一种网板升级方法及网络设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种网板升级方法，首先基于网络环境状态以及各业务板确定维持当前业务所需的最小流量，随后根据该最小流量以及每块网板可提供给每块业务板的转发速率判断最少需要多少数量的网板在位，优先将无需在位的网板进行升级，从而在保证流量转发稳定的同时，提升了ISSU升级的速度。本发明同时还公开了一种网络设备。
【专利说明】一种网板升级方法及网络设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，特别涉及一种网板升级方法。本发明同时还涉及一种 网络设备。
【背景技术】
[0002] ISSU(In_Service Software Upgrade,不中断业务升级）是一种可靠性高的升级 设备启动软件的方式。为了确保在升级过程中业务不中断或者中断时间较短，ISSU具有如 下几个特点：
[0003] (1)引入软件包概念，便于软件的管理和维护
[0004] 将启动软件按功能划分成Boot软件包、System软件包、Feature软件包和补丁包， 将系统软件中比较稳定的基础进程和相对比较活跃的业务进程分离。通常情况下，不需要 升级基础进程，只需升级部分业务进程。而且，业务进程之间互相独立，当某业务需要版本 更新时，只需升级该业务对应的软件包即可，不用升级所有模块，从而不会对设备运行甚至 其它业务造成影响。
[0005] ⑵支持热补丁
[0006] 使用补丁包在不重启设备的情况下快速修复系统缺陷。根据不同的应用场景，提 供不同的升级策略，尽量避免升级影响到当前业务的正常进行。该功能需要硬件的配合，t匕 如部署两块主控板。当主用主控板需要重启升级时，备用主控板能接替主用主控板的工作， 保证升级过程业务尽量不中断。
[0007] 相应地，ISSU具有以下几种升级方式：
[0008] A.增量升级
[0009] 采用该方式升级时，系统会先分析升级前后软件版本间的差异，然后仅对差异部 分的进程实施升级。该升级方式对系统影响最小、升级速度最快，为ISSU升级的最佳方式
[0010] B.软重启升级
[0011] 采用该方式升级时，系统会先将系统运行瞬间的数据（运行数据、配置数据、硬件 数据）和状态全部保存在内存中，再使用新软件重启CPU。重启期间数据转发平面继续提供 转发能力，CPU重启后使用上次保存的数据、状态继续运行。对于需要实时和对端交互协议 报文来保持连接的协议，则通过协议代理进程来确保软重启升级过程中连接和协议状态不 受影响。与增量升级相比，软重启影响了本CPU上运行的所有模块，升级时间较长。
[0012] C.重启升级
[0013] 该方式通过重启本设备加载新软件来完成升级，所以该重启升级过程会导致业务 中断。
[0014] 基于上述特性，现有技术中采取Sequence Reboo (逐次重启）的方式。只有网板 支持该升级方式，当网板需要重启升级时，为了避免流量中断，系统会自动升级完毕一块网 板后，再升级下一块网板，直到所有网板升级完毕后，再升级主控板。
[0015] 基于以上ISSU升级的特性及方式，现有技术中通常采用Sequence Reboot (逐次 重启）的方式对网板进行升级。当网板需要重启升级时，为了避免流量中断，系统会自动升 级完毕一块网板后，再升级下一块网板，直到所有网板升级完毕后，再升级主控板。然而在 该过程中，各网板的升级顺序都是指定且无法改变的，如果设备当时的流量不大，而网板数 量又较多，该顺序重启的方式将极大影响升级的速度。
[0016] 由此可见，目前尚缺乏一种灵活有效的网板升级方式，能够在兼顾流量转发需求 的同时将所有网板尽快进行升级，进而提高ISSU升级的效率以及速度。
【发明内容】
[0017] 本申请提供一种网板升级方法，解决现有技术中由单一的升级方式以及固定的升 级顺序所带来的效率低下的问题。
[0018] 为达到上述目的，本申请实施例一方面提供了一种网板升级方法，应用于包括多 个网板及业务板的网络设备中，该方法包括 ：
[0019] 根据网络环境状态以及各业务板的流量信息确定维持当前业务所需的最小流量， 所述网络环境状态包括流量稳定状态和有效接口数稳定状态；
[0020] 根据每块网板可提供给每块业务板的转发速率以及所述最小流量，获取满足转发 所述最小流量的网板的数量；
[0021] 在所述多个网板中选择所述数量的网板作为在位网板，保留所述在位网板为工作 状态；
[0022] 将所述多个网板中除所述在位网板以外的其他网板作为冗余网板进行不中断业 务ISSU升级，并在所述冗余网板升级完毕后将所述冗余网板替换所述在位网板，以对替换 后的在位网板进行ISSU升级。
[0023] 另一方面，本申请实施例还提供了一种网络设备，包括多个网板及业务板，该网络 设备还包括：
[0024] 流量模块，用于根据网络环境状态以及各业务板的流量信息确定维持当前业务所 需的最小流量，所述网络环境状态包括流量稳定状态和有效接口数稳定状态；
