CN107017958B - 一种基于ntp的时间同步方法及相应*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于NTP的时间同步方法及***，属于数字信息传输领域，包括方法为将各终端设备分为多个组播组，在一个周期内一个组播组只有一个终端设备与服务器同步时间，其他终端设备以与服务器同步时间的终端设备作为二级服务器同步时间，还包括实施该方法的相应***。本发明通过使用现有终端设备作为下级服务器，在不增加服务器成本的情况下，有效解决数量级在数十万的终端设备利用同一服务器时产生的巨大性能压力的问题，减少时间同步失败的几率，同时降低视频监控网络内的数据流量，减少网络堵塞，并降低因多级NTP时间同步服务器带来的误差累积。

Description

一种基于NTP的时间同步方法及相应***

技术领域

本发明涉及数字信息传输领域，特别是一种基于NTP的时间同步方法及相应***。

背景技术

随着计算机网络的迅猛发展，网络应用已经非常普遍，如电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、水利、国防、医疗、政府机关、IT等领域的网络***需要在大范围保持计算机的时间同步和时间准确，但计算机的时间是根据电脑晶振以固定频率震荡而产生的，由于晶振的不同，会导致电脑时间积累误差的产生。从业务影响角度讲，因为时间的不统一，就无法推断出业务具体发生时间。从安全影响角度讲，所有设备(如视频监控中的DVR/NVR、IPC)的录像必须反映准确的时间，因为时间的不统一，会造成事后录像查询工作带来很***烦。而随着平安城市的大规模建设，一个地市级***，往往有数万量级的终端设备需要与NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)时间同步服务器同步，而一个省的数量级一般在几十万，以公安行业为例，为了提高时间精度，往往是一个地区(如长三角地区)或一个省份放置一台NTP时间同步服务器，大量前端设备，给NTP时间同步服务器带来不小的性能压力，从而导致时间同步失败。

为了解决大量设备同时同步时间，导致失败问题，一种通用的办法是增加层级服务器，在原来一级服务器基础上增加二级、三级服务器，其中二级服务器与一级服务器作时间同步，三级服务器与二级服务器作时间同步，通过服务器的增加，分担一级服务器的压力。但是这种方案需要增设服务器，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于NTP的时间同步方法及相应***，在不增设服务器的情况下解决NTP时间同步服务器性能压力过大的问题。

为了达到上述目的，本发明公开了一种基于NTP的时间同步方法，包括，根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组，NTP时间同步服务器按照设定的周期，向组播组组播时间同步报文；终端设备侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，然后该终端设备与NTP时间同步服务器同步时间；终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文；终端设备侦测到发自同一组播组内其他终端设备发送的时间同步报文后，在当前周期内，停止向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，并向同一组播组内发送时间同步报文的终端设备发送时间同步请求报文，然后与同一组播组内发送时间同步报文的终端设备同步时间。

作为改进，NTP时间同步服务器响应一个组播组内的任一终端设备的时间同步请求报文后，在当前周期内不再响应同一组播组内的其他终端设备的时间同步请求报文。

一些情况下，由于网络延迟及其他原因，即使一个组播组内的某一终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后已向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，仍然有可能有该组播组内的其他终端设备发出的时间同步请求报文送达NTP时间同步服务器并进入NTP时间同步服务器的处理队列，此时若NTP时间同步服务器仍对该时间同步请求报文进行响应，不但可能会照成被响应的终端设备在处理来自NTP时间同步服务器、同一组播组内广播时间同步报文的终端设备的两个对时间同步请求报文的响应时发生错误，更会对NTP时间同步服务器加重无谓的负担。因此当一个组播组内，任意一个终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后，NTP时间同步服务器不再响应同一组播组内的其他终端设备的时间同步请求报文，可以有效进一步降低NTP时间同步服务器的负担。

作为改进，所述NTP时间同步服务器在一个周期内，向各个组播组轮流组播时间同步报文。

向各个组播组轮流组播时间同步报文的方式可使NTP时间同步服务器的负担均分到所有时间，根据需要，可以在一个时间同步周期内划分更多的时间点，每个时间点可以同时向更多的组播组发送时间同步报文，以满足数量较大的组播组的需求。

作为改进，根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组，具体包括：根据各个终端设备的网段，将相同网段的所有终端设备划分到一个组播组；或者，根据各个终端设备的地域，将相同地域的所有终端设备划分到一个组播组。

