CN103098396B - 适于在网络与精确时间协议实体之间交互的互通代理 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施方式涉及一种用于安装在包括精确时间协议“PTP”模块的网络节点中的互通代理，所述代理包括：同步侧接口，其被配置为测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，读取并且修改该精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数；至少一个网络侧接口，其被配置为测量网络度量以用于针对分组同步信号选择最佳路径，监视网络事件以用于检测网络路径改变，读取并且修改与网络规划实体交换的信号和网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号；所述互通代理还包括同步侧接口与网络侧接口之间的通信装置，以用于向一个接口通知在另一个接口上发生的事件。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及通信网络领域并且具体地涉及网络时间分配。
背景技术
精确时间协议(PTP)(又被称为IEEE1588协议)并且特别是PTPv2(版本2)看起来是广泛用于分配精确的时间的协议。
在本文中，术语“PTP”是指例如PTP或PTPv2。
作为时间戳分组协议，PTP性能典型地依赖于两个网络参数：
-分组延迟变化(PDV)，其是观察的分组的传输延迟相对于参考传输延迟(例如理论最小延迟)的差，
-延迟不对称，其是主从方向以及从主方向中的传输延迟之间的差。
这两个参数极大地依赖于用于传递PTP流的传输网络路径。
实际上，在建立传输网络路径时设置所述参数的值。
然而，在PTP故障的情况下，典型地不存在PTP实体与网络实体之间的通信，并且因此在PTP级别上不存在允许触发保护程序以使用保护路径的机制。
类似地，在(例如由于传输网络故障的)网络级别上的路径改变的情况下，不存在用于向PTP从时钟通知与新传输网络路径相关的(例如关于延迟不对称的)新网络特征的机制。
为了解决该问题，现有技术的一些解决方案一方面包括如下手动解决方案，其中运营商利用包括网络和PTP管理的不同管理实体来执行更新；另一方面包括组合PTP管理***和网络管理***的统一管理。
然而，该手动解决方案典型地引起高的OPEX(操作费用)和需要稳定的(并且因此昂贵的)从时钟的高的重配置时间。至于该统一管理，由于它的缓慢性(由于在其上开展大量监管任务)，所以管理服务器典型地并不适用于(可以导致高的恢复时间的)网络保护/重配置环境中所需要的实时过程。该方案典型地对于大型网络是不可扩展的。
发明内容
本发明的一些实施方式旨在克服现有技术的前述缺点中的至少一些。
这可以通过一种被适配为安装在包括精确时间协议“PTP”模块的网络节点中的互通代理来实现，所述代理包括：
-同步侧接口，其被配置为：
-测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，
-读取并且修改该精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数，
-至少一个网络侧接口，其被配置为：
-测量网络度量以用于针对分组同步信号选择最佳路径，
-监视网络事件以用于检测网络路径改变，
-读取并且修改
-与网络规划实体交换的信号，和
-网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号。
因此，提供在用于时间参考的分配的保护机制或辅助的环境中在网络与PRT实体之间建立交互的装置。
根据另一个附加实施方式，该网络规划实体是网络控制平面，并且与该网络控制平面交换的信号包括网络控制消息。
根据又一个实施方式，该网络控制消息包括资源预留协议“RSVP”或者其流量工程扩展“RSVP-TE”信令消息，并且可由互通代理网络侧接口修改的至少一个字段包括POLICY_DATA对象。
根据一个附加实施方式，该网络控制消息是标签分配协议“LDP”消息，并且可由互通代理网络侧接口修改的至少一个字段包括作为标签分配协议“LDP”的扩展的增加的网络参数类型长度值“TLV”。
根据另一个实施方式，该网络规划实体是操作、管理和维护“OAM”平面，并且与该OAM平面交换的信号包括在开放***互连“OSI”模型的物理级别或第二层级别发送的维护信号。
根据又一个实施方式，该OAM平面包括由IEEE802.1ag或IEEE802.3ah或ITU-TY.1731建议参考的以太网OAM功能体。
根据一个附加实施方式，该OAM平面包括例如由RFC5860参考的多协议标签交换“MPLS”OAM功能体。
根据另一个实施方式，该网络规划实体包括网络管理平面。
根据另一个实施方式，精确时间协议“PTP”度量包括：
-分组延迟变化(PDV)值，和/或