[0025] 数量模块，用于根据每块网板可提供给每块业务板的转发速率以及所述最小流 量，获取满足转发所述最小流量的网板的数量；
[0026] 选择模块，用于在所述多个网板中选择所述数量的网板作为在位网板，保留所述 在位网板为工作状态；
[0027] 升级模块，用于将所述多个网板中除所述在位网板以外的其他网板作为冗余网板 进行不中断业务ISSU升级，并在所述冗余网板升级完毕后将所述冗余网板替换所述在位 网板，以对替换后的在位网板进行ISSU升级。
[0028] 与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案具有以下优点：
[0029] 通过应用本申请实施例的技术方案，首先基于网络环境状态以及各业务板确定维 持当前业务所需的最小流量，随后根据该最小流量以及每块网板可提供给每块业务板的转 发速率判断最少需要多少数量的网板在位，优先将无需在位的网板进行升级，从而在保证 流量转发稳定的同时，提升了 ISSU升级的速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 图1为本发明提出的一种网板升级方法的流程示意图；
[0031] 图2为本发明提出的一种网络设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032] 如【背景技术】所述，现有技术中ISSU的升级方式单一，且只能按照各网板既定的顺 序进行，因此导致升级速度十分缓慢，降低了效率。
[0033] 针对上述问题，本申请实施例提出了一种网板升级方法，自动判断当前设备的环 境，并确定一种快速可靠的升级策略，在满足流量转发需求的同时，尽快升级冗余的网板。 在通过当前流量的大小或UP端口总速率的大小来计算冗余网板的数量后进一步根据冗余 网板的数量计算出合适的网板升级数量，达到加速ISSU升级的效果。
[0034] 如图1所示，为本申请实施例所提出的一种网板升级方法的流程示意图，应用于 包括多个网板及业务板的网络设备中，该方法具体包括以下步骤：
[0035] S101，根据网络环境状态以及各业务板的流量信息确定维持当前业务所需的最小 流量，所述网络环境状态包括流量稳定状态和有效接口数稳定状态。
[0036] 基于在升级过程中可能遇到的情况，本发明将网络环境状态主要划分为流量稳定 状态和有效接口数稳定状态。顾名思义，在流量稳定状态下当前环境的流量较为稳定，而在 有效接口数稳定状态下当前有效接口的数量不会发生变化，假如当前的环境配置既不符合 流量稳定状态也不符合有效接口数稳定状态的话，则将其归类为不稳定升级状态。
[0037] 为了能够计算出维持当前业务所需的最小流量，流量信息中需要包括交换流量信 息、有效端口数量信息以及端口数量信息，对应于以上几种状态，其相应的最小流量确定方 式如下：
[0038] (1)若所述网络环境状态为流量稳定状态，根据所述交换流量信息选择交换流量 最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的交换流量作为所述最小流量；
[0039] (2)若所述网络环境状态为有效接口数稳定状态，根据所述有效端口数量信息选 择有效端口满速后总流量最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的有效端口在 满速后所达到的总流量作为所述最小流量。
[0040] (3)若所述网络环境状态非流量稳定状态或有效接口数稳定状态，根据所述端口 数量信息选择所有端口满速后总流量最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的 所有端口在满速后所达到的总流量作为所述最小流量。
[0041] S102,根据每块网板可提供给每块业务板的转发速率以及所述最小流量，获取满 足转发所述最小流量的网板的数量。
[0042] 基于S101中所得到的最小流量，可具体通过将M/N的值向上取整所得到的整数J 作为满足转发所述最小流量的网板的数量；其中，Μ为所述最小流量，N为所述转发速率。
[0043] S103,在所述多个网板中选择所述数量的网板作为在位网板，保留所述在位网板 为工作状态。
[0044] S104,将所述多个网板中除所述在位网板以外的其他网板作为冗余网板进行不中 断业务ISSU升级，并在所述冗余网板升级完毕后将所述冗余网板替换所述在位网板，以对 替换后的在位网板进行ISSU升级。
[0045] 为了能够确保在流量稳定的情况下快速升级所有的网板，本步骤首先判断已升级 的冗余网板的数量是否大于或等于未升级的在位网板；
[0046] 如果已升级的冗余网板的数量大于或等于未升级的在位网板，利用已升级的冗余 网板替换所有未升级的在位网板进行工作，并对替换后的在位网板进行ISSU升级，这样即 可两步完成所有网板的升级。