这里可以是根据各个终端设备的网段，将相同网段的所有终端设备，如同一个24位掩码如10.1.1.*或者16位掩码如10.1.*.*的地址的IPC、DVR/NVR等，划分到一个组播组，不同网段的终端设备划分到不同的组播组；也可以是根据各个终端设备的地域，将相同地域的所有终端设备，如某市县区范围内所辖的IPC、DVR/NVR等，划分到一个组播组，不同地域的终端设备划分到不同的组播组；还可以是根据需求设定其他用户想要的分组方式划分，如根据终端设备的生产厂商、根据终端设备的硬件类型等。在本实施例中，举例地，采用根据各个终端设备的网段的方式划分组播组。

作为改进，终端设备向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后，若在设定时长内没有得到NTP时间同步服务器的响应，则重新向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；所述设定时长与当前周期内已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数成正相关；在一个周期内，若已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数达到设定数值，则终端设备在该周期内不再向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文。

终端设备与NTP时间同步服务器同步时间需要等待NTP时间同步服务器响应，只有在NTP时间同步服务器响应后终端设备才能与NTP时间同步服务器同步时间成功。可以解决，由于终端设备数量过多，NTP时间同步服务器负担过大，可能会发生NTP时间同步服务器不能及时响应终端设备的情况，或者终端设备发送的时间同步请求报文丢包的情况，这一问题。

本发明同时公开了另一种基于NTP的时间同步方法，包括，根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个分组，每个分组预设一个优先终端设备，所述NTP时间同步服务器按照设定的周期，向各个分组的优先终端设备发送时间同步报文；优先终端设备侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，然后优先终端设备与NTP时间同步服务器同步时间；优先终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后向分组内的所有其他终端设备广播时间同步报文；同一分组内的其他终端设备侦测到发自优先终端设备的时间同步报文后，向该优先终端设备发送时间同步请求报文，然后与优先终端设备同步时间。

在任意时间点，视频监控网络内均最多只有每个分组的优先终端设备与NTP同步时间服务器发生通信，能更进一步降低视频监控网络内的数据流量，减少网络堵塞，同时由于优先终端设备预先选定，可以预先优化优先终端设备或从硬件上加强优先终端设备，提高分组内时间同步的效率。

本发明同时公开了根据前述第一种方法的一种基于NTP的时间同步的***，包括终端设备和NTP时间同步服务器，还包括组播组划分单元，组播组划分单元用于根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组；所述NTP时间同步服务器包括周期设定单元、报文收发单元和处理单元，周期设定单元用于设定周期，报文收发单元用于根据周期设定单元设定的周期向组播组组播时间同步报文，报文收发单元还用于接收发送自终端设备的时间同步请求报文，处理单元用于响应时间同步请求报文；所述终端设备包括，报文单元，用于侦测发自NTP时间同步服务器的时间同步报文，用于在侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，用于在终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，用于侦测发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文，用于侦测到发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文后向该终端设备发送时间同步请求报文；还包括时间同步单元，用于根据被响应反馈的信息调整终端设备的时间，还用于响应同一组播组内的其他终端设备发送的时间同步请求报文。

处理单元还用于在响应一个组播组内的任一终端设备的时间同步请求报文后，拒绝响应同一组播组内的其他终端设备的时间同步请求。

作为改进，组播组划分单元根据各个终端设备的网段，将相同网段的所有终端设备划分到一个组播组；或者，组播组划分单元根据各个终端设备的地域，将相同地域的所有终端设备划分到一个组播组。

作为改进，所述终端设备还包括计时单元和计数单元；计时单元用于在每次报文单元向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后记录等待NTP时间同步服务器响应时间，并在等待NTP时间同步服务器响应时间达到设定时间后通知报文单元重新向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；计数单元用于记录一个周期内报文单元已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数，并在报文单元已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数达到设定数值后通知报文单元停止向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文。

本发明同时公开了根据前述第二种方法的一种基于NTP的时间同步的***，包括终端设备和NTP时间同步服务器，还包括分组划分单元，分组划分单元用于根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个分组，并在每个分组内预设一个优先终端设备；所述NTP时间同步服务器包括周期设定单元、报文收发单元和处理单元，周期设定单元用于设定周期，报文收发单元用于根据周期设定单元设定的周期向各分组的优先终端设备发送时间同步报文，报文收发单元还用于接收发送自优先终端设备的时间同步请求报文，处理单元用于响应时间同步请求报文；所述终端设备包括，报文单元，用于在作为优先终端设备时侦测发自NTP时间同步服务器的时间同步报文，用于在作为优先终端设备时侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，用于在作为优先终端设备时与NTP时间同步服务器时间同步成功后向分组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，用于侦测发自同一分组内的优先终端设备的时间同步报文，用于侦测到发自同一分组内的优先终端设备的时间同步报文后向优先终端设备发送时间同步请求报文；还包括时间同步单元，用于根据被响应反馈的信息调整终端设备的时间，还用于在作为优选终端设备时响应同一组播组内的其他终端设备发送的时间同步请求报文。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

