CN110492967A - 一种时间同步方法、中继设备及装置 - Google Patents

一种时间同步方法、中继设备及装置 Download PDF

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CN110492967A CN201910904083.XA CN201910904083A CN110492967A CN 110492967 A CN110492967 A CN 110492967A CN 201910904083 A CN201910904083 A CN 201910904083A CN 110492967 A CN110492967 A CN 110492967A
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Abstract

本申请公开了一种时间同步方法、中继设备及装置，该方法包括：中继设备检测到NTP服务器处于故障状态后，该中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式；中继服务模式下的中继设备在接收NTP客户端发往NTP服务器的第一时间同步请求消息后，根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，该第一时间用于指示NTP服务器接收第一时间同步请求消息的时间戳，第二时间用于指示NTP服务器发送第一时间同步响应消息的时间戳；中继服务模式下的中继设备向NTP客户端发送携带有第一时间和第二时间的第一时间同步响应消息，以使NTP客户端根据该第一时间和第二时间完成时间同步。

Description

一种时间同步方法、中继设备及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种时间同步方法、中继设备及装置。
背景技术
NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)是一种时间同步服务协议，其目的是为网络上运行的设备提供统一的时间同步服务。在NTP服务器处于正常状态时，NTP客户端和NTP服务器之间进行正常的NTP报文交互，中继设备对于上述两类设备来说是透明的，即NTP客户端设备和NTP服务器设备是不感知中继设备的存在的，此时中继设备的模式为透传模式。当NTP服务器发生故障或者NTP服务器和中继设备之间发生链路故障时，NTP客户端和NTP服务器之间进行NTP同步就会超时，无法同步时间。对于周期性同步的设备来说，可能是一次同步失败，但是对于重新启动且自身没有实时计时器(RealTime Clock，RTC)机制的设备来说，时间同步服务就不可用了。
由于时间同步服务对于要求精确时间的网络体系至关重要，因此提高时间服务的可靠性也就显得十分重要。除此之外，由于网络设备越来越多，很多服务也都依赖于时间同步服务***提供的时间服务，因此能够持续提供高精度的时间同步服务也是很重要的一点。目前最主要和常用的手段是，通过在网络中部署多个NTP服务器，实时从中选取最优NTP服务器来为网络中的设备提供时间同步服务，从而来保证网络时间的可靠性和精确性，这种方法需要设备上的NTP客户端支持配置多个NTP服务器，对设备有一定的要求，限制较多，增加了***的复杂性；另外由于需要配置多个NTP服务器，需要时间同步服务***申请可用NTP服务器的许可证(license)，对于成本上的要求也很高。除了需要配置多个NTP服务器之外，为了提高***的时间精度，一般都需要NTP客户端实现复杂的NTP服务器选择算法，以便在多个不同等级、不同位置的NTP服务器中选择精度最高的一个，这增加了对于NTP客户端的性能要求。
如何提高时间同步服务的可靠性，并简化网络节省成本是亟需解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种时间同步方法、中继设备及装置，用以提高时间同步服务的可靠性，并简化网络节省成本。
第一方面，提供一种时间同步方法，应用于中继设备，所述中继设备与一个网络时间协议NTP服务器建立连接，所述方法包括：
中继设备检测到所述NTP服务器处于故障状态后，所述中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式；
中继服务模式下的所述中继设备接收NTP客户端发往所述NTP服务器的第一时间同步请求消息；
中继服务模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，所述时间信息至少包括***时间、响应时延以及往返时延；其中，所述第一时间用于指示所述NTP服务器接收所述第一时间同步请求消息的时间戳，所述第二时间用于指示所述NTP服务器发送第一时间同步响应消息的时间戳；所述响应时延为处于正常状态的所述NTP服务器响应时间同步请求消息的时长，所述往返时延为处于正常状态的所述NTP服务器与所述中继设备间的时间同步请求消息和时间同步响应消息的传输时长；
中继服务模式下的所述中继设备向所述NTP客户端发送第一时间同步响应消息，其中，所述第一时间同步响应消息携带所述第一时间和所述第二时间。
可选地，所述中继设备的工作模式还包括客户端模式，所述方法还包括：
客户端模式下的所述中继设备检测到所述NTP服务器与所述NTP客户端完成一次时间同步会话后，所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式。
可选地，所述客户端模式下的所述中继设备检测到所述NTP服务器与所述NTP客户端完成一次时间同步会话之前，还包括：
客户端模式下的所述中继设备连续N次按照第一设定频率向所述NTP服务器发送第二时间同步请求消息，所述第二时间同步请求消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳；N为大于1的整数；
客户端模式下的所述中继设备根据每次所述NTP服务器返回的第二时间响应消息以及每次接收所述第二时间同步响应消息的时间戳，确定出N个往返时延和N个响应时延；其中，所述第二时间同步响应消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳，NTP服务器接收所述第二时间同步请求消息的时间戳以及NTP服务器发送所述第二时间同步响应消息的时间戳；
客户端模式下的所述中继设备对所述N个往返时延进行平均运算得到初始平均往返时延并记录，以及对所述N个响应时延进行平均运算得到初始平均响应时延并记录。
可选地，所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式之后，还包括：
透传模式下的所述中继设备按照第二设定频率向所述NTP服务器发送第三时间同步请求消息；其中，所述第三时间同步请求消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳；
透传模式下的所述中继设备接收所述NTP服务器发送的第三时间同步响应消息；其中，所述第三时间同步响应消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器发送第三时间同步响应消息；
透传模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延。
可选地，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；
所述透传模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延，包括：
透传模式下的所述中继设备对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延，并将得到的往返时延与所述初始平均往返时延进行平均计算，得到更新后的平均往返时延并记录；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
透传模式下的所述中继设备将所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值，与所述初始平均响应时延进行平均计算，得到更新后的平均响应时延并记录。
可选地，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；
所述透传模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延，包括：
透传模式下的所述中继设备对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延并将得到的往返时延记录在用于存储所述初始平均往返时延的寄存器中；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
透传模式下的所述中继设备对所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳和所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳进行求差运算，得到响应时延并将得到的响应时延记录在用于存储所述初始平均响应时延的寄存器中。
可选地，所述方法还包括：
