多处理器设备的ip配置方法及多处理器设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多处理器设备的IP配置方法及多处理器设备，该方法通过为为每个多处理器设备配置数量小于处理器数量的IP地址，选择分发CPU解析出报文转发的目的设备，并根据一定的规则和用途，分配端口号给对应的处理器，同时修改TCP/IP协议，确保处理器之间通信的一致性，最后选择分片报文重组处理器，以应对无端口号的IPV4协议分片报文。根据本发明能够简化多处理器设备在复杂集群系统时的IP部署工作，节省了宝贵的IP资源，同时本发明配置简单,通用性和扩展性强,便于维护和升级，大大降低了网络部署的难度和复杂性。
【专利说明】多处理器设备的IP配置方法及多处理器设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多处理器设备的IP配置方法及多处理器设备，特别的涉及一种 多处理器设备集群系统IP地址分配的方法及优化IP配置的多处理器设备。
【背景技术】
[0002] 随着网络技术和处理器技术的发展，现在网络设备的性能越来越强，由传统的单 核处理器，发展到多核处理器，再由一个实体处理器构成的网络设备，发展为多个处理器共 同协作构成的网络设备，如华为或思科的大型路由器都由多个单板组成，每个单板都有自 己的处理器，不同的单板担任不同的功能，有的负责转发，有的负责业务处理，共同完成网 络设备复杂的功能。多个多处理器设备可以构成集群系统，不同的设备有不同的分工，有的 负责报文解析处理，有的负责后端数据库存储，以完成非常复杂的功能。
[0003] 由这种多处理器（这里的多处理器指的是多个实体的处理器，即多个物理封装的 实体处理器）构成的网络设备，在构成集群系统时，往往相互之间的管理通道都是彼此独 立的，即某个设备的多个处理器需要和另外一个设备的多个处理器通信，这种通信一般通 过TCP/IP网络实现。各个处理器的执行代码往往是不同的，每个处理器都运行自己的协议 栈，这样就要求每个处理器都配置有自己的IP地址，相互之间通过TCP/IP的SOCKET套接 字进行管理数据的通信。
[0004] 实际的集群系统往往比较复杂，可能每个设备有N个处理器，一个集群由Μ个设备 组成，这样如果每个处理器都需要独立的IP地址才能实现管理数据通信，就需要占用Ν*Μ 个IP地址。如果这些IP地址都是公网IP，则会占用大量宝贵的IP资源，如果这些IP地址 都是私网IP，多个IP地址的配置也会导致复杂的操作，稍有不慎就可能配置错误，定位起 来也非常耗费时间，同时也不利于后期的维护和扩展。
[0005] 如上所述，现有技术的多处理器集群系统中，每个处理器都配置自己的IP，因而存 在下述缺陷：（1)占用大量IP资源，不便于分配；（2)配置复杂度较高，容易出现配置错误； (3)后期维护升级非常不便，也不便于集群方案的扩展和变更。
[0006] 因此，有必要提供一种在多处理器设备集群系统中优化IP配置的方法及多处理 器设备，保证数据报文通信正常执行的前提下，减少IP资源的消耗，降低系统配置的复杂 度并提高系统扩展性。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种多处理器设备的IP配置方法及多处理器设备，特别的 涉及一种多处理器设备集群系统精简IP的方法及多处理器设备。根据本发明能够简化多 处理器设备在复杂集群系统时的IP部署，节省了宝贵的IP资源，同时本发明配置简单、通 用性和扩展性强、便于维护和升级，大大降低了网络部署的难度和复杂性。
[0008] 根据本发明的一个方面，提供一种多处理器设备的IP配置方法，包括以下步骤： 步骤S101，为每个多处理器设备配置数量小于处理器数量的IP地址；步骤S102,选择一个 或几个CPU作为分发CPU，根据收到的报文解析得到目的CPU，并将报文转发给目的CPU ; 步骤S103,按照端口分配规则对每个处理器分配目的端口，从目的端口提取CPU号并分配 给对应的处理器；步骤S104,按照与步骤S103相同的规则设置每个处理器的源端口；步骤 S105,将某一个处理器设置为主处理器，设置该处理器到设备IP的路由；步骤S106,将一部 分处理器设置为分片报文重组处理器。
[0009] 其中，所述步骤S101包括：为每个多处理器设备只配置一个IP地址。
[0010] 其中，在所述步骤S105中，所述主处理器占用对应设备的IP，并生成到唯一一条 与对应设备IP相对应的路由。
[0011] 其中，如果转发的报文不符合端口分配规则，则将该报文转发给主处理器处理。
[0012] 其中，如果转发的报文的IP为协议之上的非TCP或UDP协议的通信报文，转发给 主处理器处理。
[0013] 其中，在所述步骤S106中，分片报文重组处理器的数量为一个或多个，对于IPV4 协议的分片报文，先由分片重组处理器对其重组后再按照端口分配规则，分发给相应的处 理器。