在不增加服务器成本的情况下，有效解决数量级在数十万的终端设备利用同一NTP时间同步服务器时产生的巨大性能压力的问题，减少时间同步失败的几率，同时降低视频监控网络内的数据流量，减少网络堵塞，并降低因多级NTP时间同步服务器带来的误差累积。

附图说明

图1为本发明实施例所采用的一种同步时间原理的步骤示意图；

图2为实施例一中时间同步的步骤示意图；

图3为实施例一中时间同步失效检测机制以及退火算法的步骤示意图。

具体实施方式

为了使本发明更加清楚明了，现结合附图和实施例对本发明加以详细的解释说明。

一种基于NTP的时间同步方法及相应***，在具体实施方式中，本发明公开的方法及相应***的应用场景为视频监控领域，具体为，在省级公安视频监控网络中，有数量级在数十万的IPC、NVR等终端设备需要同步时间，而该数量级别的终端设备共用一台NTP时间同步服务器。

见附图1，这里需要说明的是，在本发明的具体实施方式中采用的同步时间原理举例如下：

图1中，NTP时间同步服务器的时间为11:00:00a.m.，待与NTP时间同步服务器的终端设备的当前时间为10:00:00a.m.，终端设备与NTP时间同步服务器之间通过NetWork网络传输数据包，数据包传输耗时为1秒，NTP时间同步服务器内部处理耗时为1秒；

步骤S101，此刻终端设备向NTP时间同步服务器发起时间同步请求，终端设备发送一个NTP消息包给NTP时间同步服务器，NTP消息包中带有NTP消息包离开终端设备时终端设备的时间戳，即10:00:00a.m.，记为T1；

步骤S102，经过1秒的网络传输，NTP消息包到达NTP时间同步服务器，接收到NTP消息包的第一时间，NTP时间同步服务器为NTP消息包加上NTP时间同步服务器的时间戳，即11:00:01a.m.，记为T2；

步骤S103，NTP时间同步服务器内部处理1秒后，将NTP消息包发回终端设备，在NTP消息包离开NTP时间同步服务器时，NTP时间同步服务器对NTP消息包加上NTP时间同步服务器的时间戳，即11:00:02a.m.，记为T3；

步骤104，经过1秒的网络传输，NTP消息包到达终端设备，接收到NTP消息包的第一时间，终端设备为NTP消息包加上终端设备的时间戳，即10:00:03a.m.，记为T4；

至此，终端设备得到的NTP消息包中含有T1、T2、T3、T4四个时间戳，根据四个时间戳，可以计算得出两个重要参数：NTP消息包在终端设备与NTP时间同步服务器之间来回传送一个周期的时延Delay，和终端设备与NTP时间同步服务器的时间差OffSet，具体公式为，

Delay＝(T4-T1)-(T3-T2),

OffSet＝((T2-T1)+(T3-T4))/2；

根据Delay和OffSet两组数据，终端设备可以正确重置自身的时间，使终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功。

具体地，基于NTP的时间同步方法及相应***的实施例举例如实施例一、实施例二、实施例三和实施例四，举例的四个实施例仅为更清楚地说明本发明的公开的技术方案，不应视为对本发明保护范围的限定。

实施例一

本实施例公开了一种基于NTP的时间同步方法。

在公安视频监控网络中，设定终端设备时间同步的主要原因是为了在后续查找视频的过程中能够快速、准确地找到需要的视频。由于视频的特殊性，在时间定位时，一般情况下设定的目标时间最小只会精确到一分钟，根据这种需求，可以设定每一小时各终端设备与NTP时间同步服务器同步一次时间，即一个时间同步的周期为一个小时，以减少NTP时间同步服务器的负担。

在首次时间同步前，预先设定分组，根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组。这里可以是根据各个终端设备的网段，将相同网段的所有终端设备，如同一个24位掩码如10.1.1.*或者16位掩码如10.1.*.*的地址的IPC、DVR/NVR等，划分到一个组播组，不同网段的终端设备划分到不同的组播组；也可以是根据各个终端设备的地域，将相同地域的所有终端设备，如某市县区范围内所辖的IPC、DVR/NVR等，划分到一个组播组，不同地域的终端设备划分到不同的组播组；还可以是根据需求设定其他用户想要的分组方式划分，如根据终端设备的生产厂商、根据终端设备的硬件类型等。在本实施例中，举例地，采用根据各个终端设备的网段的方式划分组播组。

