WO2012163172A1 - 一种时钟同步方法及设备 - Google Patents

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WO2012163172A1
WO2012163172A1 PCT/CN2012/073487 CN2012073487W WO2012163172A1 WO 2012163172 A1 WO2012163172 A1 WO 2012163172A1 CN 2012073487 W CN2012073487 W CN 2012073487W WO 2012163172 A1 WO2012163172 A1 WO 2012163172A1
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master state
communication port
state
clock
parent
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PCT/CN2012/073487
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赵洪广
瞿艳霞
宋玲玲
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0641—Change of the master or reference, e.g. take-over or failure of the master
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Definitions

  • the present invention relates to synchronous communication network technologies, and in particular, to a clock synchronization method and device. Background technique
  • the time synchronization network is an indispensable component, and different services have different requirements for time synchronization.
  • the most stringent demand comes from wireless communication networks, and the development of wireless technologies is increasingly demanding high-precision time synchronization for wireless communication networks.
  • the bearer network which is the basic network of wireless communication networks, has begun to evolve from traditional circuit switching to packet switching.
  • the packet network the transmission of frequency synchronization signals and time synchronization signals is realized.
  • One is based on the synchronization technology of the physical layer, such as the synchronous Ethernet (syncE) technology of ITU-T G.8261; the other is the packet-based synchronization technology, such as IEEE 1588 V2.
  • IEEE 1588V2 is a precision time synchronization protocol (PTP).
  • PTP can realize frequency synchronization and time synchronization at the same time, and the synchronization precision is high, up to sub-microsecond level, and theoretically can meet the requirements of time synchronization of the wireless communication network. Therefore, the PTP time synchronization protocol has received more and more attention and wide application in the communication network. Domestic and foreign operators continue to use the PTP protocol for time synchronization, and gradually replace the time using the Global Positioning System (GPS). The way to synchronize.
  • GPS Global Positioning System
  • the purpose is to abandon the more complicated frequency synchronization function, but only use its time synchronization function; time synchronization is different from frequency synchronization, no high frequency is needed to detect the frequency, on the basis of syncE frequency synchronization, as long as The packet delay delay (PDV, Package Delay Deviation) of the wireless communication network is detected normally, and the time synchronization only needs 1-2 interactions to correct the deviation back to the normal range.
  • PDV Packet Delay Deviation
  • the access point device clock is the standard clock source outside the network, and the other device clocks in the PTP time synchronization network are consistent with the access point device clock.
  • the access point device clock is also known as the primary clock or the grandmother clock.
  • the clock in the PTP time synchronization network is divided into normal clock (OC, Ordinary Clock) and boundary clock (BC, Boundary Clock) according to the working mode.
  • OC Ordinary Clock
  • BC Boundary Clock
  • the device in the OC working mode is called OC device, only one communication port; working in BC A device in mode is called a BC device and has more than one communication port.
  • the communication port of the BC device and the OC device has a port state, and the communication port states include: a master state (Master, M), a slave state (Slave, S), and a passive state (Passive, P), and the port state is a master communication port.
  • the master port sends the grandmother's clock information to the downstream device through the advertisement.
  • the slave port is consistent with the grandmother's clock according to the received announce message.
  • two access point devices are usually set up during networking. One is the primary access point device and the other is the standby access point device.
  • the clock of the primary access point device is the primary grandmother clock.
  • the clock of the alternate access point is the standby grandmother clock, wherein the priority of the grandmother's clock is higher than that of the standby grandmother's clock.
  • FIG. 1 it is a schematic topology diagram of a PTP time synchronization network, where the OC1 device clock is the master grandmother clock of the PTP time synchronization network, and the OC2 device clock is the standby grandmother clock of the PTP time synchronization network.
  • the clock source is the master's clock.
  • the OC1 device transmits its own clock information to the BC1 device through the announce message.
  • the BC1 device adjusts its own clock and OC1 according to the received announce message.
  • the device is consistent, and its own clock information is transmitted to the BC2 device through the announce message.
  • the BC1 device is called the upstream device of the BC2 device
  • the BC2 device is called the downstream device of the BC1 device, and so on, until the time of synchronizing the network device is completed. Synchronize.
  • the time synchronization network structure is a non-linear structure
  • any BC device may receive the announce message sent by multiple upstream devices. If the device receives multiple announcement messages at the current time, the BC device receives the announce message.
  • the BC device selects the device clock trace with the best clock level from the received announce message, and the selected device is called the parent of the BC device.
  • the upstream device is its parent.
  • the solid line direction shown in Figure 1 is the direction of the announce message, the port status of the solid arrow is Slave, and the port status of the solid arrow is Master; when the master grandmother loses the clock or the master grandmother's clock quality deteriorates.
  • the clock source is switched to the backup grandmother clock.