-链路和网络节点传输延迟值以及延迟不对称值，和/或
-本地设备时钟的ITU-TG.781质量级别，和/或
-标识IEEE1588V2透明时钟、IEEE1588V2边界时钟或基于物理层的谐振支持如ITU-T同步以太网或SONTE/SDH技术的值。
根据一个附加实施方式，该精确时间协议“PTP”模块包括IEEE1588V2透明时钟或IEEE1588V2边界时钟或IEEE1588V2普通时钟。
根据另一个实施方式，精确时间协议“PTP”信号故障对应于在预定义的观察持续时间期间精确时间协议“PTP”流特征在预定义的阈值之上的使得不能实现目标同步性能(例如准确性)的劣化。
本发明的实施方式还涉及一种网络节点，包括：
-精确时间协议“PTP”模块；以及
-互通代理，所述互通代理包括：
-同步侧接口，其被配置为：
-测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，
-读取并且修改该精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数，
-至少一个网络侧接口，其被配置为：
-测量网络度量以用于针对同步信号选择最佳网络路径，
-监视网络事件以用于检测网络路径改变，
-读取并且修改
-与网络规划实体交换的信号，和
-网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号。
本发明的实施方式还涉及一种包括多个节点的网络，所述节点中的至少一些节点包括：
-精确时间协议“PTP”模块；以及
-互通代理，所述互通代理包括：
-同步侧接口，其被配置为：
-测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，
-读取并且修改该精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数，
-至少一个网络侧接口，其被配置为：
-测量网络度量以用于针对分组同步信号选择最佳网络路径，
-监视网络事件以用于检测网络路径改变，
-读取并且修改
-与网络规划实体交换的信号，和
-网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号。
本发明的实施方式还涉及一种在“使用”精确时间协议“PTP”的网络中使用在包括精确时间协议“PTP”模块的网络节点中实现的互通代理来重配置并且支持时间分配的方法，所述互通代理包括：
-同步侧接口，其被配置为：
-测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，
-读取并且修改该精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数，
-至少一个网络侧接口，其被配置为：
-测量网络度量以用于针对分组同步信号选择最佳路径，
-监视网络事件以用于检测网络路径改变，
-读取并且修改
-与网络规划实体交换的信号，和
-网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号，
其中，
在检测到精确时间协议“PTP”信号故障的情况下，修改与网络规划实体交换的信号以向所述网络规划实体通知精确时间协议“PTP”信号故障，以便触发精确时间协议“PTP”流从当前工作路径到受保护路径的自动路径改变；以及
在检测到路径改变的情况下，修改在网络节点之间交换的信号以向沿精确时间协议“PTP”时间分配链位于其他网络节点中的远程互通代理通知与该受保护路径相对应的新精确时间协议“PTP”参数，所述新参数然后由所述远程互通代理向其本地精确时间协议“PTP”模块传送。
附图说明
现在仅通过示例的方式并且参考附图来描述根据本发明的实施方式的装置和设备的一些实施方式，其中：
图1是根据本发明的实施方式的互通代理的不同接口的示例图；
图2是包括装配有根据本发明的实施方式的互通代理的四个网络节点的网络部分的示例图；
图3是当网络故障发生时PTP同步流到受保护路径的切换的示例图；
图4是包括多段伪线传输的网络部分的示例图。
具体实施方式
如本文所使用的，术语“PTP”对应于精确时间协议的首字母缩写并且还被称为IEEE(电气电子工程师协会)1588。