[0047] 如果已升级的冗余网板的数量小于未升级的在位网板，则只能将所有已升级的冗 余网板替换相应数量的未升级的在位网板进行工作，对替换后的在位网板进行ISSU升级， 并在升级完毕后继续判断已升级的冗余网板的数量是否大于未升级的在位网板，以此重复 实现所有网板的升级。
[0048] 为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方 案进行说明。
[0049] 首先，根据不同需求分开考虑，本具体实施例中提供以下流量稳定升级、配置稳定 升级和不稳定升级三种方式：
[0050] (1)流量稳定升级适用于当前环境流量比较稳定的情况。具体实现为：获取当前 环境流量最大的单板，并根据其流量，计算出至少需要多少网板进行转发。假设计算出环境 需要的网板数为2块，而实际环境中存在6块网板。则此时标记4块网板为冗余网板，全部 进行重启升级。待升级完成后，再升级剩下的2块网板。假设计算出环境需要的网板数为4 块，而实际环境中存在6块网板。则此时标记2块网板为冗余网板，全部进行重启升级。待 升级完成后，再升级剩下4块中的的2块；最好升级其余2块网板。
[0051] (2)配置稳定升级适用于当前环境UP接口数量不会变化的情况。具体实现为：所 有UP的端口都以满速计算，获取当前环境可通过流量最大的单板，并根据其流量，计算出 至少需要多少网板进行转发。后续实现同上。
[0052] (3)不稳定升级适用于当前环境配置会变化，UP接口数量不确定的情况。具体实 现为：以规格最大的业务板可通过的最大流量为准，计算出至少需要多少网板进行转发。后 续实现同上。
[0053] 在确定了升级方式之后，即可使用冗余网板算法对需要升级的网板进行规划：单 块网板可支持单接口板的转发速率为n，最大的接口板当前流量（或UP端口最大可达到的 总流量）为m，则m/n向上取整所得j即为保证在位的网板数，若总网板数为k，则k-j所得 X，即为冗余网板数。最后以X块单板为一个单位，进行顺序重启升级。最后不足X块的网 板，全部一起升级。
[0054] 具体地，以下以12518设备为例进行说明：
[0055] 假设当前待升级的12518设备满插网板9块（冗余一块），满插业务板18块，此时 可支持整机最大交互容量为45T (bps)，即单块业务板最大交互容量为2560G，折合每块业 务板可同时线速运作128个10G 口或32个40G 口。因此每块网板可提供给每块业务版的 转发速率为320G (n = 320G)。假设当前环境中，业务版A上UP 了 10个10G 口，交换流量平 均50G (bps);业务版B上UP 了 10个40G 口，交换流量平均10G (bps);业务版C上一共有 24个40G 口，UP 了 1个，交换流量平均1G (bps)。其他板暂不计。
[0056] a，如果当前流量稳定，选择流量稳定升级。此时计算每块板的总流量。业务板A 的流量大于其他板，所以选择业务版八为参照板。即11 = 3206，111=506。根据冗余网板算 法得到j = l，x = 8。因此网板升级会保留1块网板工作，其余8块同时重启升级，升级完 毕后，原本工作的1块网板进行重启升级。共升级轮次为2次。
[0057] b，如果当前流量不稳定，但UP接口的数量稳定，选择配置稳定升级。此时计算每 块板UP端口可达到的总流量。业务板B的流量大于其他板，所以选择业务版B为参照板。 即n = 320G，m = 800G。根据冗余网板算法得到j = 3, X = 6。因此网板升级会保留3块 网板工作，其余6块同时重启升级，升级完毕后，原本工作的3块网板进行重启升级。共升 级轮次为2次。
[0058] c，如果当前流量不稳定，且UP接口的数量也不稳定，选择不稳定升级。此时计算 每块板可达到的总流量。业务板C的规格大于其他板，所以选择业务版C为参照板。即η =320G，m = 1920G。根据冗余网板算法得到j = 6，χ = 3。因此网板升级会保留6块网板 工作，其余3块同时重启升级，升级完毕后，原本工作的6块网板中的3块网板进行重启升 级，最后，未升级的3块网板进行升级。共升级轮次为3次。
[0059] 通过应用本申请实施例的技术方案，首先基于网络环境状态以及各业务板确定维 持当前业务所需的最小流量，随后根据该最小流量以及每块网板可提供给每块业务板的转 发速率判断最少需要多少数量的网板在位，优先将无需在位的网板进行升级，从而在保证 流量转发稳定的同时，提升了 ISSU升级的速度。
[0060] 为了实现本申请实施例的技术方案，本申请实施例还提供了一种包括多个网板及 业务板的网络设备，如图2所示，该网络设备还包括：
[0061] 流量模块210,用于根据网络环境状态以及各业务板的流量信息确定维持当前业 务所需的最小流量，所述网络环境状态包括流量稳定状态和有效接口数稳定状态；
[0062] 数量模块220,用于根据每块网板可提供给每块业务板的转发速率以及所述最小 流量，获取满足转发所述最小流量的网板的数量；
[0063] 选择模块230,用于在所述多个网板中选择所述数量的网板作为在位网板，保留所 述在位网板为工作状态；