  • the OC2 device transmits the announce message according to the direction of the dotted line.
  • the port status will be switched, that is, the original master port status is switched.
  • the Slave state the original Slave port state is switched to the Master state.
  • the port state of the dotted arrow is Slave
  • the port state of the dotted arrow is Master.
  • a pre-master state is added before the state of the slave port is switched to the master state, that is, after the BC device receives the announce message. , instead of performing port state switching immediately, it waits for a certain period of time before performing port state switching. Due to the existence of the Pre-Master state, in the PTP time synchronization network, each device takes too long to perform state transition of the communication port, which is not conducive to the stability of the PTP time synchronization network.
  • the embodiments of the present invention provide a clock synchronization method and device, which are used to reduce the time for each device to perform communication port state switching in a PTP time synchronization network, and ensure the stability of the PTP time synchronization network.
  • the embodiment of the invention provides a clock synchronization method, including: The BC device receives the notification announce message carrying the identification information of the grandmother's clock GM; the BC device determines the identification information of the GM carried in the parent-announced message received at the current time and the parent-announced message received at the previous moment.
  • the identification information of the carried GM is different, the communication port that controls the current time in the non-Master state is directly switched to the master state.
  • An embodiment of the present invention provides a clock synchronization device, including: a receiving module and a first switching module;
  • a receiving module configured to receive an announce message carrying the identification information of the grandmother clock GM; the first switching module is configured to: when confirming that the device needs to perform the communication port state switching at the current moment, and determine the parent announcement received at the current time When the GM information carried in the packet is different from the GM information carried in the parent-announce message received at the previous time, the communication port in the device that is not in the master state is directly switched to the master state.
  • the BC device determines, according to the GM identification information carried in the parent-announce message received at the current time, the GM identifier carried in the parent-announce message received at the current time.
  • the communication port whose current state is not in the master state is skipped from the pre-Master state and directly switched to the master state.
  • the GM information carried in the announce message received by the BC device is different from the GM identification information carried in the received message received at the previous time, the original GM information has been cleared from the current network. Therefore, After the pre-Master state waits, the ring is not introduced. In this way, the time for the PTP time synchronization network to perform the state switching of the communication port of the BC device is reduced, and the stability of the PTP time synchronization network is ensured.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a possible topology structure of a PTP time synchronization network in the prior art
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a time synchronization method implementation process according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a time synchronization device according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • the embodiment of the present invention provides a clock synchronization method and device, and the basic idea is that
  • the border clock BC device receives the announce message carrying the grandmother's clock GM identification information; the BC device confirms that it needs to perform the communication port state switching at the current time, and determines the GM carried in the parent-announce message received at the current time.
  • the identification information is different from the GM information carried in the parent-announce message received at the previous time, the communication port whose current time is in the non-master master state is directly switched to the master state.
  • the clock synchronization method and device provided by the embodiments of the present invention are applicable to the case where the topology of the PTP time synchronization network is linear, and also applies to a network segment when the topology of the PTP time synchronization network is nonlinear.
  • the topology of the PTP time synchronization network is linear as an example for description.
  • the link between the device and the BC3 device is faulty.
  • the BC3 device cannot receive the announce message from the BC2 device, so that the GN clock information cannot be obtained.
  • the BC3 device considers that the GM is lost and goes to its own downstream device BC4.
  • BC5, BC6 and BC7 pass the GM loss message, and the GM is selected by starting the BMC algorithm, and the selected GM is the device with the best clock quality in the current network.
  • the OC2 device clock in FIG. 1 is selected as the GM.
  • the selected OC2 device transmits its own clock information to the BC7 device connected to itself, and transmits its own clock information, so that the BC7 is consistent with its own clock.
  • the BC7 device will enter the communication port state switching phase. Since BC7 is the end device in the original network topology, the communication port state of the BC7 device is Slave. For BC7, the current Slave port status needs to be switched to the Master status. If there is a loop in the current link, the BC7 may still receive the announce message sent by the upstream device at the current time. The announce message carries the original GM identification information, but the GM has actually failed due to the link failure. Failure, may cause BC7 to track the wrong GM.
  • the pre-Master state is added for transition to avoid the existence of a ring in the network. That is, when the BC7 performs communication port state switching, the Slave state is not immediately switched to In the master state, the pre-Master state is entered first, and the pre-Master state continues for a certain period of time before entering the master state.
  • /3 ⁇ 4 () ;
  • r is the hop count of the device sending the announce message to the primary GM device or the standby GM device.
  • the ⁇ time synchronization network has a total of 7 BC devices, assuming that the announcement interval is 2s.
  • an embodiment of the present invention provides a clock synchronization method and device.