见图2，本实施在一个周期内，时间同步的步骤包括：

步骤S201，NTP时间同步服务器向组播组组播时间同步报文；

步骤S202，当终端设备侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后，向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；

步骤S203，侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文的终端设备根据前述的时间同步原理，与NTP时间同步服务器同步时间；

步骤S204，当一个组播组内，任意一个终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后，该终端设备向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文；

步骤S205，终端设备侦测到发自同一组播组内的其他终端设备(即步骤S203中与NTP时间同步服务器时间同步成功的终端设备)的时间同步报文后，停止向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，并向同一组播组内发送时间同步报文的终端设备发送时间同步请求报文；

步骤S206，侦测到发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文的终端设备根据前述的时间同步原理，以发送时间同步报文的终端设备作为NTP时间同步服务器，与发送时间同步报文的终端设备同步时间。

在步骤S201中，NTP时间同步服务器可以是向所有组播组组播时间同步报文，也可以是向部分选定的组播组组播时间同步报文。向部分选定的组播组组播时间同步报文指的是向各个组播组轮流组播时间同步报文，同一时间点只向部分甚至一个组播组组播时间同步报文，如，在10:00:00a.m.到10:59:59a.m.这一个小时的周期中，10:00:00a.m.这一时刻向第一组播组(或包含第五组播组，)组播时间同步报文，10:15:00a.m.这一时刻向第二组播组(或包含第六组播组)组播时间同步报文，10:30:00a.m.这一时刻向第三组播组(或包含第七组播组)组播时间同步报文，10:45:00a.m.这一时刻向第四组播组(或包含第八组播组)组播时间同步报文，当到达下一周期的步骤S201时，即11:00:00a.m.，重新按照相同的顺序向各个组播组轮流组播时间同步报文，从而确保各个组播组的时间同步的间隔时长相同。向各个组播组轮流组播时间同步报文的方式可使NTP时间同步服务器的负担均分到所有时间，根据需要，可以在一个时间同步周期内划分更多的时间点，每个时间点可以同时向更多的组播组发送时间同步报文，以满足数量较大的组播组的需求。

在步骤S203中，终端设备与NTP时间同步服务器同步时间需要等待NTP时间同步服务器响应，只有在NTP时间同步服务器响应后终端设备才能与NTP时间同步服务器同步时间成功。由于终端设备数量过多，NTP时间同步服务器负担过大，可能会发生NTP时间同步服务器不能及时响应终端设备的情况，或者终端设备发送的时间同步请求报文丢包的情况。见图3，为了解决上述问题，同时提高时间同步的成功率，并尽量降低NTP时间同步服务器的负担，作为改进的技术方案，这里还提供一种时间同步失效检测机制以及退火算法，在终端设备向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后，具体步骤包括：

步骤S301，在一个周期开始时重置为0的周期内已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数上加1，等待NTP时间同步服务器响应，并记录本次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后，终端设备的已等待时间；

步骤S302，当步骤S301中的终端设备的已等待时间到达设定时长，则终端设备再次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；

步骤S303，读取周期内已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数，若次数未达到设定数值，则回到步骤S301，若次数已达到设定数值，则在本周期不再向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文。

本段作为对时间同步失效检测机制以及退火算法的补充说明。在步骤S302中，设定时长可以是预设的固定数值，如10秒、20秒，或其他任意用户需要的数值，但优选的是与已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数成正相关。这里指的正相关可以是线性正相关，如在第一次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后等待10秒再发送第二次，在第二次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后等待20秒再发送第三次，以此类推，在第N次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后等待10N秒再发送第N+1次，N为正整数；也可以是非线性正相关，如在第一次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后等待10秒再发送第二次，在第二次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后等待30秒再发送第三次，非线性正相关可以指的是设定时间T与次数N的函数得到，T＝F(N)，也可以指的是用户为每一个设定时间独立地设定时长。在步骤S303中，设定数值指的是一个用户预设的数值，这里在设备出厂或程序恢复默认设置时，设定一个缺省值，如5，也可以由用户预设任意正整数的数值。