所述中继设备按照第三设定频率向所述NTP服务器发送故障检测请求消息；所述故障检测请求消息用于确定所述NTP服务器所处的状态，所述状态包括故障状态和正常状态；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于正常状态，所述中继设备的工作模式由中继服务模式切换至透传模式；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内未接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于故障状态。
可选地，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、平均往返时延和平均响应时延；
所述中继服务模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，包括：
中继服务模式下的所述中继设备对所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
中继服务模式下的所述中继设备对所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
可选地，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、设定个数的往返时延和设定个数的响应时延；
所述中继服务模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，包括：
中继服务模式下的所述中继设备对所述设定个数的往返时延进行加权平均运算得到平均往返时延，并将所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
中继服务模式下的所述中继设备对所述设定个数的响应时延进行加权平均运算得到平均响应时延，并将所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
可选地，所述NTP服务器处于正常状态，所述方法还包括：
所述中继设备按照第四设定频率向所述NTP服务器发送第四时间同步请求消息，所述第四时间同步请求消息用于更新本地存储的***时间。
第二方面，提供一种中继设备，所述中继设备与一个网络时间协议NTP服务器建立连接，所述中继设备包括：检测模块、模式切换模块以及中继服务模块；
其中，所述模式切换模块，用于在所述检测模块检测到所述NTP服务器处于故障状态后，将所述中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式；
所述中继服务模块，用于接收NTP客户端发往所述NTP服务器的第一时间同步请求消息；根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，所述时间信息至少包括***时间、响应时延以及往返时延；其中，所述第一时间用于指示所述NTP服务器接收所述第一时间同步请求消息的时间戳，所述第二时间用于指示所述NTP服务器发送第一时间同步响应消息的时间戳；所述响应时延为处于正常状态的所述NTP服务器响应时间同步请求消息的时长，所述往返时延为处于正常状态的所述NTP服务器与所述中继设备间的时间同步请求消息和时间同步响应消息的传输时长；向所述NTP客户端发送第一时间同步响应消息，其中，所述第一时间同步响应消息携带所述第一时间和所述第二时间。
可选地，所述中继设备的工作模式还包括客户端模式，所述模式切换模块，进一步用于：
在所述检测模块检测到所述NTP服务器与所述NTP客户端完成一次时间同步会话后，将所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式。
可选地，所述中继设备还包括客户端模块，所述客户端模块，具体用于：
连续N次按照第一设定频率向所述NTP服务器发送第二时间同步请求消息，所述第二时间同步请求消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳；N为大于1的整数；
根据每次所述NTP服务器返回的第二时间响应消息以及每次接收所述第二时间同步响应消息的时间戳，确定出N个往返时延和N个响应时延；其中，所述第二时间同步响应消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳，NTP服务器接收所述第二时间同步请求消息的时间戳以及NTP服务器发送所述第二时间同步响应消息的时间戳；
对所述N个往返时延进行平均运算得到初始平均往返时延并记录，以及对所述N个响应时延进行平均运算得到初始平均响应时延并记录。
可选地，所述中继设备还包括透传模块；
所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式之后，所述透传模块，具体用于：
按照第二设定频率向所述NTP服务器发送第三时间同步请求消息；其中，所述第三时间同步请求消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳；
接收所述NTP服务器发送的第三时间同步响应消息；其中，所述第三时间同步响应消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器发送第三时间同步响应消息；
根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延。
可选地，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延间；
所述透传模块，具体用于：
对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延，并将得到的往返时延与所述初始平均往返时延进行平均计算，得到更新后的平均往返时延并记录；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
将所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值，与所述初始平均响应时延进行平均计算，得到更新后的平均响应时延并记录。
可选地，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；
所述透传模块，具体用于：
对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延并将得到的往返时延记录在用于存储所述初始平均往返时延的寄存器中；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
对所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳和所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳进行求差运算，得到响应时延并将得到的响应时延记录在用于存储所述初始平均响应时延的寄存器中。
可选地，所述中继设备还包括检测模块；
所述检测模块，具体用于：
按照第三设定频率向所述NTP服务器发送故障检测请求消息；所述故障检测请求消息用于确定所述NTP服务器所处的状态，所述状态包括故障状态和正常状态；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于正常状态，并触发所述模式切换模块将所述中继设备的工作模式由中继服务模式切换至透传模式；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内未接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于故障状态。
可选地，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、平均往返时延和平均响应时延；
所述中继服务模块，具体用于：
对所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
对所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
可选地，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、设定个数的往返时延和设定个数的响应时延；
所述中继服务模块，具体用于：
对所述设定个数的往返时延进行加权平均运算得到平均往返时延，并将所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
对所述设定个数的响应时延进行加权平均运算得到平均响应时延，并将所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
可选地，所述NTP服务器处于正常状态，所述客户端模块，进一步用于：
按照第四设定频率向所述NTP服务器发送第四时间同步请求消息，所述第四时间同步请求消息用于更新本地存储的***时间。
第三方面，提供一种通信装置，包括：处理器、存储器以及收发机；
所述存储器，用于存储计算机指令；
所述处理器，用于运行所述计算机指令以实现如第一方面中任一项所述的方法。
第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的方法。