[0064] 升级模块240,用于将所述多个网板中除所述在位网板以外的其他网板作为冗余 网板进行不中断业务ISSU升级，并在所述冗余网板升级完毕后将所述冗余网板替换所述 在位网板，以对替换后的在位网板进行ISSU升级。
[0065] 在具体的应用场景中，所述流量信息包括交换流量信息、有效端口数量信息以及 端口数量信息，所述流量模块210,具体用于：
[0066] 若所述网络环境状态为流量稳定状态，根据所述交换流量信息选择交换流量最大 的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的交换流量作为所述最小流量；
[0067] 若所述网络环境状态为有效接口数稳定状态，根据所述有效端口数量信息选择有 效端口满速后总流量最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的有效端口在满速 后所达到的总流量作为所述最小流量。
[0068] 在具体的应用场景中，所述流量模块210还用于：
[0069] 若所述网络环境状态非流量稳定状态或有效接口数稳定状态，根据所述端口数量 信息选择所有端口满速后总流量最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的所有 端口在满速后所达到的总流量作为所述最小流量。
[0070] 在具体的应用场景中，所述数量模块220,具体用于：
[0071] 将Μ/Ν的值向上取整所得到的整数J作为满足转发所述最小流量的网板的数量； 其中，Μ为所述最小流量，N为所述转发速率。
[0072] 在具体的应用场景中，所述升级模块240,具体包括：
[0073] 判断子模块241，用于判断已升级的冗余网板的数量是否大于或等于未升级的在 位网板；
[0074] 处理子模块242,用于在所述判断子模块241判断已升级的冗余网板的数量大于 未升级的在位网板时，利用已升级的冗余网板替换所有未升级的在位网板进行工作，并对 替换后的在位网板进行ISSU升级；在所述判断子模块241判断已升级的冗余网板的数小于 未升级的在位网板时，将所有已升级的冗余网板替换相应数量的未升级的在位网板进行工 作，对替换后的在位网板进行ISSU升级，并在升级完毕后指示所述判断子模块241继续判 断已升级的冗余网板的数量是否大于未升级的在位网板。
[0075] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通 过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发 明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储 介质（可以是⑶-ROM，U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可 以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施场景所述的方法。
[0076] 本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或 流程并不一定是实施本发明所必须的。
[0077] 本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进 行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装 置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0078] 上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
[0079] 以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本 领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种网板升级方法，应用于包括多个网板及业务板的网络设备中，其特征在于，该方 法包括： 根据网络环境状态以及各业务板的流量信息确定维持当前业务所需的最小流量，所述 网络环境状态包括流量稳定状态和有效接口数稳定状态； 根据每块网板可提供给每块业务板的转发速率以及所述最小流量，获取满足转发所述 最小流量的网板的数量； 在所述多个网板中选择所述数量的网板作为在位网板，保留所述在位网板为工作状 态； 将所述多个网板中除所述在位网板以外的其他网板作为冗余网板进行不中断业务 ISSU升级，并在所述冗余网板升级完毕后将所述冗余网板替换所述在位网板，以对替换后 的在位网板进行ISSU升级。