  • the preferred embodiments of the present invention are described in conjunction with the accompanying drawings, and the preferred embodiments described herein are only to illustrate and explain the present invention, and are not intended to limit the present invention, and
  • the flowchart of the implementation of the clock synchronization method provided by the embodiment of the present invention includes the following steps:
  • BC (Boundary Clock) device receives the announce message carrying the identification information of the GM (Grandmother Clock);
  • the BC device receives the announce message sent by the upstream device, and the announce message carries the identifier information of the GM.
  • the BC device determines that the GM information carried in the parent-announce message received by the current time is different from the GM information carried in the parent-announce message received at the current time, the current time in the control itself is not the master.
  • the communication port in the (main) state is directly switched from the non-Master state to the Master state.
  • the BC device when the BC device detects that the current GM is lost, or the BC device detects that the topology of the network where the BC device is changed, it confirms that it needs to perform communication port state switching. In addition, when the BC device senses that the current GM device clock quality is degraded, it can also confirm that it needs to perform communication port state switching.
  • the non-Master state involved in the embodiment of the present invention includes, but is not limited to, a Slave state,
  • the BC device determines that the identifier information of the GM device carried in the received parent-announce message is different from the identifier information of the GM device carried in the parent-announce message received at the previous time, the current local network is original. The identification information of the GM device has been cleared.
  • the communication port in the non-Master state can be controlled to be immediately switched. The status of the master and the communication port in the master state are switched from the master state to the slave state.
  • the time synchronization method may further include:
  • the BC device determines that the GM information carried in the parent-announce message received by the current time is the same as the GM information carried in the parent-announce message received at the previous time, the communication port in the non-Master state is controlled in the current time. Enter the Pre-master state.
  • the clock synchronization method may further include:
  • the BC device detects whether the length of the communication port in the Pre-master state is in the Pre-master state has reached the set value
  • the BC device controls its own communication port in the pre-Master state to be switched from the pre-Master state to the Master state.
  • the clock synchronization method provided by the embodiment of the present invention may also include that when the port of the GM device in the PTP network enters the master state, the GM device tracks the clock source outside the PTP time synchronization network, and therefore does not need to go through the pre-Master state. .
  • the BC device determines the GM identity information carried in the parent-announce message and the GM carried in the parent-announce message received at the previous time.
  • the identification information is different, it indicates that the GM information of the previous moment has been cleared in the current local network.
  • the BC device does not track the wrong clock source. Therefore, when performing communication port state switching, the pre-Master state of the intermediate transition can be skipped. Since the pre-Master state of the intermediate transition is skipped, the time for the communication port state switching of each device is reduced in the PTP time synchronization network, thereby reducing the stability of the PTP time synchronization network. Time, to ensure the stability of the PTP time synchronization network.
  • a time synchronization device is also provided in the embodiment of the present invention. Since the time synchronization device solves the problem is similar to the time synchronization method, the implementation of the device can refer to the implementation of the method, and the repetition is no longer Narration.
  • a possible structural diagram of a time synchronization device provided by the implementation of the present invention includes:
  • the receiving module 301 is configured to receive an announce message carrying the grandmother clock GM identification information
  • the first switching module 302 is configured to determine, when the device needs to perform the state transition of the communication port at the current moment, and determine the identifier information of the GM carried in the parent-announce message received at the current time and the parent announce received at the previous moment. If the GM information in the packet is different, the communication port in the device that is not in the master state is directly switched to the master state.
  • the first switching module 302 can be used to confirm that the device needs to perform communication port state switching when detecting that the current GM of the device is lost, or when detecting that the topology of the network where the device is located changes. In addition, when the first switching module 302 senses that the current GM device clock quality is degraded, it can also confirm that the device needs to perform communication port state switching.
  • the time synchronization device may further include:
  • the pre-replacement module is configured to control the current time in the parent to be in the non-Master state when the GM information carried in the parent-announce message received by the current time is the same as the GM information carried in the parent-announce message received at the previous time.
  • the communication port enters the Pre-master state.
  • the time synchronization device may further include:
  • a detecting module configured to detect whether a duration of the communication port in the Pre-master state is in a Pre-master state reaches a set value;
  • the second switching module is configured to control the communication port in the pre-Master state of the device to be switched from the pre-Master state to the master state when the duration of the Pre-master state is reached.
  • the BC device determines, according to the GM identification information carried in the parent-announce message received at the current time, the GM identifier carried in the parent-announce message received at the current time.
  • the communication port whose current state is not in the master state is skipped from the pre-Master state and directly switched to the master state.
  • the GM information carried in the announce message received by the BC device is different from the GM identification information carried in the received message received at the previous time, the original GM information has been cleared from the current network. Therefore, After the pre-Master state waits, the ring is not introduced. In this way, the time for the PTP time synchronization network to perform the state switching of the communication port of the BC device is reduced, and the stability of the PTP time synchronization network is ensured.
