专利名称：一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯领域，尤其是保证系统长时间稳定运行的方法，具体地说是一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法。
背景技术：
目前，无线通讯领域通常拥有特定的接入控制器(AC)。接入控制器(AC)将来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet，同时完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及带宽、访问、切换、安全等控制功能。在如此多的控制进程和数据转发压力下，很难保证
某一进程的稳定运行，特别是当进程状态机出现故障后导致进程陷入死循环，浪费CPU资源；当报文数据过多或遭受DOS攻击时，数据压力过大导致系统运行不稳定。为了解决以上问题，本发明基于内核提供的CPU统计信息对进程和数据压力对CPU资源的利用率进行监控，当发现进程长时间占用CPU资源或数据压力过大时采取相应的处理，保证系统长时间稳定运行。
发明内容
本发明的目的是针对接入控制器对来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet时所存在的控制进程和数据转发压力大，很难保证某一进程的稳定运行的问题，提出一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法。本发明的技术方案是
一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，它包括以下步骤在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，对应于CPU的多个核创建监控线程，当监测到CPU的任一核CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行；当检测结果为某一进程占用CPU资源过高时，采用重启进程的方式缓解；当检测软中断占用CPU资源过高，即数据压力过大时，进行丢包处理。本发明中，在CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行，同时记录日志。本发明的丢包处理采用以下丢包处理机制，设立3级丢包率，分别表示丢弃10%，20%, 50%的报文，共分为10个等级，级别O为不丢包，高一级别的丢弃包含低一级别的控制；
级别步进当软中断环中记录一致时，认为报文数量过多，导致CPU利用率过高，丢包级别提闻;
级别回退当CPU利用率环中记录一致为低时，认为CPU进入空闲状态，根据丢包级别进行回退；
10个等级依次为丢弃一级丢包率即10%的广播报文；丢弃二级丢包率即20%的广播报文；丢弃三级丢包率即50%的广播报文；丢弃一级丢包率即10%的上传下载数据；丢弃二级丢包率即20%的上传下载数据；丢弃三级丢包率即50%的上传下载数据；丢弃一级丢包率即10%的单播报文；丢弃二级丢包率即20%的单播报文；丢弃三级丢包率即50%的单播报文；VIP报文。本发明的VIP报文包括白名单中的报文，即web认证的portal白名单；IP网络的管理报文，包括icmp ；TCP的握手报文，以及RADIUS认证计费报文。本发明中，在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，它包括以下步骤
1)创建监控进程对CPU各核的资源占用率进行监控，该监控进程包括一主进程和对应于CPU各核的监控线程，各监控线程用于实时记录CPU各核的资源占用率，各监控线程均包括一软中断环、进程环和CPU利用率环；所述的监控进程运行优先级为最高； (PU利用率环此环中的节点是用于保存每次检测CPU核利用率状态的标志，每隔固定时间检测一次CPU核的利用率，依次将结果记入CPU利用率环的节点中，判断CPU核的利用率是否过高，如果利用率高，记录为高即至1，否则记录为低即至-I ；
软中断环此环中的节点是用于保存每次检测软中断占用CPU核利用率状态的标志，每隔固定时间检测一次CPU核的软中断，依次将结果记入软中断环的节点中，在接入控制器AC中，软中断过高即转发网络数据包的压力大，如果软中断过高，记录为高即至1，否则记录为低即至-I ；
进程环此环中的节点是用于保存每次检测到占用CPU核资源过高的进程号PID，每隔固定时间检测一次CPU核的对应进程，依次将结果记入进程环的节点中，如无进程占用CPU核资源过高，则记录为低即至-I;
软中断环、进程环和CPU利用率环三个检测环，采用同步更新；
2)当任一监控线程检测到对应CPU核的资源占用率过高时，在CPU利用率环的一节点中进行记录，对该CPU核的软中断即收包率进行检测，当软中断过高时，对该CPU核的软中断环进行更新，如果软中断环中，连续N次软中断过高，则增加该CPU核的丢包级别，所述的丢包级别是针对整个系统设置的，即对收包数据进行丢包，更新软中断环，并清除软中断环的节点标志；
3)当软中断数即收包率不高时，检测各进程的CPU占用率是否高
如果没有进程的CPU占用率过高，则更新软中断环和进程环，记录为低；