本申请的上述实施例中，中继设备与一个NTP服务器建立连接，在中继设备检测到NTP服务器处于故障状态后，该中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式；中继服务模式下的中继设备在接收NTP客户端发往NTP服务器的第一时间同步请求消息后，根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，该第一时间用于指示NTP服务器接收第一时间同步请求消息的时间戳，第二时间用于指示NTP服务器发送第一时间同步响应消息的时间戳；中继服务模式下的中继设备向NTP客户端发送携带有第一时间和第二时间的第一时间同步响应消息，以使NTP客户端根据该第一时间和第二时间完成时间同步。由于中继服务模式下的中继设备根据本地存储的时间信息确定出用于指示NTP服务器接收时间同步请求消息的时间戳的第一时间，以及用于指示NTP服务器发送时间同步响应消息的时间戳的第二时间；这样尽管NTP服务器处于故障状态，也能使得NTP客户端完成时间同步，提高时间同步服务的可靠性；并且，仅使用一个中继设备即可在NTP服务器处于故障状态时协助NTP客户端完成时间同步，而无需为该NTP客户端选择其它NTP服务器来提供时间同步服务，简化了网络结构，节省成本。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种时间同步服务***的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种中继设备的工作模式的切换示意图；
图3为本申请实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种中继设备工作模式的切换流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种中继设备的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
需要说明是，本申请实施例中的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细的说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。
当NTP服务器发生故障或者NTP服务器与NTP客服端之间的链路发生故障时，NTP客服端需要等待NTP服务器故障恢复或者NTP服务器与NTP客服端之间的链路故障恢复后，才能进行时间同步会话，完成时间同步；而在故障期间，重新启动且自身没有RTC机制的NTP客服端来说，时间同步服务就不可用了，NTP客服端不能进行时间同步，影响NTP客服端的性能，时间同步服务的可靠性降低。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种时间同步服务***。
参见图1，为本申请实施例提供了一种时间同步服务***的结构示意图。
如图所示，该时间同步***包括NTP服务器101，中继设备102，以及NTP客户端103；其中，中继设备102与一个NTP服务器101建立连接，NTP客户端103可以为多个，图中仅示例性地示出了一个。
NTP服务器101，用于接收来自中继设备102、NTP客户端103的时间同步请求消息，并响应于该时间同步请求消息向中继设备102以及NTP客户端103返回时间同步响应消息。
中继设备102，用于向NTP服务器101发送时间同步请求消息并接收NTP服务器101返回的时间同步响应消息，以同步本地***时间；将来自NTP客户端103的时间同步请求消息发送给NTP服务器101，并将NTP服务器101发向NTP客户端103的时间同步响应消息发送给NTP客户端103。
NTP客户端103，用于通过中继设备102向NTP服务器101发送时间同步请求消息，以及通过中继设备102接收NTP服务器101发送的时间同步响应消息，以同步本地***时间。
其中，时间同步请求消息为NTP请求报文，时间同步响应消息为NTP响应报文。
中继设备102提供如下三种工作模式：客户端模式，透传模式以及中继服务模式。
参见图2，为本申请实施例提供的中继设备的工作模式切换示意图。
如图所示，中继设备可由客户端模式201切换为透传模式202，由透传模式202切换为中继服务模式203，由中继服务模式203切换为透传模式202。
客户端模式201，中继设备没有下挂NTP客户端，中继设备未检测到NTP服务器与NTP客户端完成一次时间同步会话，中继设备处于客户端模式。在初始阶段时，客户端模式下的中继设备按照协议标准流程与NTP服务器进行时间同步，获取中继设备的***时间。
具体地，在初始阶段时，客户端模式下的中继设备连续N次按照高频率(第一设定频率，优选的该第一设定频率为1次/秒)向NTP服务器发送时间同步请求消息，以获取***时间、初始平均往返时延和初始平均响应时延；在连续接收到N个对应的时间同步响应消息后，客户端模式下的中继设备按照低频率(第四设定频率)发送时间同步请求消息给NTP服务器，以轮询NTP服务器机制状态同步中继设备的***时间。N为大于1的整数，比如N取值为15。优选的，该第四设定频率为64-1次/秒，即每64秒发送一次时间同步请求消息给NTP服务器。
由于中继设备具有中继功能，在高频率阶段，中继设备根据N个时间同步请求消息、时间同步响应消息中以及中继设备接收每个时间同步响应消息的时间戳，计算出N个NTP服务器到中继设备的往返时延，对这个N个往返时延进行平均运算得到初始平均往返时延，记为t_rtt_avg1。中继设备根据N个时间同步请求消息以及时间同步响应消息中的时间戳，计算出N个NTP服务器响应时间同步请求消息的时长，对这N个响应时延进行平均运算得到初始平均响应时延，记为t_proc_avg1。将计算出的初始平均往返时延和初始平均响应时延记录到寄存器中。
具体地，中继设备向NTP服务器发送时间同步请求消息，该时间同步请求消息中携带中继设备发送该时间同步请求消息的时间戳，中继设备接收NTP服务器发送的时间同步响应消息，该时间同步响应消息携带中继设备发送该时间同步请求消息的时间戳、NTP服务器接收该时间同步请求消息的时间戳以及NTP服务器发送该时间同步响应消息的时间戳。中继设备与NTP服务器间的往返时延以及响应时延按照如下公式求取。
t_rtt＝(T2-T1)+(T4-T3)(1)
t_proc＝T3-T2(2)
其中，t_rtt为往返时延，表示中继设备与NTP服务器之间时间同步请求消息和时间同步响应消息的传输时长；t_proc为响应时延，表示NTP服务器响应时间同步请求消息的时长；T1表示中继设备发送时间同步请求消息的时间戳；T2表示NTP服务器接收时间同步请求消息的时间戳；T3表示NTP服务器发送时间同步响应消息的时间戳；T4表示中继设备接收时间同步响应消息的时间戳。
需要说明的是，在低频轮询NTP服务器状态下，中继设备接收到的NTP服务器返回的时间同步响应消息仅用于中继设备的***时间的同步，而不参与t_rtt和t_proc的计算。
透传模式202，网络中新增NTP客户端下挂到中继设备上，并且配置了与中继设备相同的NTP服务器，NTP客户端通过中继设备与NTP服务器进行时间同步。客户端模式下的中继设备检测到NTP服务器与NTP客户端完成一次时间同步会话后，中继设备的工作模式由客户端模式201切换为透传模式202。
其中，NTP服务器与NTP客户端完成一次时间同步会话的判断过程如下：当NTP客户端向NTP服务器发送时间同步请求消息的时候，中继设备通过报文识别机制，检测到接收到的报文类型为时间同步请求报文，记录下该NTP客户端的IP地址，NTP服务器的IP地址，报文类型，并记录到***的数据库中，此处识别机制为匹配NTP协议端口号(用户数据报协议123)，NTP协议类型(NTP请求报文)；中间设备转发该时间同步请求消息给NTP服务器；当NTP服务器返回时间同步响应消息时，中继设备通过报文识别机制检测该时间同步响应消息，如果与***的数据库中记录的NTP客户端IP地址，NTP服务器IP地址一致，且报文类型为响应报文，则记录为一次NTP客户端与服务器间的时间同步会话，此处识别机制为匹配NTP协议端口号(用户数据报协议123)，NTP协议类型(NTP响应报文)；之后中继设备转发该响应报文给NTP客户端。
中继设备根据上述判断过程判断NTP客户端与NTP服务器间是否完成了一次时间同步会话，在是的情况下，中继设备立即从客户端模式201进入透传模式202。
一方面，透传模式下的中继设备仅将来自NTP服务器和NTP客户端的消息进行转发，以完成NTP服务器与NTP客户端间的交互，中继设备对于NTP服务器和NTP客户端来说是透明的，NTP服务器和NTP客户端是不感知中继设备的存在。
一方面，透传模式下的中继设备按照中频率(第二设定频率)向NTP服务器发送时间同步请求消息，接收NTP服务器返回的时间同步响应消息，并按照公式(1)、(2)计算此次的往返时延和响应时延，以更新本地存储的往返时延和响应时延。具体可按照以下两种方法中的任意一种更新本地存储的往返时延和响应时延。
方法一：以中继设备进入透传模式后发送的第一个时间同步请求消息为例，透传模式下的中继设备按照以下公式更新本地存储的往返时延和响应时延。
t_rtt_avg2＝(t_rtt_avg1+t_rtt_x)/2(3)
t_proc_avg2＝(t_proc_avg1+t_proc_x)/2(4)