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流量信息包括交换流量信息、有效端口 数量信息以及端口数量信息，所述根据网络环境状态确定维持当前业务所需的最小流量， 具体为： 若所述网络环境状态为流量稳定状态，根据所述交换流量信息选择交换流量最大的业 务板为参照业务板，并将所述参照业务板的交换流量作为所述最小流量； 若所述网络环境状态为有效接口数稳定状态，根据所述有效端口数量信息选择有效端 口满速后总流量最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的有效端口在满速后所 达到的总流量作为所述最小流量。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括： 若所述网络环境状态非流量稳定状态或有效接口数稳定状态，根据所述端口数量信息 选择所有端口满速后总流量最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的所有端口 在满速后所达到的总流量作为所述最小流量。
4. 如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，根据每块网板可提供给每块业务 板的转发速率以及所述最小流量，获取满足转发所述最小流量的网板的数量，具体为： 将M/N的值向上取整所得到的整数J作为满足转发所述最小流量的网板的数量；其中， Μ为所述最小流量，N为所述转发速率。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述冗余网板升级完毕后将所述冗余网 板替换所述在位网板，以对替换后的在位网板进行ISSU升级，具体为： 判断已升级的冗余网板的数量是否大于或等于未升级的在位网板； 若是，利用已升级的冗余网板替换所有未升级的在位网板进行工作，并对替换后的在 位网板进行ISSU升级； 若否，将所有已升级的冗余网板替换相应数量的未升级的在位网板进行工作，对替换 后的在位网板进行ISSU升级，并在升级完毕后继续判断已升级的冗余网板的数量是否大 于未升级的在位网板。
6. -种网络设备，包括多个网板及业务板，其特征在于，该网络设备还包括： 流量模块，用于根据网络环境状态以及各业务板的流量信息确定维持当前业务所需的 最小流量，所述网络环境状态包括流量稳定状态和有效接口数稳定状态； 数量模块，用于根据每块网板可提供给每块业务板的转发速率以及所述最小流量，获 取满足转发所述最小流量的网板的数量； 选择模块，用于在所述多个网板中选择所述数量的网板作为在位网板，保留所述在位 网板为工作状态； 升级模块，用于将所述多个网板中除所述在位网板以外的其他网板作为冗余网板进行 不中断业务ISSU升级，并在所述冗余网板升级完毕后将所述冗余网板替换所述在位网板， 以对替换后的在位网板进行ISSU升级。
7. 如权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述流量信息包括交换流量信息、有效 端口数量信息以及端口数量信息，所述流量模块，具体用于： 若所述网络环境状态为流量稳定状态，根据所述交换流量信息选择交换流量最大的业 务板为参照业务板，并将所述参照业务板的交换流量作为所述最小流量； 若所述网络环境状态为有效接口数稳定状态，根据所述有效端口数量信息选择有效端 口满速后总流量最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的有效端口在满速后所 达到的总流量作为所述最小流量。
8. 如权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述流量模块还用于： 若所述网络环境状态非流量稳定状态或有效接口数稳定状态，根据所述端口数量信息 选择所有端口满速后总流量最大的业务板为参照业务板，并将所述参照业务板的所有端口 在满速后所达到的总流量作为所述最小流量。
9. 如权利要求6-8任一项所述的网络设备，其特征在于，所述数量模块，具体用于： 将M/N的值向上取整所得到的整数J作为满足转发所述最小流量的网板的数量；其中， Μ为所述最小流量，N为所述转发速率。
10. 如权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述升级模块，具体包括： 判断子模块，用于判断已升级的冗余网板的数量是否大于或等于未升级的在位网板； 处理子模块，用于在所述判断子模块判断已升级的冗余网板的数量大于未升级的在位 网板时，利用已升级的冗余网板替换所有未升级的在位网板进行工作，并对替换后的在位 网板进行ISSU升级；在所述判断子模块判断已升级的冗余网板的数小于未升级的在位网 板时，将所有已升级的冗余网板替换相应数量的未升级的在位网板进行工作，对替换后的 在位网板进行ISSU升级，并在升级完毕后指示所述判断子模块继续判断已升级的冗余网 板的数量是否大于未升级的在位网板。
【文档编号】H04L12/24GK104090797SQ201410323617
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】吕辉 申请人:杭州华三通信技术有限公司