如果某一进程的CPU占用率高，将此进程的PID写入进程环，如果进程环中，上述进程的CPU占用率连续N次高即进程环中的PID号连续N次相同，则将此进程重新启动，更新进程环。本发明的步骤(2)中，如果CPU核的资源占用率不高，则更新CPU利用率环的一节点为低，如果CPU利用率环中连续N个节点即连续N次检测为低，如丢包级别为非0，则降低丢包级别。本发明的每个监控线程实时更新心跳标志，并依次循环检测下一个监控线程的心跳标志。当任一线程的心跳标志长时间没有更新，表示此监控线程运行异常，采取相应处理措施。本发明的有益效果
本发明的构思是首先创建一个主进程，检查分析线程的依赖是否存在，修改进程的调度优先级，创建分析线程，每个CPU创建一个线程，在线程中统计CPU资源的使用情况，当出现异常的时候采取相应的措施，以降低CPU的利用率。本发明主要通过对CPU资源利用情况的统计分析，控制系统避免长时间处于高负载状态运行，以此保障系统可以长时间的稳定运行，提供了系统的稳定性，节约系统资源。
图I是本发明的运行流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图I所示，一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是它包括以下步骤在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，对应于CPU的多个核创建监控线程，当监测到CPU的任一核CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行；当检测结果为某一进程占用CPU资源过高时，采用重启进程的方式缓解；当检测软中断占用CPU资源过高，即数据压力过大时，进行丢包处理。本发明中，在CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行，同时记录日志。本发明的丢包处理采用以下方法丢包处理机制，设立3种丢包率。分别表示丢弃10%，20%, 50%的报文。共分为10个等级。级别O为不丢包。高一级别的丢弃包含低一级别的控制。丢弃一级丢包率的广播报文。丢弃二级丢包率的广播报文。丢弃三级丢包率的广播报文。丢弃一级丢包率的上传下载数据。丢弃二级丢包率的上传下载数据。丢弃三级丢包率的上传下载数据。丢弃一级丢包率的单播报文。丢弃二级丢包率的单播报文。丢弃三级丢包率的单播报文。VIP 报文
白名单中的报文不丢弃。即web认证的portal白名单。IP网络的管理报文不丢弃，如icmp。TCP的握手报文不丢弃。RADIUS认证计费报文不丢弃。级别步进
当软中断环中记录一致时，认为报文数量过多，导致CPU利用率过高，丢包级别提高。如由O步进为I开始丢包，由I步进为2，依次类推。级别回退
当CPU利用率低环中记录一致时，认为CPU进入空闲状态，根据丢包级别进行回退。本发明中，在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，它包括以下步骤
I)创建监控进程对CPU各核的资源占用率进行监控，该监控进程包括一主进程和对应于CPU各核的监控线程，各监控线程用于实时记录CPU各核的资源占用率，各监控线程均包括一软中断环和进程环(此处是CPU利用率高的进程写入进程号，CPU利用率不高时写-I)和CPU利用率环；所述的监控进程运行优先级为最高；
CPU利用率环此环中的节点是用于保存每次检测CPU核利用率过闻的标志。每10秒检测一次CPU核的利用率，判断CPU核的利用率是否过高(>90%)，如利用率高，至1，否则至-I。软中断环此环中的节点是用于保存每次检测软中断占用CPU核利用率过高090%)的标志。在AC系统中，软中断过高可视为转发网络数据包的压力大。进程环此环中的节点是用于保存每次检测到占用CPU核资源过高(>90%)的进程的进程号(PID)。如无进程占用CPU核资源过高，则记录-I。以上三个检测环，同步更新，以确定CPU利用率过高的情况，及其产生的原因，以便做相应的处理措施。2)当任一监控线程检测到对应CPU核的资源占用率过高即超过标准值时，对该(PU核的软中断数即收包率进行检测，当软中断过高时(>90%)，对该CPU核的软中断环进行更新，如果软中断环中，连续N次软中断数即收包率高于90% (即软中断环中所有数据指示CPU利用率高)，则增加该CPU核的丢包级别，即对收包数据进行丢包，更新软中断环；更新软中断环中节点为高，同步更新进程环节点为-1，CPU利用率环为高。如果连续N次高于90% (即软中断环中所有数据指示CPU利用率高)，则增加该CPU核的丢包级别，并清除软中断环的节点标志。3)当软中断数即收包率不高时，检测是否某一进程的CPU占用率高
如果没有进程的CPU占用率过高，则更新软中断环和进程环，写入-I ；
如果某一进程的CPU占用率高，将此进程的PID写入进程环，如果进程环中，上述进程的CPU占用率连续N次高于90%即进程环中的PID号相同，则将此进程kill，更新进程环；5)如果CPU占用率不高，则更新CPU利用率环为低，如果连续N次不高(即CPU利用率环中都为低)，如丢包级别为非0，则降低丢包级别；
本发明中，如果CPU占用率不高，则更新CPU利用率环，如果连续N次不高(即CPU利用率环中都为正常)，则降低丢包级别。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是它包括以下步骤在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，对应于CPU的多个核创建监控线程，当监测到CPU的任一核CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行；当检测结果为某一进程占用CPU资源过高时，采用重启进程的方式缓解；当检测软中断占用CPU资源过高，即数据压力过大时，进行丢包处理。