其中，t_rtt_avg2为更新后的平均往返时延，t_proc_avg2为更新后的平均响应时延；t_rtt_avg1为初始平均往返时延，t_proc_avg1为初始平均响应时延；t_rtt_x为此次计算得到的往返时延，t_proc_x为此次计算得到的响应时延。
在确定出t_rtt_avg2和t_proc_avg2之后，透传模式下的中继设备按照第二设定频率继续向NTP服务器发送时间同步请求消息，以使得中继设备按照公式(3)和公式(4)对本地存储的平均往返时延和平均响应时延进行更新。优选的，该第二设定频率为8-1次/秒，即每8秒发送一次时间同步请求消息给NTP服务器。
方法二：透传模式下的中继设备直接将计算得到的往返时延和响应时延存储在与初始平均往返时延和初始平均响应时延相同的寄存器，并设置寄存器保存透传模式下最近M(比如，M取值为6)个周期内每次计算得到的往返时延和响应时延，其中，M为大于1的整数。
优选地，上述方法一适用于NTP服务器与中继设备间线路延时比较稳定的场景，上述方法二适用于NTP服务器与中继设备间线路延时抖动比较严重的场景。
其中，NTP服务器与中继设备间线路延时情况判断如下：在初始阶段时，客户端模式下的中继设备判断时间同步请求消息在NTP服务器与中继设备间的传输时长(即T2-T1)，与时间同步响应消息在NTP服务器与中继设备间的传输时长(即T4-T3)之间的差值是否大于设定值；在是的情况下，中继设备确定NTP服务器与中继设备间线路延时抖动比较严重，进而中继设备切换为透传模式后采用方法一更新本地存储的往返时延和响应时延；在否的情况下，中继设备确定NTP服务器与中继设备间线路延时稳定，进而中继设备切换为透传模式后采用方法二更新本地存储的往返时延和响应时延。当然，也可以采用其它方法判断NTP服务器与中继设备间线路延时情况，本申请对此不作限定。
一方面，在中继设备处于透传模式时，中继设备仍然需要以NTP客户端的形式按照低频率(第四设定频率，该第四设定频率为64-1次/秒)向NTP服务器发送时间同步请求消息，以同步本地的***时间。
另一方面，中继设备进入透传模式后，按照第三设定频率向NTP服务器发送故障检测请求消息(NTP请求报文)，该故障检测请求消息用于确定NTP服务器所述的状态，该状态包括故障状态和正常状态。优选的，该第三设定频率为8-1次/秒，即每8秒发送一次时间同步请求消息给NTP服务器。
具体地，当中继设备在设定时长内(比如3秒内)没有收到NTP服务器发送的故障检测响应消息时，则认为发生了一次超时事件；如果在连续设定次数(比如3次)中继设备都未收到NTP服务器返回的故障检测响应消息时，则判定NTP服务器故障或者NTP服务器与中继设备之间链路故障，并标记该NTP服务器处于故障状态。其中，设定时长可以由本领域技术人员根据中继设备与NTP服务器之间链路长短、报文拥塞情况等确定。
在一种可实现的场景中，第二设定频率值等于第三设定频率值，用于更新往返时延和响应时延的时间同步请求消息，与用于确定NTP服务器所述的状态的故障检测请求消息可采用同一个NTP报文发送给NTP服务器。当然，也可以以不同的频率不同的报文形式发送给NTP服务器，本申请对此不作限定。
中继服务模式203，在确定NTP服务器处于故障状态后，中继设备立即由透传模式202切换为中继服务模式203。
一方面，中继服务模式下的中继设备模拟NTP服务器，协助NTP客户端完成时间同步。
另一方面，中继服务模式下的中继设备按照第三设定频率继续向标识为故障状态的NTP服务器发送故障检测请求消息，以便继续检测NTP服务的故障是否恢复或者NTP服务器与中继设备间是否恢复了链路故障。
具体地，中继设备每次都判断是否接收到了故障检测响应消息，超时时间为设定时长；如果连续设定次数都接收到了故障检测响应消息，则判定NTP服务的故障已经恢复或者NTP服务器与中继设备间的链路故障已经恢复，并标记该NTP服务器处于正常状态。
中继设备在确定NTP服务器处于正常状态后，中继设备的工作模式立即由中继服务模式切换为透传模式。
当NTP服务器处于故障状态时，本申请实施例提供一种时间同步方法，该方法中处于中继服务模式的中继设备通过模拟NTP服务器，协作NTP客户端完成时间同步。
参见图3，为本申请实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图。
如图所示，该时间同步方法包括如下步骤S301-S304。
S301：中继设备检测到NTP服务器处于故障状态后，中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式。
其中，NTP服务器处于故障状态指的是NTP服务器无法提供时间同步服务时的一种状态。NTP服务器故障或者中继设备与NTP服务器之间的链路故障时，NTP服务器处于故障状态。具体地，中继设备按照第三设定频率向NTP服务器发送故障检测请求消息，若中继设备连续设定次数在设定时长内未接收到NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记NTP服务器处于故障状态，否则标记NTP服务器处于正常状态；在中继设备检测到NTP服务器处于故障状态后，中继设备的工作模式立即由透传模式切换为中继服务模式。
S302：中继服务模式下的中继设备接收NTP客户端发往NTP服务器的第一时间同步请求消息。
中继服务模式下的中继设备接收NTP客户端发向NTP服务器的第一时间同步请求消息，该消息的源IP地址为NTP客户端，目的IP地址为NTP服务器。
S303：中继服务模式下的中继设备根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间。
其中，第一时间用于指示NTP服务器接收该第一时间请求消息的时间戳，第二时间用于指示NTP服务器发送第一时间响应消息的时间戳；时间信息至少包括***时间、响应时延以及往返时延；往返时延为处于正常状态的NTP服务器与中继设备间的时间同步请求消息和时间同步响应消息的传输时长，响应时延为处于正常状态的NTP服务器响应时间同步请求消息的时长。具体而言，往返时延指的是：从中继设备发出时间同步请求消息至处于正常状态的NTP服务器收到该时间同步请求消息所花费的时长，与从处于正常状态的NTP服务器发出时间同步响应消息至中继设备收到该时间同步响应消息所花费的时长之和，也即处于正常状态的NTP服务器与中继设备间链路传输时间同步请求消息和时间同步响应消息所耗费的时长。NTP服务器处于正常状态时，中继设备的工作模式不会处于中继服务模式，中继设备的时间同步请求以及NTP客户端的时间同步请求均由NTP服务器响应处理。
在本申请实施例中，NTP服务器为故障状态时不能再为NTP客户端提供时间同步服务，中继设备收到NTP客户端发往NTP服务器的第一时间同步请求消息后不再将该第一时间同步请求消息转发给NTP服务器而是将其拦截下来，此时中继设备作为一种伪NTP服务器模拟NTP服务器的时间同步功能来为NTP客户端提供时间同步服务。具体是，中继设备根据本地存储的时间信息估测如下两个时间：NTP服务器正常状态下要接收拦截下来的第一时间同步请求消息时的接收时间以及NTP服务器正常状态下要发送对应的第一时间同步响应消息时的发送时间，并将估测两个时间分别作为第一时间和第二时间携带在第一时间同步响应消息中返回给NTP客户端。其中，中继设备返回给NTP客户端的第一时间同步响应消息的源IP地址为NTP服务器的IP地址，目的IP地址为NTP客户端IP地址。由此可见，NTP客户端并不感知中继设备的模拟过程，依然认为是NTP服务器在为其提供时间同步服务。
在具体实施时，当本地存储的时间信息为***时间、平均往返时延和平均响应时延时，中继服务模式下的中继设备对***时间和二分之一的平均往返时延进行求和运算，得到第一时间；中继服务模式下的中继设备对***时间，平均响应时延和二分之一的平均往返时延进行求和运算，得到第二时间。
具体地，按照以下公式获取第一时间和第二时间。
T21＝t_base+t_rtt_avg/2 (5)
T31＝t_base+t_rtt_avg/2+t_proc_avg (6)
其中，T21表示第一时间，T31表示第二时间；t_base表示***时间；t_rtt_avg表示平均往返时延，t_proc_avg表示平均响应时延。
在具体实施时，当本地存储的时间信息为***时间、设定个数(M)的往返时延和设定个数的响应时延，中继服务模式下的中继设备对设定个数的往返时延进行加权平均运算得到平均往返时延，并将***时间和二分之一的平均往返时延进行求和运算，得到第一时间；中继服务模式下的中继设备对设定个数的响应时延进行加权平均运算得到平均响应时延，并将***时间，平均响应时延和二分之一的平均往返时延进行求和运算，得到第二时间。
具体地，本地存储有最近M个周期内每次计算得到的各组往返时延和响应时延，根据透传模式下记录各组往返时延和响应时延的先后顺序，分别赋予不同的权重，从而将M个往返时延加权平均得到相应的平均往返时延，将M个响应时延加权平均得到相应的平均响应时延。再将加权平均计算出的平均往返时延和平均响应时延应用到公式(5)、(6)中，从而计算出第一时间和第二时间。
其中，对于M个往返时延或M个响应时延的权重的设定，可以是记录时间越晚的，其对应的权重值越大。示例性的，按照记录时间从早到晚，各组数据的权重依次为：1、2、3……M，相应的加权系数依次为：