  • embodiments of the present invention can be provided as a method, system, or computer program product.
  • the present invention can take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment, or a combination of software and hardware.
  • the invention can take the form of a computer program product embodied on one or more computer-usable storage media (including but not limited to disk storage, CD-ROM, optical storage, etc.) including computer usable program code.
  • the computer program instructions can also be stored in a computer readable memory that can direct a computer or other programmable data processing device to operate in a particular manner, such that the instructions stored in the computer readable memory produce an article of manufacture comprising the instruction device.
  • the apparatus implements the functions specified in one or more blocks of a flow or a flow and/or block diagram of the flowchart.
  • These computer program instructions can also be loaded onto a computer or other programmable data processing device such that a series of operational steps are performed on a computer or other programmable device to produce computer-implemented processing for execution on a computer or other programmable device.
  • the instructions provide steps for implementing the functions specified in one or more of the flow or in a block or blocks of a flow diagram.

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Abstract

本发明提供一种时钟同步方法，包括：边界时钟BC设备接收携带有祖母时钟GM标识信息的announce报文；所述BC设备确认自身在当前时刻需要进行通信端口状态倒换，且确定当前时刻接收到的父辈announce报文中携带的GM的标识信息与上一时刻接收到的父辈announce报文中携带的GM的标识信息不同时，控制自身中当前时刻处于非主Master状态的通信端口直接倒换为Master状态；本发明还提供一种时钟同步设备。根据本发明的技术方案，能够在PTP时间同步网络中，减少各设备进行通信端口状态倒换的时间，保障PTP时间同步网络的稳定。

Description

一种时钟同步方法及设备 技术领域
本发明涉及同步通信网络技术， 尤其涉及一种时钟同步方法及设备。 背景技术
在通信网络中， 时间同步网是必不可少的一个组成部分， 不同的业务 对时间同步有着不同的要求。 其中， 最严格的需求来源于无线通信网络， 无线技术的发展越来越多地对无线通信网络提出高精度时间同步的要求。 随着 3G网络的高速发展，作为无线通信网络的基础网络的承载网已经开始 由传统的电路交换向分组交换演进， 在分组网络中实现对频率同步信号和 时间同步信号的传送， 有两类可行的技术： 一是基于物理层的同步技术， 如 ITU-T G.8261的同步以太网（ syncE )技术；二是基于分组包的同步技术， 例如 IEEE 1588 V2。 syncE只能支持频率同步信号的传送， 不支持时间同步 信号的传送， 所以单纯的 syncE方案只适用于不需要时间同步要求的场景； IEEE 1588V2是一种精确时间同步协议（ PTP, Precision Time Protocol ), PTP 可以同时实现频率同步和时间同步， 同步精度高， 可达亚微秒级， 理论上 可以满足无线通信网络对时间同步的要求。 因此， PTP 时间同步协议在通 讯网络中得到越来越多的重视和广泛的应用，国内外运营商不断的使用 PTP 协议进行时间同步， 逐步替换使用全球定位***（GPS, Global Positioning System )进行时间同步的方式。
使用 IEEE 1588V2进行频率同步时， 虽然可以独立于 syncE实现频率 同步， 但相对于 syncE, PTP有较长的收敛时间。 因此， 现有技术提出了时 间同步以太网的解决方案， 即 syncE与 PTP的组合模式， 先使用 syncE实 现高精度的频率同步， 在此基础上， 用 PTP来实现时间同步， 同步以太网 的使用有力地保证了 PTP协议的收敛时间。 在这种应用的场景下， 不需要 通过发送快速频率的报文来实现频率同步， 只需要通过发送慢速报文计算 出相邻设备间的时间偏差加以校正即可， 这实质上简化了 ΡΤΡ的用途， 抛 开较复杂的频率同步的功能， 只是用了其时间同步的功能； 时间同步不同 于频率同步， 不需要高频率 4艮文来侦测频率， 在 syncE频率同步的基础上， 只要无线通信网络的分组时延偏差 （PDV, Package Delay Deviation )侦测 正常， 时间同步只需要 1-2个交互就可以把偏差校正回正常范围内。
