CN111245549A - 一种支持多个ptp域同步的网络设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支持多个PTP域同步的网络设备,所述网络设备包括多个PTP协议处理模块和多个PTP物理端口模块,每一个PTP物理端口模块与多个PTP协议处理模块关联,每一个PTP协议处理模块与其所关联的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。相应地,本发明还公开了支持多个PTP域同步的方法。通过本发明,实现在同一个边界时钟节点上运行多个PTP同步域。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种支持多个PTP域同步的网络设备及方法。
背景技术
在通信网络中设备间的同步包括两种,一种是频率同步,是指源端和目的端的信号在频率或相位上保持某种特定的关系,即信号之间保持恒定的相位差,频率同步通常还称为时钟同步;一种是时间同步,是指信号之间的频率和相位都保持一致,即信号之间的相位差恒为零。
PTP(Precision Time Protocol,精确时间协议)协议是一种时间同步的协议,用于设备之间的高精度时间同步,我们将应用了PTP协议的网络称为PTP域。PTP域内有且只有一个同步时钟,域内的所有设备都与该时钟保持同步。PTP域中的节点称为时钟节点,而时钟节点上运行了PTP协议的端口则称为PTP端口。在PTP域中,发布同步时间的时钟节点称为主节点(Master Node),主节点上的时钟称为主时钟(Master Clock),时钟节点上发布同步时间的PTP端口称为主端口;而接收同步时间的时钟节点则称为从节点(Slave Node),从节点上的时钟则称为从时钟(Slave Clock),接收同步时间的PTP端口则称为从端口(SlavePort)。PTP域中的节点称为时钟节点,协议中定义了下面三种类型的基本时钟节点:边界时钟(BC,Boundary Clock),普通时钟(OC,Ordinary Clock),透明时钟(TC,TransparentClock)。PTP域中所有的时钟节点都按一定层次组织在一起,整个域的参考时间就是最优时钟(Grandmaster Clock,GM),即最高层次的时钟。通过各时钟节点间PTP协议报文的交互最优时钟的时间最终将被同步到整个PTP域中,因此也称其为时钟源。
现有技术中,边界时钟节点是指该时钟节点在同一个PTP域内拥有多个PTP端口参与时间同步,它通过其中一个端口从上游时钟节点同步时间,并通过其余端口向下游时钟节点发布时间。当该时钟节点作为时钟源时,可以通过多个PTP端口向下游时钟节点发布时间。根据PTP协议规定,单独的边界时钟节点只能运行一个时钟域,单个边界时钟节点不会从属于多个时钟域,只能跟踪和传递单个时钟域的信息,不同时钟域的同步信息不能同时通过同一个边界时钟节点传递,因此现有通信网络中的边界时钟节点设备只支持单个PTP域,如果网络中的基站设备需要多个时钟域的时钟信息备份,往往需要增加对应的边界时钟节点设备,这会导致设备成本增加,组网更加复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支持多个PTP域同步的网络设备及方法,实现在同一个边界时钟节点上运行多个PTP同步域。
为实现上述目的,本发明提供了一种支持多个PTP域同步的网络设备,所述网络设备包括多个PTP协议处理模块和多个PTP物理端口模块,每一个PTP物理端口模块与多个PTP协议处理模块关联,每一个PTP协议处理模块与其所关联的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。
优选的,所述网络设备还包括一配置模块,用于为每一个PTP域分配对应的PTP域号,每一个PTP协议处理模块建立与所述PTP域号的映射关系。
优选的,所述每一个PTP物理端口模块包括一配置单元,用于建立该PTP物理端口号与多个PTP域号的映射关系。
优选的,所述每一个PTP物理端口模块还包括一接收单元,用于接收一PTP同步报文,解析并获取所述PTP同步报文中的PTP域号,记录当前接收的时间戳,并将所述当前接收的时间戳发送至该PTP域号对应的PTP协议处理模块。
优选的,所述每一个PTP协议处理模块包括时间处理单元,用于接收本身的PTP域号所对应的当前接收的时间戳,记录所述当前接收的时间戳,并进行延时计算和时间校准处理。
优选的,所述每一个PTP协议处理模块包括一生成单元,用于生成一PTP同步报文,将自身对应的PTP域号和当前发送的时间戳封装进该PTP同步报文中,将所述封装后的PTP同步报文发送至所述PTP域号对应的PTP物理端口。
优选的,所述PTP物理端口将所述封装后的PTP同步报文发送至下游的网络设备中。
为实现上述目的,本发明提供了一种支持多个PTP域同步的方法,所述方法包括:
构建多个PTP协议处理模块,每一个PTP协议处理模块运行PTP协议;
建立每一个PTP物理端口与多个PTP协议处理模块的映射关系,每一个PTP协议处理模块与其所映射的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。
优选的,每一个PTP域分配对应的PTP域号,每一个PTP协议处理模块建立与所述PTP域号的映射关系。