可选地，计算出此次交互中的往返时延和响应时延并记录，若记录时间与当前本地存储的***时间之间的差值超过预设的差值(例如3倍NTP客户端同步周期)，则认为此次计算出的往返时延和响应时延失效，不更新当前的平均往返时延和平均响应时延，或者丢弃此次计算出的往返时延和响应时延。
上述中继设备本地存储的时间信息为中继设备处于客户端模式时以及中继设备处于透传模式时得到。
在一些实施例中，初始阶段时，中继设备没有下挂NTP客户端，中继设备的工作模式为客户端模式；在客户端模式下的中继设备连续N次按照第一设定频率向NTP服务器发送第二时间同步请求消息，第二时间同步请求消息携带中继设备发送第二时间同步请求消息的时间戳；客户端模式下的中继设备根据每次NTP服务器返回的第二时间响应消息以及每次接收第二时间同步响应消息的时间戳，确定出N个往返时延和N个响应时延；其中，第二时间同步响应消息携带中继设备发送第二时间同步请求消息的时间戳，NTP服务器接收第二时间同步请求消息的时间戳以及NTP服务器发送第二时间同步响应消息的时间戳；客户端模式下的中继设备对N个往返时延进行平均运算得到初始平均往返时延并记录，以及对N个响应时延进行平均运算得到初始平均响应时延记录。
在一些实施例中，中继设备的工作模式从客户端模式切换为透传模式；透传模式下的中继设备按照第二设定频率向NTP服务器发送第三时间同步请求消息；其中，第三时间同步请求消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳；透传模式下的中继设备接收NTP服务器发送的第三时间同步响应消息；其中，第三时间同步响应消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳，NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳，NTP服务器发送第三时间同步响应消息；透传模式下的中继设备根据本地存储的时间信息、第三时间同步响应消息以及中继设备接收第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延。
在另一些实施例中，本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；透传模式下的中继设备根据本地存储的时间信息、第三时间同步响应消息以及中继设备接收第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延，包括：透传模式下的中继设备对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延，并将得到的往返时延与初始平均往返时延进行平均计算，得到更新后的平均往返时延并记录；其中，第一时长为NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，第二时长为中继设备接收第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；透传模式下的中继设备将NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳与NTP服务器发送第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值，与初始平均响应时延进行平均计算，得到更新后的平均响应时延并记录。
在另一些实施例中，本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；透传模式下的中继设备根据本地存储的时间信息、第三时间同步响应消息以及中继设备接收第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延，包括：透传模式下的中继设备对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延并将得到的往返时延记录在用于存储初始平均往返时延的寄存器中；其中，第一时长为NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，第二时长为中继设备接收第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；透传模式下的中继设备对NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳和NTP服务器发送第三时间同步响应消息的时间戳进行求差运算，得到响应时延并将得到的响应时延记录在用于存储初始平均响应时延的寄存器中。
S304：中继服务模式下的中继设备向NTP客户端发送第一时间同步响应消息，其中，第一时间同步响应消息携带第一时间和第二时间。
中继服务模式下的中继设备将计算出的第一时间和第二时间携带在第一时间同步响应消息中，发送给NTP客户端，以使NTP客户端根据该第一时间和第二时间完成时间同步操作；其中，该第一时间同步响应消息中的源IP地址为NTP服务器的IP地址，目的IP地址为NTP客户端的IP地址。
更进一步地，中继服务模式下的中继设备仍然按照第三设定频率向当前被标记为故障状态的NTP服务器发送故障检测请求消息；若中继服务模式下的中继设备连续设备次数在设定时长内接收到NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记该NTP服务器处于正常状态，中继设备的工作模式由中继服务模式切换为透传模式。
在一些实施例中，第四设定频率低于第二设定频率，且该第二设定频率低于第一设定频率值；即，初始阶段时，客户端模式下的中继设备以较高频率(第一设定频率，比如1次/秒)向NTP服务器连续发生N次时间同步请求消息，以快速精确地获取到NTP服务器返回的时间同步响应消息，与NTP服务器达到同步，并获取初始平均往返时延和初始平均响应时延；初始阶段之后，由于中继设备自身具有一定的保持能力以及为了减轻链路带宽负荷，只要NTP服务器被标记为正常状态，中继设备(客户端模式或透传模式)就以较低频率(第四设定频率，比如64-1次/秒)向NTP服务器发送时间同步请求消息，以获取NTP服务器返回的时间同步响应消息，完成本地***时间的同步；透传模式下，中继设备以中频率(第二设定频率，比如8-1次/秒)向NTP服务器发送时间同步请求消息，以获取NTP服务器返回的时间同步响应消息，完成本地存储的往返时延和响应时延的更新，这样以中频率的方式来更新本地存储的往返时延和响应时延，可以在NTP客户端的发送周期内，完成对往返时延和响应时延的更新，即便NTP服务器发生故障或是NTP服务器与中继设备间的链路发生故障，中继设备当前存储的时间信息是在下次NTP客户端的发送周期前完成了更新，不用过多增加链路带宽负荷的同时提高了时间同步服务的可靠性。
在一些实施例中，第二设定频率值等于第三设定频率值，即中继设备以中频率(比如8-1次/秒)向NTP服务器发送故障检测请求消息，以确定NTP服务器所处的状态；这样，中继设备可在NTP客户端的发送周期内完成对NTP服务器状态的判断以及根据NTP服务器的状态完成工作模式的切换，即便NTP服务器发生故障或是NTP服务器与中继设备间的链路发生故障，在下次NTP客户端的发送周期前，中继设备已经切换为中继服务模式，减少延时，提高时间同步服务的可靠性。
需要说明的是，本申请实施例提供的时间同步方法同样适用于NTP服务器和NTP客户端一对多的场景。当中继设备下挂的NTP客户端为多个时，如果NTP服务器发生故障或者NTP服务器和中继设备之间的链路发生故障后，中继设备进入中继服务模式，当下挂的多个NTP客户端中的至少一个向中继设备发送时间同步请求消息时，中继服务模式下的NTP客户端按照图3所示的流程确定第一时间和第二时间，并向该至少一个NTP客户端返回携带有第一时间和第二时间的时间同步响应消息，以使该至少一个NTP客户端在NTP服务器发生故障或者NTP服务器和中继设备之间的链路发生故障时完成时间同步操作。
以下以中继设备下挂有一个NTP客户端，时间同步请求消息以及故障检测请求消息为NTP请求报文，N取值15，高频为1次/秒，中频为8-1次/秒，低频为64-1次/秒为例，对中继设备的工作模式的切换流程进行详细描述。
参见图4，为本申请实施例提供的一种中继设备的工作模式的切换流程图。
如图所示，该切换流程包括：
S401：初始阶段，客户端模式下的中继设备确定初始平均往返时延和初始平均响应时延，以及同步***时间。
具体地，初始阶段时，中继设备未下挂NTP客户端，中继设备的工作模式为客户端模式，客户端模式下的中继设备按照1次/秒的频率连续向NTP服务器发送15个NTP请求报文，并根据接收的15个NTP响应报文按照公式(1)、(2)确定15组往返时延和响应时延，进而进行平均运算得到初始平均往返时延和初始平均响应时延，以及***时间。
S402：初始阶段之后，客户端模式下的中继设备按照64-1次/秒的频率向NTP服务器发送NTP请求报文，以同步***时间。
初始阶段之后，中继设备若仍然未下挂NTP客户端，则中继设备仍处于客户端模式，客户端模式下的中继设备按照64-1次/秒的频率向NTP服务器发送NTP请求报文以同步***时间。
S403：客户端模式下的中继设备检测NTP服务器与NTP客户端是否完成一次时间同步会话；在是的情况下，执行S404；在否的情况下，执行S402。
S404：中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式。