PTP 时间同步网中， 接入点设备时钟为网外的标准时钟源， PTP 时间 同步网内的其它设备时钟与接入点设备时钟保持一致。 接入点设备时钟也 称为主时钟或者祖母时钟。 PTP 时间同步网络中的时钟按工作模式分为普 通时钟（OC, Ordinary Clock )和边界时钟（BC, Boundary Clock ), 在 OC 工作模式下的设备称为 OC设备， 只有一个通信端口； 在 BC工作模式下的 设备称为 BC设备， 有一个以上通信端口。 BC设备和 OC设备的通信端口 具备端口状态， 通信端口状态包括： 主状态（Master, M )、 从状态（Slave, S ) 和被动状态 （Passive, P )等， 端口状态为 Master 的通信端口简称为 Master端口 , Master端口通过通告 ( announce )才艮文向下游设备传递祖母时 钟信息； Slave端口根据接收到的 announce报文与祖母时钟保持一致。 为了 保证 PTP时间同步网络的稳定性， 组网时通常会设置两个接入点设备， 一 个为主接入点设备， 一个为备用接入点设备， 主接入点设备的时钟为主祖 母时钟， 备用接入点的时钟为备用祖母时钟， 其中， 主祖母时钟的优先级 高于备用祖母时钟。 如图 1所示， 为 PTP时间同步网络一种可能的拓朴结 构示意图， 其中 OC1设备时钟为 PTP时间同步网络的主祖母时钟， OC2设 备时钟为 PTP时间同步网络的备用祖母时钟。 在主祖母时钟正常工作时， 时钟源为主祖母时钟， OC1设备通过 announce报文将自身的时钟信息传递 给 BC1设备， BC1设备根据接收到的 announce报文调整自身的时钟与 OC1 设备一致， 并通过 announce报文将自身的时钟信息传递给 BC2设备， BC1 设备称为 BC2设备的上游设备， BC2设备称为 BC1设备的下游设备，依次 类推， 直至完成整个时间同步网络设备的时间同步。 当时间同步网络结构 为非线性结构时， 由于 announce报文为广播发送， 因此， 任意一个 BC设 备可能接收到多个上游设备发送的 announce报文， 若当前时刻 BC设备接 收到多个 announce报文， BC设备从接收到 announce报文中选择时钟等级 最优的设备时钟跟踪，该被选中的设备称为 BC设备的父辈。 当时间同步网 络为线性网络时， 上游设备即为其父辈。 此时， 如图 1 所示的实线方向为 announce报文的传递方向， 实线箭头处端口状态为 Slave, 实线箭尾处端口 状态为 Master; 当主祖母时钟丟失或者主祖母时钟质量变差时， 时钟源将 倒换为备用祖母时钟， 如图 1所示， OC2设备按照虚线方向传递 announce 报文， 此时， 对于每一个 BC设备来说， 端口状态将发生倒换， 即原 Master 端口状态倒换为 Slave状态， 原 Slave端口状态倒换为 Master状态， 图 1中 虚线箭头处端口状态为 Slave, 虚线箭尾处端口状态为 Master。 在 Slave端 口状态倒换为 Master状态的过程中，为了防止 PTP时间同步网络中存在环， 在 Slave端口状态倒换为 Master状态之前，加入了一个 pre-Master状态， 即 在 BC设备接收到 announce报文后， 不是立即进行端口状态倒换， 而是经 过一定时长的等待后， 再进行端口状态倒换。 由于 Pre-Master状态的存在， 使得 PTP时间同步网络中， 各设备在进行通信端口状态倒换时，耗时过长， 不利于 PTP时间同步网络的稳定。 发明内容
有鉴于此， 本发明实施例提供一种时钟同步方法及设备， 用以在 PTP 时间同步网络中， 减少各设备进行通信端口状态倒换的时间， 保障 PTP时 间同步网络的稳定。
本发明实施例提供一种时钟同步方法， 包括： BC设备接收携带有祖母时钟 GM的标识信息的通告 announce报文； 所述 BC设备确定当前时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM 的标识信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信 息不同时， 控制自身中当前时刻处于非 Master状态的通信端口直接倒换为 主 Master状态。
本发明实施例提供一种时钟同步设备， 包括： 接收模块和第一倒换模 块； 其中，
接收模块，用于接收携带有祖母时钟 GM的标识信息的 announce报文； 第一倒换模块， 用于在确认本设备在当前时刻需要进行通信端口状态 倒换时， 且确定当前时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识 信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息不同 时， 控制本设备中当前时刻处于非 Master状态的通信端口直接倒换为主 Master状态。
本发明实施例提供的时钟同步方法及装置， BC设备根据当前时刻接收 到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息， 确定出若当前时刻接收 到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息不同时，则控制当前状态为非 Master 状态的通信端口跳过 pre-Master状态， 直接倒换为 Master状态， 这是因为 若 BC设备在当前时刻接收到的 announce报文中携带的 GM标识信息与上 一时刻接收到的 announce报文中携带的 GM标识信息不同时， 说明原 GM 信息已经从当前网络中清除， 因此， 不经过 pre-Master状态的等待， 也不 会引入环， 这样， 便减少了 PTP时间同步网络在进行 BC设备的通信端口 状态倒换的时间， 保障了 PTP时间同步网络的稳定。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述， 并且， 部分地从 说明书中变得显而易见， 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其 他优点可通过在所写的说明书、 权利要求书、 以及附图中所特别指出的结 构来实现和获得。 附图说明
