CN101051887A - 一种多重化网络中时钟同步的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多重化网络中时钟同步的方法、设备和系统。本发明涉及工业通信技术领域。本发明的方法包括，当多重化网络中的设备判断出其端口所在总线上没有主时钟时，所述总线上的各个设备通过所述端口的优先级确定出唯一主时钟的端口；所述总线上的从时钟端口通过所述主时钟端口进行时钟同步。本发明的方法、设备和系统，实现多重化网络中的时钟冗余，各个总线上都存在唯一的主时钟端口，各个设备通过从时钟端口与总线上的主时钟端口进行同步，设置各个设备的端口优先级，通过优先级比较，将优先级最高的端口设定为主时钟端口，如果某条总线上的主时钟端口出现故障，总线上各个端口重新竞争出主时钟端口，从而有效地保证网络的时钟同步。

Description

一种多重化网络中时钟同步的方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及工业通信技术领域，特别是指一种多重化网络中时钟同步的方法、设备和系统。

背景技术

在社会不断进步、发展的过程中，对于人身安全的保护受到越来越多的关注，尤其是对于工业控制系统中，系统稍有差错就会造成对人身的伤害，因此对于工业控制系统的可靠性要求越来越高。如，在大型的石油化工、电力、冶金等行业中，紧急制动系统作为保护生命财产安全的一种重要手段而广泛应用。作为系统本身，其可靠性的要求不断增高。因此，多重化网络冗余就成为一种选择，多重化网络是各个设备的各个端口连接在不同协议标准的网络中，在多重化的网络中，能够通过各种网络的特点，提高网络冗余，有效的增加系统的安全性。

在多重化网络中，由于对网络响应时间的要求非常严格，并且对于网络中系统组成的各个部分的协同工作的同步要求也非常严格，在这种情况下，时钟同步对系统的作用就越来越重要。在系统的可靠性要求增高的情况下，多重化网络被越来越多的研究。

用于工业控制系统中的多重化网络，其特点是实时性强，实时数据量多，强调实时性，在各种通信协议中，提供了各种手段进行时钟同步。多重化网络的发展是要达到异构冗余，会导致网络中的系统在几个网段中选择不同的总线，或者选择不同的同步协议。目前同步的方式是通过外部的时钟源，为整个多重化网络提供时钟同步，这样的时钟同步方式较单一，冗余效果差。依靠目前的外部时钟源的同步方式，影响多重化网络的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种多重化网络中时钟同步的方法设备、和系统，以解决上述目前在多重化网络中的时钟同步方式较单一，冗余效果差的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种多重化网络中时钟同步的方法，包括：

当多重化网络中的设备判断出其端口所在总线上没有主时钟时，所述总线上的各个设备通过自身端口的优先级确定出唯一的主时钟端口设备，所述主时钟端口设备通过所述主时钟端口在所述总线上发送同步报文；

所述总线上非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步。

其中，所述确定出唯一主时钟端口的过程包括：

比较所述总线上各个端口的优先级，将优先级最高的端口确定为主时钟端口；

如果比较出两个以上、优先级最高且相同的端口，则比较端口所在设备的IP地址和/或MAC地址的大小，确定出唯一的主时钟端口。

其中，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步的过程包括：

通过所述同步报文计算自身设备的时钟与所述主时钟的时间差，利用所述时间差调整自身的时钟与所述主时钟同步。

其中，该方法之前进一步包括：

所述多重化网络中的各个设备在初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

其中，在所述初始化后，首次确定出主时钟端口后，该方法进一步包括：

首次确定为主时钟端口的设备，将首次确定的主时钟端口的优先级升高，将自身在各总线上的端口优先级设置为与首次确定的主时钟端口优先级相同，非主时钟端口的设备将自身在各总线上的端口中，设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口。

其中，所述设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口的过程包括：

在各个端口所属网络中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，将其余的端口设置为辅助从时钟端口。

其中，非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步后，进一步包括：

所述辅助从时钟端口通过其所在总线上接收到的同步报文计算并记录其自身设备的时钟与该总线上主时钟之间的时间差。

其中，通过所述同步报文计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差为：

辅助从时钟端口接收网络中主时钟端口所发送的同步报文，计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差；

或辅助从时钟端口向主时钟端口发送同步请求，主时钟端口回复同步报文，所述辅助从时钟端口计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差。