在步骤204中，当一个组播组内，任意一个终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后，NTP时间同步服务器不再响应同一组播组内的其他终端设备的时间同步请求报文。一些情况下，由于网络延迟及其他原因，即使一个组播组内的某一终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后已向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，仍然有可能有该组播组内的其他终端设备发出的时间同步请求报文送达NTP时间同步服务器并进入NTP时间同步服务器的处理队列，此时若NTP时间同步服务器仍对该时间同步请求报文进行响应，不但可能会照成被响应的终端设备在处理来自NTP时间同步服务器、同一组播组内广播时间同步报文的终端设备的两个对时间同步请求报文的响应时发生错误，更会对NTP时间同步服务器加重无谓的负担。因此当一个组播组内，任意一个终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后，NTP时间同步服务器不再响应同一组播组内的其他终端设备的时间同步请求报文，可以有效进一步降低NTP时间同步服务器的负担。

在利用网络同步时间时，会有误差，一般情况下，根据终端设备网络条件和硬件条件的不同，误差可能在毫秒级甚至秒级。同一组播组内网络状态较好、延迟较低、芯片负载较轻的终端设备能相对较快地处理组播自NTP时间同步服务器的时间同步报文，并较快地将时间同步请求报文送达NTP时间同步服务器进入NTP时间同步服务器的处理队列，因此一个组播组最先与NTP时间同步服务器时间同步成功后向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文的终端设备往往是同一组播组内网络状态较好、延迟较低、芯片负载较轻的终端设备，而这样的终端设备网络条件和硬件条件较好，产生的误差也较低，有助于提高时间同步的精度，同时，在该终端设备作为一个组播组内的NTP时间同步服务器时，因为一个组播组内的各个终端设备均位于同一子网，在同步时间时网络延迟较低，能有效降低多级NTP时间同步服务器带来的误差累积。

实施本实施例能在不增加服务器成本的情况下，有效解决数量级在数十万的终端设备利用同一NTP时间同步服务器时产生的巨大性能压力的问题，减少时间同步失败的几率，同时降低视频监控网络内的数据流量，减少网络堵塞，并降低因多级NTP时间同步服务器带来的误差累积。

实施例二

为了便于本领域普通技术人员实施实施例一所提供的有关基于NTP的时间同步方法的技术方案，本实施例提供一种基于NTP的时间同步的***。

具体地，本实施例公开的基于NTP的时间同步的***，包括终端设备和NTP时间同步服务器，还包括组播组划分单元；组播组划分单元用于根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组；NTP时间同步服务器包括周期设定单元、报文收发单元和处理单元，周期设定单元用于设定周期，报文收发单元用于根据周期设定单元设定的周期向组播组组播时间同步报文，报文收发单元还用于接收发送自终端设备的时间同步请求报文，处理单元用于响应时间同步请求报文，并用于在响应一个组播组内的任一终端设备的时间同步请求报文后，拒绝响应同一组播组内的其他终端设备的时间同步请求；终端设备包括，报文单元，用于侦测发自NTP时间同步服务器的时间同步报文，用于在侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，用于在终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，用于侦测发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文，用于侦测到发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文后向该终端设备发送时间同步请求报文；还包括时间同步单元，用于根据被响应反馈的信息调整终端设备的时间，还用于响应同一组播组内的其他终端设备发送的时间同步请求报文。

在应用实施例一的技术方案时，先利用NTP时间同步服务器的周期设定单元设定时间同步的周期，即设为一小时。

组播组划分单元在首次时间同步前，根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组。这里组播组划分单元可以是根据各个终端设备的网段，将相同网段的所有终端设备，如同一个24位掩码如10.1.1.*或者16位掩码如10.1.*.*的地址的IPC、DVR/NVR等，划分到一个组播组，不同网段的终端设备划分到不同的组播组；也可以是根据各个终端设备的地域，将相同地域的所有终端设备，如某市县区范围内所辖的IPC、DVR/NVR等，划分到一个组播组，不同地域的终端设备划分到不同的组播组；还可以是根据需求设定其他用户想要的分组方式划分，如根据终端设备的生产厂商、根据终端设备的硬件类型等。在本实施例中，举例地，采用根据各个终端设备的网段的方式划分组播组。根据本段所述的不同需要，可以选用对应单功能组播组划分单元以降低成本，也可以选用带有可满足多种需要的组播组划分单元以完善设备功能。组播组划分单元可以是NTP时间同步服务器的一部分，也可以是NTP时间同步服务器连接到的网络设备的一部分。

在实施例一的步骤S201中，NTP时间同步服务器使用报文收发单元向组播组组播时间同步报文；

在实施例一的步骤S202中，终端设备使用报文单元侦测发自NTP时间同步服务器的时间同步报文，并使用报文单元向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；