图 1为现有技术中，为 PTP时间同步网络一种可能的拓朴结构示意图； 图 2为本发明实施例中， 时间同步方法实施流程示意图；
图 3为本发明实施例中， 时间同步设备一种可能的结构示意图。 具体实施方式
为了解决 PTP时间同步网络中， 各设备在进行通信端口状态倒换时， 耗时过长， 不利于 PTP时间同步网络稳定的问题， 本发明实施例提供一种 时钟同步方法及设备，其基本思想是： 边界时钟 BC设备接收携带有祖母时 钟 GM标识信息的 announce报文； 所述 BC设备确认自身在当前时刻需要 进行通信端口状态倒换， 且确定当前时刻接收到的父辈 announce报文中携 带的 GM的标识信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM 的标识信息不同时， 控制自身中当前时刻处于非主 Master状态的通信端口 直接倒换为 Master状态。
本发明实施例提供的时钟同步方法及设备适用于 PTP时间同步网络的 拓朴结构为线性的情况， 也适用于 PTP时间同步网络的拓朴结构为非线性 时的一个网络片段。 为了便于描述， 本发明实施例中以 PTP时间同步网络 的拓朴结构为线性为例进行说明。
发明人发现： 在 PTP时间同步网络中， 在当前链路发生故障， 发生故 障处的设备无法将 announce报文向下游设备传递时， 将引起网络拓朴结构 的变化， 例如， 图 1中的 BC2设备和 BC3设备之间的链路出现故障， BC3 设备无法接收到 BC2设备传递的 announce报文，从而无法获得 GN的时钟 信息， 此时， BC3设备认为 GM丟失， 并向自身的下游设备 BC4、 BC5、 BC6和 BC7传递 GM丟失消息， 以及通过启动 BMC算法重新选择 GM, 选择出的 GM为当前网络中时钟质量最好的设备， 此时， 图 1中的 OC2设 备时钟被选择为 GM。选择出的 OC2设备通过向与自身连接的 BC7设备发 送 announce消息，传递自身的时钟信息，使得 BC7与自己的时钟保持一致。 此时， BC7设备将进入通信端口状态倒换阶段， 由于 BC7为原来网络拓朴 结构中的末端设备， 因此， BC7设备的通信端口状态为 Slave。 对于 BC7 来说， 需要将将当前的 Slave端口状态倒换为 Master状态。 若当前链路中 存在环路，则 BC7可能在当前时刻仍然接收到上游设备发送的 announce消 息， 在该 announce消息中携带的是原来的 GM的标识信息， 但实际上由于 链路故障该 GM已经失效， 可能导致 BC7跟踪错误的 GM。 为了解决上述 问题，在 BC7处于 Slave状态的通信端口进行状态倒换时，加入了 pre-Master 状态进行过渡， 以避免网络中存在环， 即当 BC7进行通信端口状态倒换时， Slave状态不是立即倒换为 Master状态， 而是先进入 pre-Master状态， pre-Master状态持续一定的时长后， 再进入 Master状态。 PTP协议规定 pre-Master状态时长按照如下公式确定： = 其中， ^为 announce报文 发送间隔时长， 按照如下方式确定： 当发送 announce报文的设备为主 GM 设备或者备用 GM设备时， 即为 OC设备时， /¾ = () ; 当发送 announce报文 的设备为中间设备， 即为 BC设备时， = r + 1 , r为发送 announce报文的 设备到主 GM设备或者备用 GM设备的跳数。 例如， 对于图 1中的 BC3设 备来说，当主 GM倒换为备用 GM后，其 pre-Master状态时长为： Γ = (3 + 1) 。
如图 1所示的 ΡΤΡ时间同步网络， 共有 7台 BC设备， 假设 announce 报文发送间隔为 2s, 在最极端的情况下， 若每台设备均进行通信端口状态 倒换时，则每个设备都需要首先进入 pre-Master状态，则在整个同步时间网 络进行通信端口状态倒换过程中， pre-Master状态消耗的时间为： [ ( 1+1 ) +(2+1)+(3+1)+ ... ... + ( 7+1 ) ]*2s=70s。 这样， 使得时间同步网络达到稳定 需要的等待时间过长。
基于此， 本发明实施例提供了一种时钟同步方法及设备。 以下结合说 明书附图对本发明的优选实施例进行说明， 应当理解， 此处所描述的优选 实施例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明， 并且在不沖突的 如图 2所示， 为本发明实施例提供的时钟同步方法实施流程示意图， 该方法包括如下步驟：
5201、 BC (边界时钟）设备接收携带有 GM (祖母时钟） 的标识信息 的 announce才艮文；
具体实施中， BC设备接收上游设备发送的 announce报文，该 announce 报文中携带有 GM的标识信息。
5202、 BC设备确定当前时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM 的标识信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信 息不同时， 控制自身中当前时刻处于非 Master (主）状态的通信端口由非 Master 态直接倒换为 Master 态。
具体的， 当 BC设备检测到当前 GM丟失， 或者所述 BC设备在检测到 自身所在网络的拓朴结构改变时， 确认自身需要进行通信端口状态倒换。 另外， 当 BC设备感知到当前 GM设备时钟质量变差时， 也可以确认自身 需要进行通信端口状态倒换。