其中，该方法进一步包括：

所述从时钟端口出现故障后，在所述从时钟端口所在设备的各个辅助从时钟端口中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，成为从时钟的端口利用所述记录的与所述主时钟端口之间的时间差，调整自身与主时钟之间的同步。

本发明提供一种多重化网络时钟同步的设备，包括：

判断单元，用于判断出其端口所在总线上没有主时钟时，通知比较单元；

比较单元，用于将所述端口的优先级和所述总线上其它设备端口的优先级进行比较，将比较结果通知主时钟设置单元；

主时钟设置单元，用于接收所述比较结果，当自身的端口优先级在所述总线上最高时，将自身的端口在所述总线上设置为唯一的主时钟端口；

主时钟同步单元，用于在主时钟设置单元设置出主时钟端口后，通过所述主时钟端口在所述总线上发送用于时钟同步的同步报文。

其中，所述设备还包括初始化单元，用于在设备初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

其中，所述设备还包括地址比较单元，用于在所述比较单元比较出自身的端口优先级最高、且与其它设备的端口的优先级相同时，比较自身设备与所述总线上其它设备的IP地址和/或MAC地址的大小。

其中，所述设备中还包括优先级设置单元，用于将所述主时钟端口的优先级升高，将自身各个端口的优先级设置为与所述主时钟端口的优先级相同的优先级。

本发明还提供一种多重化网络时钟同步的设备，包括：

判断单元，用于判断出其端口所在总线上没有主时钟时，通知比较单元；

比较单元，用于将所述端口的优先级和所述总线上其它设备端口的优先级进行比较，将比较结果通知设置单元；

设置单元，用于接收所述比较结果，当自身的端口优先级低于所述总线上其它端口的优先级时，将自身的端口在所述总线上设置为从时钟端口或辅助从时钟端口；

同步单元，用于在设置单元设置出从时钟端口后，通过所述从时钟端口接收来自所述总线上主时钟端口的同步报文，利用所述同步报文计算自身的时钟与所述总线上主时钟的时间差，利用所述时间差调整自身的时钟与主时钟同步。

其中，所述设备还包括初始化单元，用于设备初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

其中，所述设置单元用于在设备初始化后，在设备的所有端口中，选择出时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，将其余端口设置为辅助从时钟端口。

其中，所述设备还包括记录单元，用于在同步单元取得同步后，通过辅助从时钟端口所在总线上接收到的同步报文计算并记录自身的时钟与所述主时钟之间的时间差；

或通过辅助从时钟端口向总线上的主时钟端口发送同步请求，接收来自主时钟端口回复的同步报文，通过所述同步报文计算并记录所述自身的时钟与所述主时钟之间的时间差。

其中，所述设备还包括恢复单元，用于在所述从时钟端口出现故障后，通过设置单元在各个辅助从时钟端口中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，利用记录单元所记录的与所述主时钟之间的时间差，通过同步单元调整自身的时钟与主时钟之间的同步。

本发明还提供一种多重化网络中时钟同步的系统，包括至少两个设备，

各个设备判断出自身的端口所在总线上没有主时钟时，所述总线上的各个设备通过自身端口的优先级确定出唯一主时钟的端口，所述主时钟端口设备通过所述主时钟端口在所述总线上发送同步报文；

所述总线上非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步。

其中，各个设备通过自身端口的优先级确定主时钟端口的过程中，将自身端口的优先级与所述总线上各个端口的优先级进行比较，将优先级最高的端口确定为主时钟端口；

如果比较出两个以上、优先级最高且相同的端口，则比较端口所在设备的IP地址和/或MAC地址的大小，确定出唯一的主时钟端口。

其中，首次确定为主时钟端口的设备，还用于将主时钟端口的优先级升高，将自身在各个总线上的端口的优先级设置为相同优先级；

所述多重化网络中非主时钟端口的设备，还用于在自身所在各个总线的端口中，设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口。