S405：透传模式下的中继设备更新本地存储的往返时延和响应时延。
具体地，中继设备进入透传模式后，以8-1次/秒的频率向NTP服务器发送NTP请求报文以根据方法一或方法二更新本地存储的往返时延和响应时延。
S406：透传模式下的中继设备同步***时间。
具体地，透传模式下的中继设备还按照64-1次/秒的频率向NTP服务器发送NTP请求报文，根据接收的NTP响应报文同步***时间。
S407：透传模式下的中继设备确定NTP服务器的状态。
具体地，透传模式下的中继设备按照8-1次/秒的频率向NTP服务器发送NTP请求报文，并根据接收的NTP响应报文确定NTP服务器的状态。
除上述S405～S407之外，透传模式下的中继设备还需要接收来自NTP客户端的NTP请求报文，将该NTP请求报文转发给NTP服务器，接收NTP服务器响应于来自NTP客户端的NTP请求报文的NTP响应报文，并将该NTP响应报文转发给NTP客户端。
S408：透传模式下的中继设备判断NTP服务器是否为故障状态；在是的情况下，执行S409；在否的情况下，执行S405-S407。
在S408中，透传模式下的中继设备根据S406中接收的NTP响应报文确定NTP服务器的状态是否为故障状态。
S409：中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式。
S410：中继服务模式下的中继设备接收NTP客户端发送的NTP请求报文，根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，并将第一时间和第二时间携带在NTP响应报文中发送给NTP客户端。
具体地，中继服务模式下的中继设备若接收到来自NTP客户端的NTP请求报文后，中继服务模式下的中继设备根据本地存储的时间信息按照公式(5)、(6)计算第一时间和第二时间，并将携带有第一时间和第二时间的NTP响应报文发送给NTP客户端，以使NTP客户端根据该第一时间和第二时间完成时间同步。
S411：中继服务模式下的中继设备确定NTP服务器的状态。
具体地，中继服务模式下的中继设备按照8-1次/秒的频率向NTP服务器发送NTP请求报文，并根据接收的NTP响应报文确定NTP服务器的状态。
S412：中继服务模式下的中继设备判断NTP服务器是否为正常状态；在是的情况下，执行S413；在否的情况下，执行S410-S411。
S413：中继设备的工作模式由中继服务模式切换为透传模式。
在S413之后，透传模式下的中继服务模式执行S405-S408所示的步骤。
本申请的上述实施例中，中继设备检测到NTP服务器处于故障状态后，该中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式；中继服务模式下的中继设备在接收NTP客户端发送的第一时间同步请求消息后，根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，该第一时间用于指示NTP服务器接收第一时间同步请求消息的时间戳，第二时间用于指示NTP服务器发送第一时间同步响应消息的时间戳；中继服务模式下的中继设备向NTP客户端发送携带有第一时间和第二时间的第一时间同步响应消息，以使NTP客户端根据该第一时间和第二时间完成时间同步。
由于中继服务模式下的中继设备根据本地存储的时间信息确定出用于指示NTP服务器接收时间同步请求消息的时间戳的第一时间，以及用于指示NTP服务器发送时间同步响应消息的时间戳的第二时间；这样尽管NTP服务器处于故障状态，也能使得NTP客户端完成时间同步，提高时间同步服务的可靠性。
并且，本申请实施例中仅使用一个中继设备即可在NTP服务器处于故障状态时协助该NTP服务器下的至少一个NTP客户端完成时间同步，而无需为该NTP服务器下的至少一个NTP客户端分别选择其它NTP服务器提供时间同步服务，简化了网络结构，节省成本。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种中继设备，该中继设备可实现前述实施例中图3-图4所执行的流程。
如图5所示，为本申请实施例提供的一种中继设备的结构示意图。
如图所示，该中继设备包括：检测模块501、模式切换模块502以及中继服务模块503；
其中，所述模式切换模块502，用于在所述检测模块501检测到所述NTP服务器处于故障状态后，将所述中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式；
所述中继服务模块503，用于接收NTP客户端发往所述NTP服务器的第一时间同步请求消息；根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，所述时间信息至少包括***时间、响应时延以及往返时延；其中，所述第一时间用于指示所述NTP服务器接收所述第一时间同步请求消息的时间戳，所述第二时间用于指示所述NTP服务器发送第一时间同步响应消息的时间戳；所述响应时延为处于正常状态的所述NTP服务器响应时间同步请求消息的时长，所述往返时延为处于正常状态的所述NTP服务器与所述中继设备间的时间同步请求消息和时间同步响应消息的传输时长；向所述NTP客户端发送第一时间同步响应消息，其中，所述第一时间同步响应消息携带所述第一时间和所述第二时间。
可选地，所述中继设备的工作模式还包括客户端模式，所述模式切换模块502，进一步用于：
在所述检测模块501检测到所述NTP服务器与所述NTP客户端完成一次时间同步会话后，将所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式。
可选地，所述中继设备还包括客户端模块504，所述客户端模块504，具体用于：
连续N次按照第一设定频率向所述NTP服务器发送第二时间同步请求消息，所述第二时间同步请求消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳；N为大于1的整数；
根据每次所述NTP服务器返回的第二时间响应消息以及每次接收所述第二时间同步响应消息的时间戳，确定出N个往返时延和N个响应时延；其中，所述第二时间同步响应消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳，NTP服务器接收所述第二时间同步请求消息的时间戳以及NTP服务器发送所述第二时间同步响应消息的时间戳；
对所述N个往返时延进行平均运算得到初始平均往返时延并记录，以及对所述N个响应时延进行平均运算得到初始平均响应时延并记录。
可选地，所述中继设备还包括透传模块505；
所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式之后，所述透传模块505，具体用于：
按照第二设定频率向所述NTP服务器发送第三时间同步请求消息；其中，所述第三时间同步请求消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳；
接收所述NTP服务器发送的第三时间同步响应消息；其中，所述第三时间同步响应消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器发送第三时间同步响应消息；
根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延。
可选地，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延间；
所述透传模块，具体用于：
对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延，并将得到的往返时延与所述初始平均往返时延进行平均计算，得到更新后的平均往返时延并记录；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
将所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值，与所述初始平均响应时延进行平均计算，得到更新后的平均响应时延并记录。
可选地，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；
所述透传模块，具体用于：
对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延并将得到的往返时延记录在用于存储所述初始平均往返时延的寄存器中；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
对所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳和所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳进行求差运算，得到响应时延并将得到的响应时延记录在用于存储所述初始平均响应时延的寄存器中。
可选地，所述中继设备还包括检测模块；
所述检测模块，具体用于：
按照第三设定频率向所述NTP服务器发送故障检测请求消息；所述故障检测请求消息用于确定所述NTP服务器所处的状态，所述状态包括故障状态和正常状态；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于正常状态，并触发所述模式切换模块将所述中继设备的工作模式由中继服务模式切换至透传模式；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内未接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于故障状态。