如本文所使用的，术语“RSVP”是指资源预留协议的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“RSVP-TE”是指资源预留协议流量工程的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“LDP”是指标签分配协议的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“TLV”是指类型长度值的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“OAM”是指操作、管理和维护的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“OSI”是指开放***互连的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“MPLS”是指多协议标签交换的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“PDV”是指分组延迟变化的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“ITU”是指国际电信联盟的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“SONET”是指同步光网络的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“SDH”是指同步数字体系的首字母缩写。
如本文所使用的，术语“RFC5860”是指请求注解5860的首字母缩写并且对应于涉及对MPLS传输网络中的操作、协助和维护(OAM)的要求的因特网工程任务组(IATF)的请求。
如本文所使用的，术语“同步”将要被理解为意味着频率同步。
要在各方面将下文所述的实施方式视为仅仅是说明性的而不是限制性的。具体地，由所附权利要求而不是由本文的说明书和附图来指示本发明的范围。在权利要求的等同方案的含义和范围内的全部改变都被包括在其范围中。
本发明的实施方式涉及将要实现在装配有PTP模块的网络节点中的一个或多个代理。这些代理允许提供不同的网络实体与给定的网络节点中的PTP模块之间的互通。
PTP模块是指PTP实体，其包括PTP时钟，如普通时钟(OC)、边界时钟(BC)或透明时钟(TC)。事实上，互通代理可以被视为PTP协议栈的扩展并且典型地在没有PTP模块的情况下无法安装。
如图1的示例中所述的，互通代理1具有两种类型的接口：
-用于在应用级别与PTP实体3交互的PTP侧接口，和
-用于在网络级别与网络实体(OAM平面5或控制平面7)交互的至少一个网络侧接口。
因此，互通代理可以一方面与PTP模块通信，另一方面与网络实体通信，并且因此是两侧/级别之间的链路，其使得向一个级别通知发生在另一个级别上的事件，特别是需要一些参数的重配置或修改的故障。
现在将详细描述在接口类型上的交互：
-PTP侧接口：
读功能：
-对如由ITU-T建议(G.811，G.812，G.813，Y.1731……)或由本地设备时钟的IEEE802.1ag或IEEE802.3ah参考的PTP时钟类型(从、主要-主、BC或TC)和/或质量级别的读取；
-对来自PTP的不同计数器(例如分组损失率)的读取(对于大部分情况而言，归因于PTP分组序列号而得以检测到的乱序接收的分组可以被视为丢失)；
-对分组延迟变化、链路和网络节点传输延迟值以及延迟不对称值的监视；
可以在该接口处预定义报警阈值，以便当相关计数器到达该阈值时触发PTP“信号故障”报警；
写功能：
-当已经执行了路径/路由改变时向PTP模块数据集写入新路径特征；
-网络侧接口：
1)与网络控制平面
要注意到，与控制平面的接口可以仅限于与隧道传输PTP流相关的信令功能。可以例如由资源预留协议(RSVP)消息或资源预留协议流量工程(RSVP-TE)或标签分配协议(LDP)消息发送代理之间以及去往控制平面的交换。
读功能：
-读取PTP标签交换路径(LSP)的状态(打开，关闭，工作，受保护等等)；
写功能：
-当在PTP模块处检测到PTP“信号故障”时迫使工作LSP(相应地受保护LSP)状态变成关闭，并且因此驱动路径交换(从工作路径到受保护路径并且反之亦然)；
2)与数据平面
与数据平面的接口可以限于用于传输PTP流的隧道读功能：
-读取(在标签交换路径中指定的)用于传输PTP流的隧道的状态；
写功能：
-当通过迫使相关路径状态变成合适的值(工作路径变成备用状态和受保护路径变成活动状态并且反之亦然)而检测到PTP“信号故障”时，迫使路径改变(LSP从工作到受保护并且反之亦然)。在缺少控制平面的情况下，可以使用操作、管理和维护(OAM)消息来向远端传播错误信号；
因此，互通代理可以使用控制平面消息(RSVP-TE或LDP消息)或OAM消息来彼此通信。结果，所述互通代理的实现不需要建立新的通信协议。
为了更好的理解，现在将描述不同的实施方式。
在图2中提供的情况中，基于标签交换路径LSP1，在节点N1与节点N4之间发送PTP同步流8。将所述标签交换路径LSP1封装在节点N2与N3之间的第二标签交换路径LSP2中。例如，当跨(节点N2与N3之间的)另一个域传递PTP同步流8所遵从的路径时，可以是该情况。全部四个节点包括标签交换路由器(LSR)9、PTP模块11和互通代理1，节点N1和N4的PTP模块11分别是主时钟和从时钟，并且节点N3和N4的PTP模块11是透明时钟。在该实施方式中，RSVP-TE消息用于与控制平面通信，并且RSVPPOLICY_DATA对象用于指定PTP标记元素。在该情况下，RSVPPOLICY_DATA对象用于在标签交换路径(LSP)建立时将LSP“标记”为PTPLSP。思想因此是在RSVP-TE消息中指定“PTP标记”元素，以便向控制平面传递所述元素，并且向所述控制平面通知PTPLSP的特征。