其中，所述非主时钟端口的设备，还用于在从时钟端口出现故障后，在辅助从时钟端口中，选择出时钟精度最高的端口或将预先指定的端口作为从时钟端口。

通过本发明的方法、设备和系统，能够有效的实现多重化网络中的时钟冗余，网络中各个总线上都存在唯一的主时钟端口，各个设备通过自身的从时钟端口与总线上的主时钟端口进行同步，设置各个设备的端口优先级，通过优先级的比较，将优先级最高的端口设定为主时钟端口，如果某条总线上的主时钟端口出现故障，该总线上的各个端口重新竞争出主时钟端口，从而有效地保证网络的时钟同步。各个设备设置在自身设置一个从时钟端口，将其余端口设置为辅助从时钟端口，当从时钟端口出现故障后，将时钟精度最高的辅助从时钟端口作为新的从时钟端口，保证该设备与主时钟的时钟同步。

附图说明

图1是本发明实施例中多重化网络的结构图；

图2是本发明实施例中多重化网络初始化后时钟同步的流程图；

图3是本发明实施例中端口状态转换的示意图；

图4是本发明实施例中采用PTP协议从时钟同步的示意图；

图5是本发明实施例中多重化网络时钟端口转换后的示意图；

图6是本发明实施例中多重化网络时钟端口转换的流程图；

图7是本发明实施例中多重化网络中采用SNTP时，辅助从时钟端口同步的示意图；

图8是本发明实施例中多重化网络中采用NTP时，辅助从时钟端口同步的示意图；

图9是本发明实施例中多重化网络中主时钟设备的结构图；

图10是本发明实施例中多重化网络中从时钟设备的结构图。

具体实施方式

本发明中的多重化网络，是指网络中系统的每一个设备都有N(N＞＝2)个通信接口，每个通信接口只与一条总线相连接，网络中各个总线在物理上相互不连接，并且其时钟同步在逻辑上也没有交叉点。在多重化网络中，不论端口的性质如何，每个设备都有相应的通信栈，每个设备不能同时出现两个从时钟端口。

下面给出本发明的优选实施例并结合附图详细说明本发明。

参加图1，在图1的多重化网络中，共有四个设备，设备1至设备4，每个设备的端口分别与总线1、总线2、总线3相连接，并在每个总线上设置有端口。其中，总线1所采用的时钟同步协议为精确时钟同步协议(PTP，Precision Time Protocol)，总线2采用的是网络时钟同步协议(NTP，Net Time Protocol)，总线3采用的是简化网络时钟同步协议(SNTP，Sample Net Time Protocol)。

现结合图2说明图1中的设备初始化后时钟同步的过程。

步骤S201：设备进行初始化；

每个设备在上电后，都要进行初始化，并为各个端口设置优先级。初始化时，每个端口状态为未校准uncalibrated。端口的状态转换参见图3，端口从未校准状态下转换为监听状态后，可以转换到主时钟、从时钟、辅助从时钟状态；主时钟、从时钟、辅助从时钟三种状态在转换过程中，也要经过监听状态的转换。

步骤S202：判断是否存在主时钟；

如果判断出不存在主时钟，则执行步骤S203后，再执行步骤S204；如果存在主时钟，则直接执行步骤S204；四个设备在初始化完成后，各个设备转入到监听listening状态，设备初始化后，网络中还不存在主时钟设备。因此，各个设备在每个总线上都不会接收到来自主时钟的同步报文。

步骤S203：生成主时钟端口；

各个设备在其端口所在总线上申请成为主时钟端口，当每条总线上有多个端口申请成为主时钟端口时，要进行优先级的比较，优先级最高的端口成为主时钟端口。在本实施例中，设备1在总线2的端口优先级为7级，最高级。该端口成为总线2上的主时钟端口。

其中，如果确定主时钟端口的过程中，如果同时出现多个优先级最高的端口申请主时钟端口，则按照其总线时钟同步协议进行竞争，如将IP地址小的设备端口作为主时钟端口。

在设备初始化后，首次成为一条总线上主时钟端口的设备，将成为主时钟设备，并将其在各个总线上端口都设置为所在总线的主时钟端口。

设备1在总线2上的端口成为主时钟端口后，自身的优先级将升高一级，将自身设置为主时钟设备后，自身在总线1和总线3上的端口分别设置为主时钟端口，且和主时钟端口具有相同的优先级。成为主时钟设备后，自身所有的主时钟端口处于主用master状态。

步骤S204：设置从时钟、辅助从时钟端口；

在主时钟设备确定以后，各个设备设置自身的从时钟端口和辅助从时钟端口，在本实施例中，设备2、设备3和设备4将自身的端口中找出所采用的时钟同步协议精度最高的端口，并设置为从时钟端口，将其余的端口设置为辅助从时钟端口。由于总线1上采用的是PTP协议，时钟协议的精度比NTP和SNTP协议的精度高。因此，设备2、设备3和设备4将总线1上的端口设置为从时钟端口，将其余的端口分别设置为辅助从时钟端口。