具体的，本发明实施例涉及的非 Master状态包括但不限于： Slave状态、
Passive状态和监听状态等。
具体的， 当 BC设备确定接收到的父辈 announce报文中携带的 GM设 备的标识信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM设备的 标识信息不同， 说明当前的局部网络中原来的 GM设备的标识信息已经被 清除， 此时， 可以控制自身中处于非 Master状态的通信端口可以立即倒换 为 Master状态，以及控制自身中处于 Master状态的通信端口由 Master状态 倒换为 Slave状态。
具体实施中， 时间同步方法， 还可以包括：
若 BC设备确定当前时刻接收到的父辈 announce报文携带的 GM信息 与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息相同时， 控制自身中当前时刻处于非 Master状态的通信端口进入 Pre-master状态。
具体实施中， 时钟同步方法， 还可以包括：
BC设备检测处于 Pre-master 态的通信端口处于 Pre-master 态的时 长是否到达设定值； 以及
在到达设定值时， BC设备控制自身中当前时刻处于 pre-Master状态的 通信端口由 pre-Master 态倒换为 Master 态。
本发明实施例中， 设定值可以按照如下方式确定： r = (« + l) * t , 其中：
Γ为 pre-Master状态时长； w为 BC设备到时钟源设备的跳数； ί为 announce 才艮文发送的时间间隔。
应当理解， 本发明实施例提供的时钟同步方法也可以包括当 PTP网络 中的 GM设备的端口进入 Master状态时，由于 GM设备跟踪 PTP时间同步 网络外的时钟源， 因此， 无需经过 pre-Master状态。
本发明实施中， 由于 BC设备在确认自身需要进行通信端口状态倒换 时， 判断当前接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息与上一 时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息不同时， 说明上 一时刻的 GM信息在当前的局部网络中已经被清除， 此时即使不加入中间 过渡的 pre-Master状态， 也不会导致 BC设备跟踪错误的时钟源， 因此， 进 行通信端口状态倒换时，可以跳过中间过渡的 pre-Master状态。 由于跳过了 中间过渡的 pre-Master状态， 从而在 PTP时间同步网络中， 减少了各设备 进行通信端口状态倒换的时间， 从而减少了 PTP时间同步网络达到稳定的 时间， 保障 PTP时间同步网络的稳定。
基于同一发明构思， 本发明实施例中还提供了一种时间同步设备， 由 于该时间同步设备解决问题的原理与时间同步方法相似， 因此该设备的实 施可以参见方法的实施， 重复之处不再赘述。
如图 3 所示， 为本发明实施提供的时间同步设备一种可能的结构示意 图， 包括：
接收模块 301 , 用于接收携带有祖母时钟 GM标识信息的 announce报 文；
第一倒换模块 302,用于在确认本设备在当前时刻需要进行通信端口状 态倒换时， 且确定当前时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标 识信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息不 同时， 控制本设备中当前时刻处于非 Master状态的通信端口直接倒换为 Master状态。
具体的， 第一倒换模块 302可以用于在检测到本设备当前 GM丟失时， 或者在检测到本设备所在网络的拓朴结构改变时， 确认本设备需要进行通 信端口状态倒换。 另外， 当第一倒换模块 302感知到当前 GM设备时钟质 量变差时， 也可以确认本设备需要进行通信端口状态倒换。
具体实施中， 时间同步设备， 还可以包括：
预倒换模块， 用于在当前时刻接收到的父辈 announce报文携带的 GM 信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息相同 时， 控制自身中当前时刻处于非 Master状态的通信端口进入 Pre-master状 态。
具体实施中， 时间同步设备， 还可以包括：
检测模块，用于检测处于 Pre-master状态的通信端口处于 Pre-master状 态的时长是否到达设定值； 第二倒换模块，用于在检测到 Pre-master状态的时长到达设定值时，控 制本设备中当前时刻处于 pre-Master状态的通信端口由 pre-Master状态倒换 为 Master状态。
具体的， 检测模块可以按照如下方式确定 pre-Master状态时长的设定 值： Γ = (Μ + 1) * ί , 其中： Γ为 pre-Master状态时长； w为 BC设备到时钟源设 备的跳数； t为 announce报文发送的时间间隔。
本发明实施例提供的时钟同步方法及装置， BC设备根据当前时刻接收 到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息， 确定出若当前时刻接收 到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息不同时，则控制当前状态为非 Master 状态的通信端口跳过 pre-Master状态， 直接倒换为 Master状态， 这是因为 若 BC设备在当前时刻接收到的 announce报文中携带的 GM标识信息与上 一时刻接收到的 announce报文中携带的 GM标识信息不同时， 说明原 GM 信息已经从当前网络中清除， 因此， 不经过 pre-Master状态的等待， 也不 会引入环， 这样， 便减少了 PTP时间同步网络在进行 BC设备的通信端口 状态倒换的时间， 保障了 PTP时间同步网络的稳定。
