足轉發所述最小流量的網板的數量，具體為： 將M/N的值向上取整所得到的整數J作為滿足轉發所述最小流量的網板的數量；其中， Μ為所述最小流量，N為所述轉發速率。
5. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述冗餘網板升級完畢後將所述冗餘網 板替換所述在位網板，以對替換後的在位網板進行ISSU升級，具體為： 判斷已升級的冗餘網板的數量是否大於或等於未升級的在位網板； 若是，利用已升級的冗餘網板替換所有未升級的在位網板進行工作，並對替換後的在 位網板進行ISSU升級； 若否，將所有已升級的冗餘網板替換相應數量的未升級的在位網板進行工作，對替換 後的在位網板進行ISSU升級，並在升級完畢後繼續判斷已升級的冗餘網板的數量是否大 於未升級的在位網板。
6. -種網絡設備，包括多個網板及業務板，其特徵在於，該網絡設備還包括： 流量模塊，用於根據網絡環境狀態以及各業務板的流量信息確定維持當前業務所需的 最小流量，所述網絡環境狀態包括流量穩定狀態和有效接口數穩定狀態； 數量模塊，用於根據每塊網板可提供給每塊業務板的轉發速率以及所述最小流量，獲 取滿足轉發所述最小流量的網板的數量； 選擇模塊，用於在所述多個網板中選擇所述數量的網板作為在位網板，保留所述在位 網板為工作狀態； 升級模塊，用於將所述多個網板中除所述在位網板以外的其他網板作為冗餘網板進行 不中斷業務ISSU升級，並在所述冗餘網板升級完畢後將所述冗餘網板替換所述在位網板， 以對替換後的在位網板進行ISSU升級。
7. 如權利要求6所述的網絡設備，其特徵在於，所述流量信息包括交換流量信息、有效 埠數量信息以及埠數量信息，所述流量模塊，具體用於： 若所述網絡環境狀態為流量穩定狀態，根據所述交換流量信息選擇交換流量最大的業 務板為參照業務板，並將所述參照業務板的交換流量作為所述最小流量； 若所述網絡環境狀態為有效接口數穩定狀態，根據所述有效埠數量信息選擇有效端 口滿速後總流量最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的有效埠在滿速後所 達到的總流量作為所述最小流量。
8. 如權利要求7所述的網絡設備，其特徵在於，所述流量模塊還用於： 若所述網絡環境狀態非流量穩定狀態或有效接口數穩定狀態，根據所述埠數量信息 選擇所有埠滿速後總流量最大的業務板為參照業務板，並將所述參照業務板的所有埠 在滿速後所達到的總流量作為所述最小流量。
9. 如權利要求6-8任一項所述的網絡設備，其特徵在於，所述數量模塊，具體用於： 將M/N的值向上取整所得到的整數J作為滿足轉發所述最小流量的網板的數量；其中， Μ為所述最小流量，N為所述轉發速率。
10. 如權利要求6所述的網絡設備，其特徵在於，所述升級模塊，具體包括： 判斷子模塊，用於判斷已升級的冗餘網板的數量是否大於或等於未升級的在位網板； 處理子模塊，用於在所述判斷子模塊判斷已升級的冗餘網板的數量大於未升級的在位 網板時，利用已升級的冗餘網板替換所有未升級的在位網板進行工作，並對替換後的在位 網板進行ISSU升級；在所述判斷子模塊判斷已升級的冗餘網板的數小於未升級的在位網 板時，將所有已升級的冗餘網板替換相應數量的未升級的在位網板進行工作，對替換後的 在位網板進行ISSU升級，並在升級完畢後指示所述判斷子模塊繼續判斷已升級的冗餘網 板的數量是否大於未升級的在位網板。
【文檔編號】H04L12/24GK104090797SQ201410323617
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】呂輝 申請人:杭州華三通信技術有限公司