设备在上电的过程中，可能会出现先后顺序，例如，设备1、设备2和设备3同时上电初始化，设备4单独上电。在这种情况下，设备4初始化后，判断出网络中已经存在主时钟设备。设备4将自身的端口中找出所采用的时钟同步协议精度最高的端口，并设置为从时钟端口，将其余的端口设置为辅助从时钟端口。

每个设备在设置从时钟端口时，如果存在多个采用的时钟同步协议精度最高的端口，则任选一个端口或将预先指定的端口作为从时钟端口。

端口成为从时钟端口后，状态处于从属slave状态；辅助从时钟端口的状态处于辅助assistant状态。

步骤S205：从时钟端口通过主时钟端口进行同步；

在各个端口设置成功后，网络开始运行，每个设备的从时钟端口通过其所在总线上的主时钟端口进行同步。在本实施例中，以总线1的从时钟同步过程进行说明。

总线1采用的是PTP协议的时钟同步，同步的过程参见图4。

主时钟端口与设备2上的从时钟端口之间的线路延迟为1S，且当前主时钟端口和从时钟端口两个各自的时钟基数不同。

主时钟端口在Tm1(Time Master 1)＝1000时刻发送时间同步信息，从时钟端口在Ts1(Time Slave 1)＝951时刻接收到同步信息后，记录时间，并且将其时间设置同发送时刻Tm1的时间相同，此时，主时钟端口和从时钟端口之间相差一个线路延迟的时间；

从时钟端口在随机时间后，Ts3＝1007的时刻发送一个时间延迟请求的报文给主时钟端口，由于两个端口相差1s，线路延迟为1s。因此，主时钟端口在Tm3＝1009的时刻接收到该报文，在Tm4＝1011的时刻将收到该报文的时间回送给从时钟端口，主时钟端口在发送报文时，从时钟端口的时刻为Ts＝1010，经过1s钟的线路时延，在Ts＝1011的时刻收到。从时钟端口根据延迟请求的回应报文计算出跟主时钟的线路延迟Delay，

Delay＝[(Ts3-Tm3)+(Ts4-Tm4)]/2＝1s；

将自己的时间调整1s后，同主时钟同步，自此同步完成。

本次时钟同步的时间偏移量Offset＝Ts1-Tm1-Delay＝50s。

至此，多重化网络中各个设备在初始化结束后，通过从时钟端口实现与主时钟的同步。

多重化网络中的各个设备在运行过程中，各个端口都有可能出现故障。如果在一条总线上，主时钟端口出现了故障，主时钟端口所在总线上各个设备将失去与主时钟的同步，对于总线上的设备而言，将是十分危险的。因此，当主时钟出现故障后，其所在总线上的其它设备的端口在检测到没有主时钟后，总线上的其余各个端口将确定出新的主时钟端口。下面给出实施例，并结合附图详细描述在运行过程中出现端口故障后，本发明如何进行时钟同步。

参见图5，设备1在总线3上的主时钟端口出现故障后，总线3上的各个设备在预定时间没有接收到来自主时钟的同步报文，则将选择出新的主时钟端口。具体过程参见图6，

步骤S601：判断是否存在主时钟；

当总线3上的设备2、设备3和设备4在预定时间内没有接收到来自主时钟端口的报文后，判断出该总线上不存在主时钟端口。否则重复判断。

总线上任一端口出现故障后，该端口所在设备上的各个端口的优先级降低。

步骤S602：生成主时钟端口；

各个设备转入到监听listening状态，设备2、设备3、设备4在总线3上的端口同时申请成为主时钟端口，总线3上的各个端口申请成为主时钟端口时，要进行优先级的比较，优先级最高的端口成为主时钟端口。在本实施例中，设备2在总线3的辅助从时钟端口优先级为6级，在总线3上的优先级最高。该端口成为总线3上的主时钟端口。