优选的,建立每一PTP物理端口号与多个PTP域号的映射关系。
与现有技术相比,本发明提供一种支持多个PTP域同步的网络设备及方法,所带来的有益效果为:同一网络设备可同时属于多个PTP域,每一个PTP域之间相互独立,因而可以实现单独的边界时钟节点可运行多个时钟域,可同时跟踪多个时钟域的时钟信息,以及传递多个时钟域的时钟同步信息;可以给下游时钟节点提供多个不同时钟域的时钟源,增强了时间同步的鲁棒性和灵活性。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例中支持多个PTP域同步的网络设备的***框图。
图2是根据本发明的一个实施例中支持多个PTP域同步的方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述,但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图1所示的本发明一个实施例中,本发明提供一种支持多个PTP域同步的网络设备,所述网络设备包括多个PTP协议处理模块10和多个PTP物理端口模块11,每一个PTP物理端口模块与多个PTP协议处理模块关联,每一个PTP协议处理模块与其所关联的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。
本发明提供了一种在同一个网络设备上支持多个PTP域同步的技术方案,在该网络设备中设置多个PTP协议处理模块,每一个PTP协议处理模块逻辑上对应一个PTP域,该PTP协议处理模块运行对应该PTP域的协议。所述网络设备还包括多个PTP物理端口模块,每一个PTP物理端口模块可与所有的PTP协议处理模块进行关联。每一个PTP协议处理模块可对应所有的PTP物理端口模块。每一个PTP协议处理模块与其所关联的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。因此,该网络设备中可同时属于多个PTP域,每一个PTP域之间相互独立,因而可以实现单独的边界时钟节点可运行多个时钟域,可同时跟踪多个时钟域的时钟信息,以及传递多个时钟域的时钟同步信息。
根据本发明的一具体实施例,所述网络设备还包括一配置模块,用于为每一个PTP域分配对应的PTP域号,每一个PTP协议处理模块建立与所述PTP域号的映射关系。每一个PTP协议实例与对应的PTP协议处理模块进行一一绑定。每一个PTP协议处理模块运行其对应的PTP域号的PTP协议处理,并实现该PTP域号对应的PTP域内的时间同步。
根据本发明的一个具体实施例,所述每一个PTP物理端口模块包括一配置单元,用于建立该PTP物理端口号与多个PTP域号的映射关系。为每一个PTP物理模块进行PTP端口配置,每一个PTP物理端口号可对应多个PTP域号。因此,每一个PTP物理端口可以属于多个不同的PTP域,同一个PTP域的所有PTP物理端口的配置隶属于对应该PTP域的协议实例。每一个PTP物理端口可以作为主端口,也可以作为从端口。每一个PTP域中最多只有一个从端口。
根据本发明的一具体实施例,所述每一个PTP物理端口模块还包括一接收单元,用于接收一PTP同步报文,解析并获取所述PTP同步报文中的PTP域号,并记录当前接收的时间戳,将所述当前接收的时间戳发送至该PTP域号对应的PTP协议处理模块。所述每一个PTP协议处理模块包括时间处理单元,用于接收本身的PTP域号所对应的当前接收的时间戳,记录所述当前接收的时间戳,并进行延时计算和时间校准处理。每一个PTP协议处理模块处理的PTP同步原理一致,其基本原理如下:主从时钟之间交互同步报文并记录报文的收发时间,通过计算报文往返的时间差来计算主从时间之间的往返总延时。PTP协议定义了两种传播延时测量机制:请求应答机制和端延时机制,且这两种机制都以网络对称为前提。以请求应答机制为例,主时钟向从时钟发送同步报文,并记录发送时间t1;从时钟收到该同步报文后,记录接收时间t2;主时钟发送同步报文之后,紧接着发送一个携带有t1的跟随报文,从时钟向主时钟发送延时请求报文,用于发起反向传输延时的计算,并记录发送时间t3;主时钟收到该报文后,记录接收时间t4;主时钟收到延时请求报文之后,回复一个携带有t4的延时请求响应报文,从时钟便拥有了t1~t4这四个时间戳,由此可计算出主、从时钟间的往返总延时为[(t2–t1)+(t4–t3)],由于网络是对称的,所以主、从时钟间的单向延时为[(t2–t1)+(t4–t3)]/2。因此,从时钟相对于主时钟的时钟偏差为:Offset=(t2–t1)-[(t2–t1)+(t4–t3)]/2=[(t2–t1)-(t4–t3)]/2。
根据本发明的一个具体实施例,所述每一个PTP协议处理模块包括一生成单元,用于生成一PTP同步报文,将自身对应的PTP域号添加至该PTP同步报文中,以及将当前发送的时间戳封装进该PTP同步报文中,将所述封装后的PTP报文发送至所述PTP域号对应的PTP物理端口。PTP物理端口将所述封装后的PTP同步报文发送至下游的网络设备。当边界时钟节点作为时钟源时,可以通过多个PTP端口发送向下游时钟节点发送时间同步信息。
基于该技术方案,同一网络设备中可同时属于多个PTP域,每一个PTP域之间相互独立,因而可以实现单独的边界时钟节点可运行多个时钟域,可同时跟踪多个时钟域的时钟信息,以及传递多个时钟域的时钟同步信息;可以给下游时钟节点提供多个不同时钟域的时钟源,增强了时间同步的鲁棒性和灵活性。