可选地，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、平均往返时延和平均响应时延；
所述中继服务模块，具体用于：
对所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
对所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
可选地，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、设定个数的往返时延和设定个数的响应时延；
所述中继服务模块，具体用于：
对所述设定个数的往返时延进行加权平均运算得到平均往返时延，并将所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
对所述设定个数的响应时延进行加权平均运算得到平均响应时延，并将所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
可选地，所述NTP服务器处于正常状态，所述客户端模块，进一步用于：
按照第四设定频率向所述NTP服务器发送第四时间同步请求消息，所述第四时间同步请求消息用于更新本地存储的***时间。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种通信装置，该通信装置可实现前述实施例中图3-图4所执行的流程。
参见图6，为本申请实施例提供的通信装置的结构示意图，如图所示，该基站可包括：处理器601、存储器602、收发机603以及总线接口604。
处理器601负责管理总线架构和通常的处理，存储器602可以存储处理器601在执行操作时所使用的数据。收发机603用于在处理器601的控制下接收和发送数据。
总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器601代表的一个或多个处理器和存储器602代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器601负责管理总线架构和通常的处理，存储器602可以存储处理器601在执行操作时所使用的数据。
本申请实施例揭示的流程，可以应用于处理器601中，或者由处理器601实现。在实现过程中，信号处理流程的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。处理器601可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成信号处理流程的步骤。
本申请实施例中，中继设备500和通信装置600所涉及的与本申请实施例提供的技术方案相关的概念，解释和详细说明及其它步骤请参见前述方法或其它实施例中关于这些内容的描述，此处不做赘述。
需要说明的是，本申请实施例上述涉及的处理器可以是中央处理器(centralprocessing unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。其中，所述存储器可以集成在所述处理器中，也可以与所述处理器分开设置。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行图3-4中所执行的流程。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (22)

1.一种时间同步方法，其特征在于，应用于中继设备，所述中继设备与一个网络时间协议NTP服务器建立连接，所述方法包括：
中继设备检测到所述NTP服务器处于故障状态后，所述中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式；
中继服务模式下的所述中继设备接收NTP客户端发往所述NTP服务器的第一时间同步请求消息；
中继服务模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，所述时间信息至少包括***时间、响应时延以及往返时延；其中，所述第一时间用于指示所述NTP服务器接收所述第一时间同步请求消息的时间戳，所述第二时间用于指示所述NTP服务器发送第一时间同步响应消息的时间戳；所述响应时延为处于正常状态的所述NTP服务器响应时间同步请求消息的时长，所述往返时延为处于正常状态的所述NTP服务器与所述中继设备间的时间同步请求消息和时间同步响应消息的传输时长；
中继服务模式下的所述中继设备向所述NTP客户端发送第一时间同步响应消息，其中，所述第一时间同步响应消息携带所述第一时间和所述第二时间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继设备的工作模式还包括客户端模式，所述方法还包括：
客户端模式下的所述中继设备检测到所述NTP服务器与所述NTP客户端完成一次时间同步会话后，所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述客户端模式下的所述中继设备检测到所述NTP服务器与所述NTP客户端完成一次时间同步会话之前，还包括：
客户端模式下的所述中继设备连续N次按照第一设定频率向所述NTP服务器发送第二时间同步请求消息，所述第二时间同步请求消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳；N为大于1的整数；
客户端模式下的所述中继设备根据每次所述NTP服务器返回的第二时间响应消息以及每次接收所述第二时间同步响应消息的时间戳，确定出N个往返时延和N个响应时延；其中，所述第二时间同步响应消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳，NTP服务器接收所述第二时间同步请求消息的时间戳以及NTP服务器发送所述第二时间同步响应消息的时间戳；
客户端模式下的所述中继设备对所述N个往返时延进行平均运算得到初始平均往返时延并记录，以及对所述N个响应时延进行平均运算得到初始平均响应时延并记录。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式之后，还包括：
透传模式下的所述中继设备按照第二设定频率向所述NTP服务器发送第三时间同步请求消息；其中，所述第三时间同步请求消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳；
透传模式下的所述中继设备接收所述NTP服务器发送的第三时间同步响应消息；其中，所述第三时间同步响应消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器发送第三时间同步响应消息；
透传模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；
所述透传模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延，包括：
透传模式下的所述中继设备对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延，并将得到的往返时延与所述初始平均往返时延进行平均计算，得到更新后的平均往返时延并记录；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
透传模式下的所述中继设备将所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值，与所述初始平均响应时延进行平均计算，得到更新后的平均响应时延并记录。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；
所述透传模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延，包括：
透传模式下的所述中继设备对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延并将得到的往返时延记录在用于存储所述初始平均往返时延的寄存器中；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
透传模式下的所述中继设备对所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳和所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳进行求差运算，得到响应时延并将得到的响应时延记录在用于存储所述初始平均响应时延的寄存器中。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述中继设备按照第三设定频率向所述NTP服务器发送故障检测请求消息；所述故障检测请求消息用于确定所述NTP服务器所处的状态，所述状态包括故障状态和正常状态；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于正常状态，所述中继设备的工作模式由中继服务模式切换至透传模式；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内未接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于故障状态。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、平均往返时延和平均响应时延；