本领域内的技术人员应明白， 本发明的实施例可提供为方法、 ***、 或计算机程序产品。 因此， 本发明可采用完全硬件实施例、 完全软件实施 例、 或结合软件和硬件方面的实施例的形式。 而且， 本发明可采用在一个 或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质 （包括但不 限于磁盘存储器、 CD-ROM、 光学存储器等）上实施的计算机程序产品的 形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、 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驟以产生计算机 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 功能的步驟。
尽管已描述了本发明的优选实施例， 但本领域内的技术人员一旦得知 了基本创造性概念， 则可对这些实施例做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发明范围的所有变更和 修改。
显然， 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离 本发明的精神和范围。 这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权 利要求及其等同技术的范围之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在 内。

Claims

权利要求书
1、 一种时钟同步方法， 其特征在于， 该方法包括：
边界时钟 BC设备接收携带有祖母时钟 GM标识信息的通告 announce 报文；
所述 BC设备确认自身在当前时刻需要进行通信端口状态倒换，且确定 当前时刻接收到的父辈 announce 4艮文中携带的 GM的标识信息与上一时刻 接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息不同时， 控制自身中 当前时刻处于非主 Master状态的通信端口直接倒换为 Master状态。
2、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 该方法还包括：
所述 BC设备确定当前时刻接收到的父辈 announce报文携带的 GM信 息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM 的标识信息相同 时， 控制自身中当前时刻处于非 Master状态的通信端口进入 Pre-master状 态。
3、 如权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 该方法还包括：
所述 BC设备检测处于 Pre-master状态的通信端口处于 Pre-master状态 的时长是否到达设定值； 以及
在到达设定值时， 所述 BC设备控制自身中当前时刻处于 pre-Master 状态的通信端口由 pre-Master状态倒换为 Master状态。
4、 如权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述设定值按照如下方式 确定： T = (n + l) * t ,
其中：
T为 pre-Master 态时长；
n为所述 BC设备到时钟源设备的跳数；
t为 announce才艮文发送的时间间隔。
5、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述 BC设备确认自身在 当前时刻需要进行通信端口状态倒换为：
所述 BC设备在检测到当前 GM丟失，或所述 BC设备在检测到自身所 在网络的拓朴结构改变时， 确认自身需要进行通信端口状态倒换。
6、 一种时钟同步设备， 其特征在于， 该设备包括： 接收模块和第一倒 换模块； 其中，
接收模块， 用于接收携带有祖母时钟 GM标识信息的 announce报文； 第一倒换模块， 用于在确认本设备在当前时刻需要进行通信端口状态 倒换时， 且确定当前时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识 信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息不同 时， 控制本设备中当前时刻处于非主 Master状态的通信端口直接倒换为主 Master状态。
7、 如权利要求 6所述的设备， 其特征在于， 该设备还包括：
预倒换模块， 用于在当前时刻接收到的父辈 announce报文携带的 GM 信息与上一时刻接收到的父辈 announce报文中携带的 GM的标识信息相同 时， 控制自身中当前时刻处于非 Master状态的通信端口进入 Pre-master状 态。
8、 如权利要求 7所述设备， 其特征在于， 该设备还包括：
检测模块，用于检测处于 Pre-master状态的通信端口处于 Pre-master状 态的时长是否到达设定值；
第二倒换模块， 用于在 Pre-master状态的时长到达设定值时，控制本设 备中当前时刻处于 pre-Master状态的通信端口由 pre-Master状态倒换为 Master状态。
9、如权利要求 8所述的设备，其特征在于，按照如下方式确定 pre-Master 态时长的设定值： T = (n + l) * t ,
其中： T为 pre-Master 态时长；
n为所述 BC设备到时钟源设备的跳数；
t为 announce才艮文发送的时间间隔。
10、 如权利要求 6所述的设备， 其特征在于， 所述第一倒换模块确认 本设备在当前时刻需要进行通信端口状态倒换为：
在检测到本设备当前 GM丟失， 或在检测到本设备所在网络的拓朴结 构改变时， 确认本设备需要进行通信端口状态倒换。
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