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

交換機的核心--CPU

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

      交換機的控制平面采用通用嵌入式CPU實現(xiàn)，轉(zhuǎn)發(fā)平面采用轉(zhuǎn)發(fā)芯片實現(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主要維護軟件表項（如路由表、ARP表等），并根據(jù)軟件表項的轉(zhuǎn)發(fā)信息來配置轉(zhuǎn)發(fā)芯片的硬件三層轉(zhuǎn)發(fā)表。同時，CPU本身也可以完成軟件三層轉(zhuǎn)發(fā)。CPU的特點是數(shù)據(jù)處理能力低。

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

      后續(xù)包的部分流量2（一般為控制報文和部分?jǐn)?shù)據(jù)報文）經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)芯片上送CPU，由CPU來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，不能進行高速轉(zhuǎn)發(fā)。

      總的來說，真正決定交換機高速交換轉(zhuǎn)發(fā)的是轉(zhuǎn)發(fā)芯片中的二三層硬件表項，而轉(zhuǎn)發(fā)芯片的硬件表項來源于CPU維護的軟件表項�？梢钥闯�，CPU是交換機的核心。

CPU占用率

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

      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)的運行和外部環(huán)境的變化而持續(xù)變化的。

      非實時性：系統(tǒng)的CPU占用率反映的是一個CPU統(tǒng)計周期內(nèi)的CPU使用情況，并不是特指某一個時間點的實時占用情況。

      實體強相關(guān)性：CPU占用率是以物理CPU為粒度進行統(tǒng)計的，通常而言，設(shè)備上的每塊業(yè)務(wù)板均有一個單獨的物理CPU，因此它們的CPU占用率都是相互獨立的。

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