[0014] 根据本发明的另一个方面，提供一种优化IP配置的多处理器设备，包括：分发单 元，其配置有一个CPU，用于将报文按端口规则分发给前期处理单元和业务处理单元；前期 处理单元，其配置有一个或多个CPU，用于接收所述分发单元分发的报文，并对该报文进行 相应处理；业务处理单元，其配置有一个或多个CPU，用于接收所述分发单元分发的报文， 并对该报文进行相应处理；所述分发单元、前期处理单元和业务处理单元所配置的多个 (PU设置的IP个数少于CPU的总数。
[0015] 其中，所述分发单元、前期处理单元和业务处理单元所配置的多个CPU共用一个 IP地址。
[0016] 其中，所述分发单元配置的CPU为主处理器，该处理器占用设备的IP，并生成唯 条与设备IP相对应的路由。
[0017] 其中，还包括：重组单元，其配置有一个或多个CPU，用于对IPV4协议的分片报 文进行重组。
[0018] 根据本发明的一种多处理器设备的IP配置方法及装置，能够简化多处理器设备 在复杂集群系统时的IP部署工作，节省了宝贵的IP资源，同时本发明配置简单，通用性和 扩展性强，便于维护和升级，大大降低了网络部署的难度和复杂性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1显示了现有技术中具有3个处理器的设备集群系统的数据通信结构示意图；
[0020] 图2显示了现有技术中多处理器设备集群系统的数据通信结构示意图；
[0021] 图3显示了本发明优选实施例的多处理器设备的IP配置方法的流程图；
[0022] 图4显示了本发明优选实施例的优化IP配置的多处理器设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参 照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发 明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本 发明的概念。
[0024] 本发明的目的是提供一种多处理器设备的IP配置方法及多处理器设备，该方法 通过为每个多处理器设备配置IP，选择分发CPU解析出报文转发的目的设备，并根据一定 的规则和用途，分配端口号给对应的处理器，同时修改TCP/IP协议，确保处理器之间通信 的一致性，最后选择分片报文重组处理器，以应对无端口号的IPV4协议分片报文。本发明 能够简化多处理器设备在复杂集群系统时的IP部署工作，节省了宝贵的IP资源，同时本发 明配置简单、通用性和扩展性强、便于维护和升级，大大降低了网络部署的难度和复杂性。
[0025] 图1显示了现有技术中具有3个处理器的设备集群系统的数据通信结构示意图。
[0026] 如图1所示，现有技术中，在例如分别由3个实体处理器构成的多处理器设备1和 2所构成的集群系统中，各个多处理器设备相互之间的管理通道是独立的，也即，设备1的3 个处理器与设备2的3个处理器之间的通信是彼此独立的。例如，设备1中的3个处理器 分别命名为CPU1，CPU2, CPU3,设备2中的3个处理器分别命名为CPU4, CPU5, CPU6,设备1 和设备2之间通过TCP/IP网络实现数据通信。由于设备1和设备2中各个处理器的执行 代码不同，每个处理器都运行自己的协议栈，这样就要求每个处理器都要配置有自己的IP， 相互之间通过TCP/IP的SOCKET套接字进行管理数据的通信。
[0027] -般地，在多处理器集群系统中，为了交互的方便，系统之间对应的处理器通常 为直接交互，且往往通过TCP/IP SOCKET套接字实现交互，这样每个CPU单元都需要配置单 独的IP，只有配置IP，才能运行TCP/IP套接字。
[0028] 在该集群系统内，多处理器设备1中的CPU1负责业务处理，同时绑定地址IP1 ; CPU2负责报文的前期处理，同时绑定地址IP2 ;CPU3负责设备内网络报文分发，同时绑定地 址IP3。其中业务数据报文的转发过程依次经过CPU3报文分发单元，CPU2报文前期处理单 元和CPU1业务处理单元。
[0029] 多处理器设备2中的CPU4负责业务处理，同时绑定地址IP4 ;CPU5负责报文的前 期处理，同时绑定地址IP5 ;CPU6负责设备内网络报文分发，同时绑定地址IP6。其中业务 数据报文的转发过程依次经过CPU6报文分发单元，CPU5报文前期处理单元和CPU4业务处 理单元。
[0030] 集群系统间管理信息的交互是通过多处理器设备1和多处理器设备2中功能相对 应的CPU之间实现，具体来说，CPU1与CPU4之间交互，CPU2与CPU5之间交互，CPU3与CPU6 之间交互。这里的管理数据可以是两个系统相应单元的同步数据或者控制数据，其中本发 明主要针对管理数据流。
[0031] 图2显示了现有技术中多处理器设备集群系统的数据通信结构示意图。
[0032] 如图2所示，现有技术中，在例如由Μ个实体处理器构成的N个网络设备所构成 的集群系统中，该集群系统需要占用Μ*Ν个IP地址。如果这些IP地址都是公网ΙΡ，则占 用大量宝贵的IP资源，如果这些IP地址都是私网IP，多个IP地址的配置也会导致复杂的 操作，稍有不慎就可能配置错误，定位起来也非常耗费时间，同时也不利于后期的维护和扩 展。