在实施例一的步骤S203中，使用报文单元侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文的终端设备根据前述的时间同步原理，使用时间同步单元与NTP时间同步服务器同步时间；

在实施例一的步骤S204中，当一个组播组内，任意一个终端设备使用时间同步单元与NTP时间同步服务器时间同步成功后，该终端设备使用报文单元向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文；

在实施例一的步骤S205中，终端设备使用报文单元侦测到发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文后，停止使用报文单元向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，并使用报文单元向同一组播组内发送时间同步报文的终端设备发送时间同步请求报文；

在实施例一的步骤S206中，使用报文单元侦测到发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文的终端设备根据前述的时间同步原理，以发送时间同步报文的终端设备作为NTP时间同步服务器，使用时间同步单元与发送时间同步报文的终端设备同步时间。

作为改进的技术方案，所述终端设备还包括计时单元和计数单元；计时单元用于在每次报文单元向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后记录等待NTP时间同步服务器响应时间，并在等待NTP时间同步服务器响应时间达到设定时间后通知报文单元重新向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；计数单元用于记录一个周期内报文单元已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数，并在报文单元已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数达到设定数值后通知报文单元停止向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；所述设定时间与计数单元记录的次数成正相关。

应用时间同步失效检测机制以及退火算法时：

在实施例一的步骤S301中，使用计数单元在一个周期开始时重置为0的周期内已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数上加1，并记录该次数，等待NTP时间同步服务器响应，并使用计时单元记录本次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后，终端设备的已等待时间；

在实施例一的步骤S302中，根据计时单元记录的时间，当终端设备的已等待时间到达设定时长，则终端设备再次向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；

在实施例一的步骤S303中，读取记录于计数单元的周期内已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数，若次数未达到设定数值，则回到步骤S301，若次数已达到设定数值，则在本周期不再向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文。

所述设定时长可以存储于计时单元，也可以存储于终端设备其他部件，终端设备根据计数单元当前保存的数值在计时单元或终端设备其他部件设定时长，终端设备根据读取自计时单元的时间数据判断是否执行步骤S302。

实施本实施例能够利用实施例一公开的技术方案，能在不增加服务器成本的情况下，有效解决数量级在数十万的终端设备利用同一NTP时间同步服务器时产生的巨大性能压力的问题，减少时间同步失败的几率，同时降低视频监控网络内的数据流量，减少网络堵塞，并降低因多级NTP时间同步服务器带来的误差累积。

实施例三

本实施例公开了另一种基于NTP的时间同步方法，根据实施例一，与实施例一不同的是：

在根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个分组后，各分组预设一个优先终端设备，这个优先终端设备可以是用户根据网络条件、硬件条件选择优选的设备，如型号较新、较高级的IPC，也可以是一个分组中相对其他终端设备较特殊的终端设备，如在数台IPC与一台NVR构成的一个分组，可以选定NVR作为优先终端设备。

在步骤S201中，NTP时间同步服务器仅向每个分组的优先终端设备发送时间同步报文；

在步骤S202中，一个分组内仅有优先终端设备会侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文；

在步骤S203中，一个分组内仅有优先终端设备与NTP时间同步服务器同步时间；

在步骤S204中，当优先终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后，优先终端设备向分组内的所有其他终端设备广播时间同步报文；

在步骤S205中，终端设备侦测到发自同一分组内的优先终端设备的时间同步报文后，向优先终端设备发送时间同步请求报文；

在步骤S206中，终端设备以优先终端设备作为NTP时间同步服务器，与优先终端设备同步时间。

本实施例可以使用实施例一中所述的方法，NTP时间同步服务器在一个周期内的不同时间点向不同的分组的优先终端设备发送时间同步报文。

本实施例可以在优先终端设备与NTP时间同步服务器同步时间的过程中应用实施例一所述的时间同步失效检测机制以及退火算法。

与实施例一相比，实施本实施例同样能在不增加硬件成本的情况下，有效解决数量级在数十万的终端设备利用同一NTP时间同步服务器时产生的巨大性能压力的问题，减少时间同步失败的几率，且在任意时间点，视频监控网络内均最多只有每个分组的优先终端设备与NTP同步时间服务器发生通信，能更进一步降低视频监控网络内的数据流量，减少网络堵塞，同时由于优先终端设备预先选定，可以预先优化优先终端设备或从硬件上加强优先终端设备，提高分组内时间同步的效率。