在节点N2与N3之间存在故障的情况下，由将要在图3中所述的LPS2受保护路径上发送的控制平面来交换PTP同步流8。由LSR9在节点N2和N3处执行该路径交换。该操作对于节点N1和N4是透明的但是影响PTP参数(如延迟不对称)，位于节点N2和N3中的互通代理1利用RSVPPOLICY_DATA对象来向位于节点N1和N4中的互通代理1通知与LSP2相关的故障事件并且通知路径改变。位于节点N1和N4中的互通代理1然后向PTP模块(主时钟和从时钟)转发合适的信息，以根据新路径的特征来更新它们的PTP参数。因此，归因于该互通代理，得以实时地向PTP模块通知网络设备在节点N2和N3之间进行的从工作LSP到受保护LSP的路径改变。
在图4中描述了第二实施方式，其中基于伪线(PW)13并且使用多协议标签交换(MPLS)隧道来传输PTP同步流。在该配置中，由标签分配协议(LDP)管理与控制平面交换的消息。经由两个多段伪线PW1和PW2，将包括PTP时钟的客户设备CE1连接到同样包括PTP时钟的另一个客户设备CE2。在由附件电路15链接到客户设备CE1的终止提供商边缘TPE1与由另一个附件电路15链接到客户设备CE2的终止提供商边缘TPE2和TPE3之间进行该连接。
此外，两个伪线的第一段(PW1_S1和PW2_S1)对应于跨第一分组交换网(PSN1)的隧道并且在交换点SPE1和SPE2处被交换到与跨第二分组交换网(PSN2)的隧道相对应的第二伪线段(PW1_S2和PW2_S12)。
因此，两个多段伪线在伪线连接中创建冗余，一个伪线(例如PW1)是活动的并且另一个伪线(例如PW2)处于备用模式。
在该情况下，互通代理使用标签分配协议(LDP)消息来与伪线控制平面通信并且检测伪线切换。
为了知道哪个伪线是活动的，互通代理读取经由LDP消息中的状态TLV传送的“操作状态”和“优选转发状态比特”。互通代理还可以要求LDP控制平面将路径TLV***到LDP信令消息中，以便确切地知道多段伪线采用的路径。与不同的伪线段有关的不同的网络参数集合(延迟变化、单向延迟等等)可以在PTP模块级别或时钟级别上被记录并且被更新，并且因此可以被应用于由与PTP从时钟(对应于当前示例中的CE2)相关联的互通代理接收的路径TLV信息。归因于例如在交换点中实现的透明时钟(TC)的功能体，可以实现这些网络参数的更新。可以将该参数的值记录在用于对等TC的PTP消息修正字段中，因为该字段涉及段延迟，或者可以利用作为LDP的扩展的新网络参数TLV将该参数的值传送给从时钟。因此，如在前面的示例中，互通代理允许向PTP实体通知在伪线连接上发生的事件，以便在伪线连接中的路径改变的情况下更新PTP参数。
此外，要注意到由于互通代理与其他实体(PTP实体和网络实体)本地地交互，所以它们适于实时过程。事实上，它们的本地状态允许不同实体的本地互通，这允许无需中央管理实体的任意重配置的实时调节。
因此，本发明的实施方式允许归因于该过程的自动化(无需手动重配置)的操作费用(OPEX)以及归因于需要较不稳定并且因此较不昂贵的从时钟的快速恢复时间的资本费用(CAPEX)二者的降低。
本领域技术人员将容易认识到可以由编程的计算机执行各种上述方法的步骤。在这里，一些实施方式意图覆盖程序存储设备(例如数字存储介质)，其可以是机器或计算机可读的并且编码有机器可执行或计算机可执行的指令程序，其中所述指令执行本文所述的代理的一些或全部特征。该程序存储设备可以是例如数字存储器、磁存储介质(如磁盘或磁带)、硬盘驱动器或光可读数字数据存储介质。实施方式还意图覆盖被编程为执行上述代理的所述特征的计算机。
Claims (14)
1.一种用于安装在包括精确时间协议“PTP”模块的网络节点中的互通代理，所述代理包括：
同步侧接口，其被配置为：
测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，
读取并且修改所述精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数，
至少一个网络侧接口，其被配置为：
测量网络度量以用于针对分组同步信号选择最佳路径，
监视网络事件以用于检测网络路径改变，
读取并且修改
与网络规划实体交换的信号，和
网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号；
所述互通代理还包括所述同步侧接口与所述网络侧接口之间的通信装置，以用于向一个接口通知在另一个接口上发生的事件。
2.根据权利要求1所述的互通代理，其中所述网络规划实体是网络控制平面，并且与所述网络控制平面交换的信号包括网络控制消息。