[0033] 图3显示了本发明优选实施例的多处理器设备的IP配置方法的流程图。
[0034] 如图3所示，本发明优选实施例的多处理器设备的IP配置方法，主要包括如下步 骤：
[0035] 步骤S101，为每个多处理器设备配置数量小于处理器数量的IP地址。
[0036] 对集群内每个多处理器设备只配置一个IP(或IP数量小于处理器的数量），当多 处理器设备配置一个IP地址时，设备内的各个处理器共用该IP地址；当多处理器设备配置 数量小于处理器数量的多个IP地址时，设备内的各个处理器根据预定规则分配该多个IP 地址。
[0037] 步骤S102,选择一个或几个CPU作为分发CPU，根据收到的报文解析得到目的CPU， 并将报文转发给目的CPU。
[0038] 设备中一个或几个CPU作为分发CPU，当收到的报文地址指向本设备中的IP时，查 找路由并交给上层协议处理，如果上层协议为TCP或者UDP，则根据一定的端口解释规则， 解析出目的端口，进而解析得到目的CPU，将报文转发给此设备内的目的CPU。
[0039] 其中，对于TCP和UDP的端口号分配规则，因为端口号有16位，可以根据位的用途 来划分端口号，本发明中定义如下：
[0040] BIT14-BIT15 :功能字段。CPU按端口转发时，根据这两个BIT的值是0, 1，2,3,去 解析BIT0-BIT13的格式。
[0041] BIT11-BIT13 :CPU号字段。因为由3个BIT最多可表示8个CPU，对于一般的多处 理器设备足以表示其范围，如果超出该范围，可以调整端口定义规则，扩大表示该CPU号字 段的比特数，以满足实际需求。
[0042] BIT0-BIT10 :含义位字段。根据BIT14, 15的值，解析为不同的含义，如下表1所 /_J、1 〇
[0043]
【权利要求】
1. 一种多处理器设备的IP配置方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S101，为每个多处理器设备配置数量小于处理器数量的IP地址； 步骤S102,选择一个或几个CPU作为分发CPU，根据收到的报文解析得到目的CPU，并将 报文转发给目的CPU ; 步骤S103,按照端口分配规则对每个处理器分配目的端口，从目的端口提取CPU号并 分配给对应的处理器； 步骤S104,按照与步骤S103相同的规则设置每个处理器的源端口； 步骤S105,将某一个处理器设置为主处理器，设置该处理器到设备IP的路由； 步骤S106,将一部分处理器设置为分片报文重组处理器。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S101包括： 为每个多处理器设备只配置一个IP地址。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S105中，所述主处理器占用 对应设备的IP，并生成到唯一一条与对应设备IP相对应的路由。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果转发的报文不符合端口分配规则，则 将该报文转发给主处理器处理。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果转发的报文的IP为协议之上的非 TCP或UDP协议的通信报文，转发给主处理器处理。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S106中，分片报文重组处理 器的数量为一个或多个，对于IPV4协议的分片报文，先由分片重组处理器对其重组后再按 照端口分配规则，分发给相应的处理器。
7. -种优化IP配置的多处理器设备，其特征在于，包括： 分发单元，其配置有一个CPU，用于将报文按端口规则分发给前期处理单元和业务处理 单元； 前期处理单元，其配置有一个或多个CPU，用于接收所述分发单元分发的报文，并对该 报文进行相应处理； 业务处理单元，其配置有一个或多个CPU，用于接收所述分发单元分发的报文，并对该 报文进行相应处理； 其中，所述分发单元、前期处理单元和业务处理单元所配置的多个CPU设置的IP个数 少于CPU的总数。
8. 根据权利要求7所述的多处理器设备，其特征在于，所述分发单元、前期处理单元和 业务处理单元所配置的多个CPU共用一个IP地址。
9. 根据权利要求7所述的多处理器设备，其特征在于，所述分发单元配置的CPU为主处 理器，该处理器占用设备的IP，并生成唯 条与设备IP相对应的路由。
10. 根据权利要求7所述的多处理器设备，其特征在于，还包括：重组单元，其配置有 一个或多个CPU，用于对IPV4协议的分片报文进行重组。
【文档编号】H04L12/24GK104092558SQ201410246795
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】宁志明 申请人:汉柏科技有限公司