2.根据权利要求I所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是在CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行，同时记录日志。
3.根据权利要求I所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是所述的丢包处理采用以下丢包处理机制，设立3级丢包率，分别表示丢弃10%，20%, 50%的报文，共分为10个等级，级别O为不丢包，高一级别的丢弃包含低一级别的控制； 级别步进当软中断环中记录一致时，认为报文数量过多，导致CPU利用率过高，丢包级别提闻; 级别回退当CPU利用率环中记录一致为低时，认为CPU进入空闲状态，根据丢包级别进行回退； 10个等级依次为丢弃一级丢包率即10%的广播报文；丢弃二级丢包率即20%的广播报文；丢弃三级丢包率即50%的广播报文；丢弃一级丢包率即10%的上传下载数据；丢弃二级丢包率即20%的上传下载数据；丢弃三级丢包率即50%的上传下载数据；丢弃一级丢包率即10%的单播报文；丢弃二级丢包率即20%的单播报文；丢弃三级丢包率即50%的单播报文；VIP报文。
4.根据权利要求3所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是所述的VIP报文包括白名单中的报文，即web认证的portal白名单；IP网络的管理报文，包括icmp ；TCP的握手报文，以及RADIUS认证计费报文。
5.根据权利要求I所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，它包括以下步骤 1)创建监控进程对CPU各核的资源占用率进行监控，该监控进程包括一主进程和对应于CPU各核的监控线程，各监控线程用于实时记录CPU各核的资源占用率，各监控线程均包括一软中断环、进程环和CPU利用率环；所述的监控进程运行优先级为最高； (PU利用率环此环中的节点是用于保存每次检测CPU核利用率状态的标志，每隔固定时间检测一次CPU核的利用率，依次将结果记入CPU利用率环的节点中，判断CPU核的利用率是否过高，如果利用率高，记录为高即至1，否则记录为低即至-I ； 软中断环此环中的节点是用于保存每次检测软中断占用CPU核利用率状态的标志，每隔固定时间检测一次CPU核的软中断，依次将结果记入软中断环的节点中，在接入控制器AC中，软中断过高即转发网络数据包的压力大，如果软中断过高，记录为高即至1，否则记录为低即至-I ； 进程环此环中的节点是用于保存每次检测到占用CPU核资源过高的进程号PID，每隔固定时间检测一次CPU核的对应进程，依次将结果记入进程环的节点中，如无进程占用CPU核资源过高，则记录为低即至-I; 软中断环、进程环和CPU利用率环三个检测环，采用同步更新； 2)当任一监控线程检测到对应CPU核的资源占用率过高时，在CPU利用率环的一节点中进行记录，对该CPU核的软中断即收包率进行检测，当软中断过高时，对该CPU核的软中断环进行更新，如果软中断环中，连续N次软中断过高，则增加该CPU核的丢包级别，即对收包数据进行丢包，更新软中断环，并清除软中断环的节点标志； 3)当软中断数即收包率不高时，检测各进程的CPU占用率是否高 如果没有进程的CPU占用率过高，则更新软中断环和进程环，记录为低； 如果某一进程的CPU占用率高，将此进程的PID写入进程环，如果进程环中，上述进程的CPU占用率连续N次高即进程环中的PID号连续N次相同，则将此进程重新启动，更新进程环。
6.根据权利要求5所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是步骤 (2)中，如果CPU核的资源占用率不高，则更新CPU利用率环的一节点为低，如果CPU利用率环中连续N个节点即连续N次检测为低，如丢包级别为非O，则降低丢包级别。
7.根据权利要求5所述的保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，其特征是每个监控线程实时更新心跳标志，并依次循环检测下一个监控线程的心跳标志。
全文摘要
一种保障接入控制器在高负载下正常工作的方法，它包括以下步骤在接入控制器AC工作时，对接入控制器的CPU进行监控，对应于CPU的多个核创建监控线程，当监测到CPU的任一核CPU利用率持续过高时，采取相应措施，保证系统的正常运行；当检测结果为某一进程占用CPU资源过高时，采用重启进程的方式缓解；当检测软中断占用CPU资源过高，即数据压力过大时，进行丢包处理。本发明主要通过对CPU资源利用情况的统计分析，控制系统避免长时间处于高负载状态运行，以此保障系统可以长时间的稳定运行，提供了系统的稳定性，节约系统资源。
文档编号G06F11/34GK102880540SQ20121030918
公开日2013年1月16日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者马祥银, 高 浩 申请人:南京智达康无线通信科技股份有限公司