3.根据权利要求2所述的互通代理，其中所述网络控制消息包括资源预留协议“RSVP”或者其流量工程扩展“RSVP-TE”信令消息，并且其中可由互通代理网络侧接口修改的至少一个字段包括POLICY_DATA对象。
4.根据权利要求2所述的互通代理，其中所述网络控制消息是标签分配协议“LDP”消息，并且其中可由互通代理网络侧接口修改的至少一个字段包括作为标签分配协议“LDP”的扩展的、增加的网络参数类型长度值“TLV”。
5.根据权利要求1所述的互通代理，其中所述网络规划实体是操作、管理和维护“OAM”平面，并且与所述OAM平面交换的信号包括在开放***互连“OSI”模型的物理级别或第二层级别发送的维护信号。
6.根据权利要求5所述的互通代理，其中所述OAM平面包括由IEEE802.1ag或IEEE802.3ah或ITU-TY.1731建议所参考的以太网OAM功能体。
7.根据权利要求5所述的互通代理，其中所述OAM平面包括由请求注解“RFC”5860所参考的多协议标签交换“MPLS”OAM功能体。
8.根据权利要求1所述的互通代理，其中所述网络规划实体包括网络管理平面。
9.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的互通代理，其中所述精确时间协议“PTP”度量包括：
分组延迟变化(PDV)值，和/或
链路和网络节点传输延迟值以及延迟不对称值，和/或
本地设备时钟的ITU-TG.781质量级别，和/或
标识IEEE1588V2透明时钟、IEEE1588V2边界时钟或基于物理层的谐振支持，诸如ITU-T同步以太网或SONTE/SDH技术的值。
10.根据权利要求1所述的互通代理，其中所述精确时间协议“PTP”模块包括IEEE1588V2透明时钟或IEEE1588V2边界时钟或IEEE1588V2普通时钟。
11.根据权利要求1所述的互通代理，其中精确时间协议“PTP”信号故障对应于在预定义的观察持续时间期间精确时间协议“PTP”流特征在预定义的阈值之上的、使得不能实现目标同步性能的劣化。
12.一种网络节点，包括：
精确时间协议“PTP”模块；以及
互通代理，所述互通代理包括：
同步侧接口，其被配置为：
测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，
读取并且修改所述精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数，
至少一个网络侧接口，其被配置为：
测量网络度量以用于针对同步信号选择最佳网络路径，
监视网络事件以用于检测网络路径改变，
读取并且修改
与网络规划实体交换的信号，和
网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号。
13.一种包括多个节点的网络，所述节点中的至少一些节点包括：
精确时间协议“PTP”模块；以及
互通代理，所述互通代理包括：
同步侧接口，其被配置为：
测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，
读取并且修改所述精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数，
至少一个网络侧接口，其被配置为：
测量网络度量以用于针对分组同步信号选择最佳网络路径，
监视网络事件以用于检测网络路径改变，
读取并且修改
与网络规划实体交换的信号，和
网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号。
14.一种在使用精确时间协议“PTP”的网络中使用在包括精确时间协议“PTP”模块的网络节点中实现的互通代理来重配置并且支持时间分配的方法，所述互通代理包括：
同步侧接口，其被配置为：
测量精确时间协议“PTP”度量以用于检测精确时间协议“PTP”信号故障，
读取并且修改所述精确时间协议“PTP”模块的精确时间协议“PTP”参数，
至少一个网络侧接口，其被配置为：
测量网络度量以用于针对分组同步信号选择最佳路径，
监视网络事件以用于检测网络路径改变，
读取并且修改
与网络规划实体交换的信号，和
网络节点之间在网络级别交换以便与位于其他网络节点中的远程互通代理进行通信的信号，
其中，
在检测到精确时间协议“PTP”信号故障的情况下，修改与网络规划实体交换的信号以向所述网络规划实体通知精确时间协议“PTP”信号故障，以便触发精确时间协议“PTP”流从当前工作路径到受保护路径的自动路径改变；以及
在检测到路径改变的情况下，修改在网络节点之间交换的信号以向沿精确时间协议“PTP”时间分配链位于其他网络节点中的远程互通代理通知与所述受保护路径相对应的新精确时间协议“PTP”参数，所述新参数然后由所述远程互通代理向其本地精确时间协议“PTP”模块传送。
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