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網(wǎng)絡(luò)工程師學(xué)習(xí)內(nèi)容:CPU和CPU占用率定義

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2022-01-18 15:17:33|已瀏覽:243次

網(wǎng)絡(luò)工程師學(xué)習(xí)內(nèi)容:CPU和CPU占用率定義

CPU和CPU占用率定義

交換機(jī)的核心--CPU

      交換機(jī)采用分布式架構(gòu),主要包括轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面。其中轉(zhuǎn)發(fā)平面用于實(shí)現(xiàn)二三層轉(zhuǎn)發(fā);而控制平面主要用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)的控制。

      交換機(jī)的控制平面采用通用嵌入式CPU實(shí)現(xiàn),轉(zhuǎn)發(fā)平面采用轉(zhuǎn)發(fā)芯片實(shí)現(xiàn):

      轉(zhuǎn)發(fā)芯片完成主要的二三層轉(zhuǎn)發(fā)功能,如更新用于二層轉(zhuǎn)發(fā)的MAC地址表以及用于IP轉(zhuǎn)發(fā)的三層轉(zhuǎn)發(fā)表。轉(zhuǎn)發(fā)芯片的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)大吞吐量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

      CPU主要維護(hù)軟件表項(xiàng)(如路由表、ARP表等),并根據(jù)軟件表項(xiàng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息來(lái)配置轉(zhuǎn)發(fā)芯片的硬件三層轉(zhuǎn)發(fā)表。同時(shí),CPU本身也可以完成軟件三層轉(zhuǎn)發(fā)。CPU的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理能力低。

      在網(wǎng)絡(luò)中,可將報(bào)文按照功能分為控制報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文。當(dāng)交換機(jī)上還未建立任何硬件轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)時(shí),如果報(bào)文到達(dá)交換機(jī),首包由CPU轉(zhuǎn)發(fā)并建立三層轉(zhuǎn)發(fā)硬件表項(xiàng),后續(xù)包(即非首包)流量由入端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)芯片。

      后續(xù)包的部分流量1(一般為數(shù)據(jù)報(bào)文)直接由轉(zhuǎn)發(fā)芯片轉(zhuǎn)發(fā)出去這部分流量不經(jīng)過(guò)CPU,所以該流量的處理也不消耗CPU。這部分流量一般為數(shù)據(jù)報(bào)文。

      后續(xù)包的部分流量2(一般為控制報(bào)文和部分?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)文)經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)芯片上送CPU,由CPU來(lái)決定是否需要將其轉(zhuǎn)發(fā)出去或直接在CPU終結(jié)。該流量需要消耗CPU,不能進(jìn)行高速轉(zhuǎn)發(fā)。

      總的來(lái)說(shuō),真正決定交換機(jī)高速交換轉(zhuǎn)發(fā)的是轉(zhuǎn)發(fā)芯片中的二三層硬件表項(xiàng),而轉(zhuǎn)發(fā)芯片的硬件表項(xiàng)來(lái)源于CPU維護(hù)的軟件表項(xiàng)。可以看出,CPU是交換機(jī)的核心。

CPU占用率

      交換機(jī)正常啟動(dòng)后,為了維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行,CPU上有多個(gè)活躍的任務(wù)用于完成對(duì)設(shè)備的管理、監(jiān)控和三層表項(xiàng)學(xué)習(xí)。通常交換機(jī)支持的特性越多,系統(tǒng)運(yùn)行的任務(wù)也越多。

      設(shè)備的CPU占用率指一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)中非空閑任務(wù)占用CPU處理的時(shí)間比率,是對(duì)設(shè)備CPU使用情況的一個(gè)宏觀統(tǒng)計(jì),具有以下的幾個(gè)重要特點(diǎn):

      持續(xù)變化性:系統(tǒng)的CPU占用率不是保持不變的,它是隨著系統(tǒng)的運(yùn)行和外部環(huán)境的變化而持續(xù)變化的。

      非實(shí)時(shí)性:系統(tǒng)的CPU占用率反映的是一個(gè)CPU統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的CPU使用情況,并不是特指某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)占用情況。

      實(shí)體強(qiáng)相關(guān)性:CPU占用率是以物理CPU為粒度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的,通常而言,設(shè)備上的每塊業(yè)務(wù)板均有一個(gè)單獨(dú)的物理CPU,因此它們的CPU占用率都是相互獨(dú)立的。

      CPU占用率表示交換機(jī)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行任務(wù)情況。如圖1-3所示,A任務(wù)占用10ms,B任務(wù)占用30ms,然后空閑60ms,再又是A任務(wù)占10ms,B任務(wù)占30ms,空閑60ms。如果在一段時(shí)間內(nèi)都是如此,那么這段時(shí)間內(nèi)的占用率為40%。CPU占用率越高,說(shuō)明交換機(jī)在這個(gè)時(shí)間上運(yùn)行了很多任務(wù),反之則很少。

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