所述中继服务模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，包括：
中继服务模式下的所述中继设备对所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
中继服务模式下的所述中继设备对所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、设定个数的往返时延和设定个数的响应时延；
所述中继服务模式下的所述中继设备根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，包括：
中继服务模式下的所述中继设备对所述设定个数的往返时延进行加权平均运算得到平均往返时延，并将所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
中继服务模式下的所述中继设备对所述设定个数的响应时延进行加权平均运算得到平均响应时延，并将所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NTP服务器处于正常状态，所述方法还包括：
所述中继设备按照第四设定频率向所述NTP服务器发送第四时间同步请求消息，所述第四时间同步请求消息用于更新本地存储的***时间。
11.一种中继设备，其特征在于，所述中继设备与一个网络时间协议NTP服务器建立连接，所述中继设备包括：检测模块、模式切换模块以及中继服务模块；
其中，所述模式切换模块，用于在所述检测模块检测到所述NTP服务器处于故障状态后，将所述中继设备的工作模式由透传模式切换为中继服务模式；
所述中继服务模块，用于接收NTP客户端发往所述NTP服务器的第一时间同步请求消息；根据本地存储的时间信息确定第一时间和第二时间，所述时间信息至少包括***时间、响应时延以及往返时延；其中，所述第一时间用于指示所述NTP服务器接收所述第一时间同步请求消息的时间戳，所述第二时间用于指示所述NTP服务器发送第一时间同步响应消息的时间戳；所述响应时延为处于正常状态的所述NTP服务器响应时间同步请求消息的时长，所述往返时延为处于正常状态的所述NTP服务器与所述中继设备间的时间同步请求消息和时间同步响应消息的传输时长；向所述NTP客户端发送第一时间同步响应消息，其中，所述第一时间同步响应消息携带所述第一时间和所述第二时间。
12.如权利要求11所述的中继设备，其特征在于，所述中继设备的工作模式还包括客户端模式，所述模式切换模块，进一步用于：
在所述检测模块检测到所述NTP服务器与所述NTP客户端完成一次时间同步会话后，将所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式。
13.如权利要求12所述的中继设备，其特征在于，所述中继设备还包括客户端模块，所述客户端模块，具体用于：
连续N次按照第一设定频率向所述NTP服务器发送第二时间同步请求消息，所述第二时间同步请求消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳；N为大于1的整数；
根据每次所述NTP服务器返回的第二时间响应消息以及每次接收所述第二时间同步响应消息的时间戳，确定出N个往返时延和N个响应时延；其中，所述第二时间同步响应消息携带中继设备发送所述第二时间同步请求消息的时间戳，NTP服务器接收所述第二时间同步请求消息的时间戳以及NTP服务器发送所述第二时间同步响应消息的时间戳；
对所述N个往返时延进行平均运算得到初始平均往返时延并记录，以及对所述N个响应时延进行平均运算得到初始平均响应时延并记录。
14.如权利要求12所述的中继设备，其特征在于，所述中继设备还包括透传模块；
所述中继设备的工作模式由客户端模式切换为透传模式之后，所述透传模块，具体用于：
按照第二设定频率向所述NTP服务器发送第三时间同步请求消息；其中，所述第三时间同步请求消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳；
接收所述NTP服务器发送的第三时间同步响应消息；其中，所述第三时间同步响应消息携带有中继设备发送第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器接收第三时间同步请求消息的时间戳，所述NTP服务器发送第三时间同步响应消息；
根据本地存储的时间信息、所述第三时间同步响应消息以及中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳，更新本地存储的往返时延和响应时延。
15.如权利要求14所述的中继设备，其特征在于，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延间；
所述透传模块，具体用于：
对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延，并将得到的往返时延与所述初始平均往返时延进行平均计算，得到更新后的平均往返时延并记录；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
将所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值，与所述初始平均响应时延进行平均计算，得到更新后的平均响应时延并记录。
16.如权利要求14所述的中继设备，其特征在于，所述本地存储的时间信息包括初始平均往返时延和初始平均响应时延；
所述透传模块，具体用于：
对第一时长和第二时长进行求和运算，得到往返时延并将得到的往返时延记录在用于存储所述初始平均往返时延的寄存器中；其中，所述第一时长为NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳与中继设备发送所述第三时间同步请求消息的时间戳之间的差值，所述第二时长为中继设备接收所述第三时间同步响应消息的时间戳与NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳之间的差值；
对所述NTP服务器接收所述第三时间同步请求消息的时间戳和所述NTP服务器发送所述第三时间同步响应消息的时间戳进行求差运算，得到响应时延并将得到的响应时延记录在用于存储所述初始平均响应时延的寄存器中。
17.如权利要求11所述的中继设备，其特征在于，所述中继设备还包括检测模块；
所述检测模块，具体用于：
按照第三设定频率向所述NTP服务器发送故障检测请求消息；所述故障检测请求消息用于确定所述NTP服务器所处的状态，所述状态包括故障状态和正常状态；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于正常状态，并触发所述模式切换模块将所述中继设备的工作模式由中继服务模式切换至透传模式；
若所述中继设备连续设定次数在设定时长内未接收到所述NTP服务器发送的故障检测响应消息，则标记所述NTP服务器处于故障状态。
18.如权利要求11所述的中继设备，其特征在于，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、平均往返时延和平均响应时延；
所述中继服务模块，具体用于：
对所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
对所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
19.如权利要求11所述的中继设备，其特征在于，所述中继设备本地存储的时间信息中具体包括***时间、设定个数的往返时延和设定个数的响应时延；
所述中继服务模块，具体用于：
对所述设定个数的往返时延进行加权平均运算得到平均往返时延，并将所述***时间和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第一时间；
对所述设定个数的响应时延进行加权平均运算得到平均响应时延，并将所述***时间，所述平均响应时延和二分之一的所述平均往返时延进行求和运算，得到所述第二时间。
20.如权利要求11所述的中继设备，其特征在于，所述NTP服务器处于正常状态，所述客户端模块，进一步用于：
按照第四设定频率向所述NTP服务器发送第四时间同步请求消息，所述第四时间同步请求消息用于更新本地存储的***时间。
21.一种通信装置，其特征在于，包括：处理器、存储器以及收发机；
所述存储器，用于存储计算机指令；
所述处理器，用于运行所述计算机指令以实现如权利要求1至10中任一项所述的方法。
22.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法。
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