实施例四

为了便于本领域普通技术人员实施实施例三所提供的有关基于NTP的时间同步方法的技术方案，本实施例提供另一种基于NTP的时间同步的***。

具体地，本实施例公开的基于NTP的时间同步的***，包括终端设备和NTP时间同步服务器，还包括分组划分单元，分组划分单元用于根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个分组，并在每个分组内预设一个优先终端设备；所述NTP时间同步服务器包括周期设定单元、报文收发单元和处理单元，周期设定单元用于设定周期，报文收发单元用于根据周期设定单元设定的周期向各分组的优先终端设备发送时间同步报文，报文收发单元还用于接收发送自优先终端设备的时间同步请求报文，处理单元用于响应时间同步请求报文；所述终端设备包括，报文单元，用于在作为优先终端设备时侦测发自NTP时间同步服务器的时间同步报文，用于在作为优先终端设备时侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，用于在作为优先终端设备时与NTP时间同步服务器时间同步成功后向分组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，用于侦测发自同一分组内的优先终端设备的时间同步报文，用于侦测到发自同一分组内的优先终端设备的时间同步报文后向优先终端设备发送时间同步请求报文；还包括时间同步单元，用于根据被响应反馈的信息调整终端设备的时间，还用于在作为优选终端设备时响应同一组播组内的其他终端设备发送的时间同步请求报文。

根据实施例二，与实施例二不同的是：

在应用实施例一的技术方案时，分组划分单元根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个分组后，各分组预设一个优先终端设备，这个优先终端设备可以是用户根据网络条件、硬件条件选择优选的设备，如型号较新、较高级的IPC，也可以是一个分组中相对其他终端设备较特殊的终端设备，如在数台IPC与一台NVR构成的一个分组，可以选定NVR作为优先终端设备。

在步骤S201中，NTP时间同步服务器使用报文收发单元仅向每个分组的优先终端设备发送时间同步报文；

在步骤S202中，一个分组内仅有优先终端设备使用报文单元侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文；

在步骤S203中，一个分组内仅有优先终端设备使用时间同步单元与NTP时间同步服务器同步时间；

在步骤S204中，当优先终端设备使用时间同步单元与NTP时间同步服务器时间同步成功后，优先终端设备使用报文单元向分组内的所有其他终端设备广播时间同步报文；

在步骤S205中，终端设备使用报文单元侦测到发自同一分组内的优先终端设备的时间同步报文后，使用报文单元向优先终端设备发送时间同步请求报文；

在步骤S206中，终端设备以优先终端设备作为NTP时间同步服务器，使用时间同步单元与优先终端设备同步时间。

需要补充说明的是，为了提高***的容错率，本实施例中所有终端设备均内作为优选终端设备，因此所有终端设备的报文单元均能够在作为优先终端设备时侦测发自NTP时间同步服务器的时间同步报文、侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文、与NTP时间同步服务器时间同步成功后向分组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，所有终端设备的时间同步单元均能够在作为优先终端设备时响应同一组播组内的其他终端设备发送的时间同步请求报文。为了降低成本，也可以在容许容错率降低的使用环境中，去除非优选终端设备的报文单元、时间同步单元于本段所述功能。

与实施例二相似的是，本实施例的***也可以在终端设备中，尤其是优选终端设备中，包括计时单元和计数单元，以应用时间同步失效检测机制以及退火算法。

与实施例二相比，实施本实施例能够利用实施例三公开的技术方案，同样在不增加硬件成本的情况下，有效解决数量级在数十万的终端设备利用同一NTP时间同步服务器时产生的巨大性能压力的问题，减少时间同步失败的几率，且在任意时间点，视频监控网络内均最多只有每个分组的优先终端设备与NTP同步时间服务器发生通信，能更进一步降低视频监控网络内的数据流量，减少网络堵塞，同时由于优先终端设备预先选定，可以预先优化优先终端设备或从硬件上加强优先终端设备，提高分组内时间同步的效率。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于NTP的时间同步方法，其特征在于，包括，

根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组，NTP时间同步服务器按照设定的周期，向组播组组播时间同步报文；

终端设备侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，然后该终端设备与NTP时间同步服务器同步时间；

终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文；

终端设备侦测到发自同一组播组内其他终端设备发送的时间同步报文后，在当前周期内，停止向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，并向同一组播组内发送时间同步报文的终端设备发送时间同步请求报文，然后与同一组播组内发送时间同步报文的终端设备同步时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于NTP的时间同步方法，其特征在于，包括，