如图2所示的本发明一个实施例中,本发明提供了一种支持多个PTP域同步的方法,所述方法包括:
S201、构建多个PTP协议处理模块,每一个PTP协议处理模块运行PTP协议;
S202、建立每一个PTP物理端口与多个PTP协议处理模块的映射关系,每一个PTP协议处理模块与其所映射的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。
所述网络设备包括多个PTP物理端口,每一个PTP物理端口与所有的PTP协议处理模块建立映射关系。每一个PTP协议处理模块可对应所有的PTP物理端口。每一个PTP协议处理模块与其所映射的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。因此,该网络设备中可同时属于多个PTP域,每一个PTP域之间相互独立。
根据本发明的一个具体实施例,为每一个PTP域分配对应的PTP域号,每一个PTP协议处理模块建立与所述PTP域号的映射关系。每一个PTP协议处理模块运行其对应的PTP域号的PTP协议处理,并实现该PTP域号对应的PTP域内的时间同步。
根据本发明的一个具体实施例,建立每一个PTP物理端口号与多个PTP域号的映射关系。每一个PTP物理端口号可对应多个PTP域号。因此,每一个PTP物理端口可以属于多个不同的PTP域,同一个PTP域的所有PTP物理端口的配置隶属于对应该PTP域的协议实例。每一个PTP物理端口可以作为主端口,也可以作为从端口。每一个PTP域中最多只有一个从端口。
根据本发明的一个具体实施例,所述方法还包括:所述PTP物理端口接收一PTP同步报文,解析并获取所述PTP同步报文中的PTP域号,并记录当前接收的时间戳,将所述当前接收的时间戳发送至该PTP域号对应的PTP协议处理模块。所述PTP协议处理模块接收所述当前接收的时间戳,记录所述当前接收的时间戳,并进行延时计算和时间校准处理。
根据本发明的一个具体实施例,所述方法还包括:所述每一个PTP协议处理模块包生成一PTP同步报文,将自身对应的PTP域号添加至该PTP同步报文中,以及将当前发送的时间戳封装进该PTP同步报文中,将所述封装后的PTP报文发送至所述PTP域号对应的PTP物理端口。PTP物理端口将所述封装后的PTP同步报文发送至下游的网络设备。当边界时钟节点作为时钟源时,可以通过多个PTP端口发送向下游时钟节点发送时间同步信息。
尽管为示例目的,已经公开了本发明的优选实施方式,但是本领域的普通技术人员将意识到,在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下,各种改进、增加以及取代是可能的。
Claims (10)
1.一种支持多个PTP域同步的网络设备,其特征在于,所述网络设备包括多个PTP协议处理模块和多个PTP物理端口模块,每一个PTP物理端口模块与多个PTP协议处理模块关联,每一个PTP协议处理模块与其所关联的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。
2.如权利要求1所述的支持多个PTP域同步的网络设备,其特征在于,所述网络设备还包括一配置模块,用于为每一个PTP域分配对应的PTP域号,每一个PTP协议处理模块建立与所述PTP域号的映射关系。
3.如权利要求2所述的支持多个PTP域同步的网络设备,其特征在于,所述每一个PTP物理端口模块包括一配置单元,用于建立该PTP物理端口号与多个PTP域号的映射关系。
4.如权利要求3所述的支持多个PTP域同步的网络设备,其特征在于,所述每一个PTP物理端口模块还包括一接收单元,用于接收一PTP同步报文,解析并获取所述PTP同步报文中的PTP域号,记录当前接收的时间戳,并将所述当前接收的时间戳发送至该PTP域号对应的PTP协议处理模块。
5.如权利要求4所述的支持多个PTP域同步的网络设备,其特征在于,所述每一个PTP协议处理模块包括时间处理单元,用于接收本身的PTP域号所对应的当前接收的时间戳,记录所述当前接收的时间戳,并进行延时计算和时间校准处理。
6.如权利要求3所述的支持多个PTP域同步的网络设备,其特征在于,所述每一个PTP协议处理模块包括一生成单元,用于生成一PTP同步报文,将自身对应的PTP域号和当前发送的时间戳封装进该PTP同步报文中,将所述封装后的PTP同步报文发送至所述PTP域号对应的PTP物理端口。
7.如权利要求6所述的支持多个PTP域同步的网络设备,其特征在于,所述PTP物理端口将所述封装后的PTP同步报文发送至下游的网络设备中。
8.一种支持多个PTP域同步的方法,其特征在于,所述方法包括:
构建多个PTP协议处理模块,每一个PTP协议处理模块运行PTP协议;
建立每一个PTP物理端口与多个PTP协议处理模块的映射关系,每一个PTP协议处理模块与其所映射的PTP物理端口模块构成一个独立的PTP域,并且该PTP协议处理模块实现该PTP域内的时间同步。
9.如权利要求8所述的支持多个PTP域同步的方法,其特征在于,每一个PTP域分配对应的PTP域号,每一个PTP协议处理模块建立与所述PTP域号的映射关系。
10.如权利要求8所述的支持多个PTP域同步的方法,其特征在于,建立每一个PTP物理端口号与多个PTP域号的映射关系。
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