NTP时间同步服务器响应一个组播组内的任一终端设备的时间同步请求报文后，在当前周期内不再响应同一组播组内的其他终端设备的时间同步请求报文。

3.根据权利要求1所述的一种基于NTP的时间同步方法，其特征在于，包括，

所述NTP时间同步服务器在一个周期内，向各个组播组轮流组播时间同步报文。

4.根据权利要求1所述的一种基于NTP的时间同步方法，其特征在于，

根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组，具体包括：

根据各个终端设备的网段，将相同网段的所有终端设备划分到一个组播组；

或者，根据各个终端设备的地域，将相同地域的所有终端设备划分到一个组播组。

5.根据权利要求1所述的一种基于NTP的时间同步方法，其特征在于，包括，

终端设备向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后，若在设定时长内没有得到NTP时间同步服务器的响应，则重新向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；

所述设定时长与当前周期内已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数成正相关；

在一个周期内，若已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数达到设定数值，则终端设备在该周期内不再向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文。

6.一种基于NTP的时间同步方法，其特征在于，包括，

根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个分组，每个分组预设一个优先终端设备，NTP时间同步服务器按照设定的周期，向各个分组的优先终端设备发送时间同步报文；

优先终端设备侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，然后优先终端设备与NTP时间同步服务器同步时间；

优先终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后向分组内的所有其他终端设备广播时间同步报文；

同一分组内的其他终端设备侦测到发自优先终端设备的时间同步报文后，向该优先终端设备发送时间同步请求报文，然后与优先终端设备同步时间。

7.一种基于NTP的时间同步的***，包括终端设备和NTP时间同步服务器，其特征在于，

还包括组播组划分单元，组播组划分单元用于根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个组播组；

所述NTP时间同步服务器包括周期设定单元、报文收发单元和处理单元，周期设定单元用于设定周期，报文收发单元用于根据周期设定单元设定的周期向组播组组播时间同步报文，报文收发单元还用于接收发送自终端设备的时间同步请求报文，处理单元用于响应时间同步请求报文；

所述终端设备包括：报文单元，用于侦测发自NTP时间同步服务器的时间同步报文，用于在侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，用于在终端设备与NTP时间同步服务器时间同步成功后向组播组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，用于侦测发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文，用于侦测到发自同一组播组内的其他终端设备的时间同步报文后向该终端设备发送时间同步请求报文；还包括时间同步单元，用于根据被响应反馈的信息调整终端设备的时间，还用于响应同一组播组内的其他终端设备发送的时间同步请求报文。

8.根据权利要求7所述的一种基于NTP的时间同步的***，其特征在于，

组播组划分单元根据各个终端设备的网段，将相同网段的所有终端设备划分到一个组播组；

或者，组播组划分单元根据各个终端设备的地域，将相同地域的所有终端设备划分到一个组播组。

9.根据权利要求7所述的一种基于NTP的时间同步的***，其特征在于，

所述终端设备还包括计时单元和计数单元；

计时单元用于在每次报文单元向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文后记录等待NTP时间同步服务器响应时间，并在等待NTP时间同步服务器响应时间达到设定时间后通知报文单元重新向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文；

计数单元用于记录一个周期内报文单元已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数，并在报文单元已向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文的次数达到设定数值后通知报文单元停止向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文。

10.一种基于NTP的时间同步的***，包括终端设备和NTP时间同步服务器，其特征在于，

还包括分组划分单元，分组划分单元用于根据设定规则，将各个终端设备划分为若干个分组，并在每个分组内预设一个优先终端设备；

所述NTP时间同步服务器包括周期设定单元、报文收发单元和处理单元，周期设定单元用于设定周期，报文收发单元用于根据周期设定单元设定的周期向各分组的优先终端设备发送时间同步报文，报文收发单元还用于接收发送自优先终端设备的时间同步请求报文，处理单元用于响应时间同步请求报文；

所述终端设备包括：报文单元，用于在作为优先终端设备时侦测发自NTP时间同步服务器的时间同步报文，用于在作为优先终端设备时侦测到发自NTP时间同步服务器的时间同步报文后向NTP时间同步服务器发送时间同步请求报文，用于在作为优先终端设备时与NTP时间同步服务器时间同步成功后向分组内的所有其他终端设备广播时间同步报文，用于侦测发自同一分组内的优先终端设备的时间同步报文，用于侦测到发自同一分组内的优先终端设备的时间同步报文后向优先终端设备发送时间同步请求报文；还包括时间同步单元，用于根据被响应反馈的信息调整终端设备的时间，还用于在终端设备作为优先终端设备时响应同一组播组内的其他终端设备发送的时间同步请求报文。