设备2在总线2上的端口成为主时钟端口后，自身各个端口的优先级将升高一级。

步骤S603：各个时钟端口与主时钟端口进行时钟同步。

在总线3上确定出主时钟端口后，在该总线3上的设备3、设备4的辅助从时钟端口将记录自身与主时钟的时间差。

辅助从时钟的端口与主时钟端口进行同步时，需要等到其它主时钟端口和从时钟端口完成同步后，才能开始计算线路延迟。但辅助从时钟端口只记录与主时钟端口的线路延迟，不调整自身与主时钟同步，只有该设备的从时钟端口出现故障后，设备上辅助从时钟端口申请成为从时钟端口后，才利用所记录的线路延迟调整自身的时钟。

下面结合附图详细说明辅助从时钟与主时钟之间记录同步信息的过程。参见图7，图7是本实施例中，网络中采用同步协议为SNTP，在系统已经完成同步，从时钟和主时钟完成同步后，其它端口从监听状态转变为辅助从时钟状态，辅助从时钟端口不断记录主时钟端口发送来的同步信息，计算出与主时钟之间的时间差，计算过程与步骤S205中所描述的相同。图8是网络中采用同步协议为NTP时，辅助从时钟与主时钟的同步示意图。计算过程与步骤S205中所描述的相同。辅助从时钟计算并记录与主时钟之间的时间差。

参见图5，在网络的运行过程中，总线1上设备3的从时钟端口出现故障后，设备2在另外两条总线上，选择所采用的时钟同步协议精度最高的作为从时钟，设备2将在总线2上的辅助从时钟改为从时钟。

上面的各个实施例详细说明在多重化网络中时钟同步的实现过程。下面介绍在多重化网络中实现时钟同步的主时钟设备，参见图9，本发明提供一种多重化网络时钟同步的主时钟设备，包括：

判断单元901，用于判断出其端口所在总线上没有主时钟时，通知比较单元902；

比较单元，用于将所述端口的优先级和所述总线上其它设备端口的优先级进行比较，将比较结果通知主时钟设置单元903；

主时钟设置单元903，用于接收所述比较结果，当自身的端口优先级在所述总线上最高时，将自身的端口在所述总线上设置为唯一的主时钟端口；

主时钟同步单元904，用于在主时钟设置单元903设置出主时钟端口后，通过所述主时钟端口在所述总线上发送用于时钟同步的同步报文。

其中，所述设备还包括初始化单元907，用于在设备初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

其中，所述设备还包括地址比较单元905，用于在所述比较单元比较出自身的端口优先级最高、且与其它设备的端口的优先级相同时，比较自身设备与所述总线上其它设备的IP地址和/或MAC地址的大小。

其中，所述设备中还包括优先级设置单元906，用于将所述主时钟端口的优先级升高，将自身各个端口的优先级设置为与所述主时钟端口的优先级相同的优先级。

参见图10，本发明还提供一种多重化网络时钟同步的从时钟设备，包括：

判断单元1001，用于判断出其端口所在总线上没有主时钟时，通知比较单元1002；

比较单元1002，用于将所述端口的优先级和所述总线上其它设备端口的优先级进行比较，将比较结果通知设置单元1003；

设置单元1003，用于接收所述比较结果，当自身的端口优先级低于所述总线上其它端口的优先级时，将自身的端口在所述总线上设置为从时钟端口或辅助从时钟端口；

同步单元1004，用于在设置单元1003设置出从时钟端口后，通过所述从时钟端口接收来自所述总线上主时钟端口的同步报文，利用所述同步报文计算自身的时钟与所述总线上主时钟的时间差，利用所述时间差调整自身的时钟与主时钟同步。

其中，所述设备还包括初始化单元1005，用于设备初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

其中，所述设置单元1003用于在设备初始化后，在设备的所有端口中，选择出时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，将其余端口设置为辅助从时钟端口。

其中，所述设备还包括记录单元1006，用于在同步单元1004取得同步后，通过辅助从时钟端口所在总线上接收到的同步报文计算并记录自身的时钟与所述主时钟之间的时间差；

或通过辅助从时钟端口向总线上的主时钟端口发送同步请求，接收来自主时钟端口回复的同步报文，通过所述同步报文计算并记录所述自身的时钟与所述主时钟之间的时间差。

其中，所述设备还包括恢复单元1007，用于在所述从时钟端口出现故障后，通过设置单元1003在各个辅助从时钟端口中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，利用记录单元1006所记录的与所述主时钟之间的时间差，通过同步单元1004调整自身的时钟与主时钟之间的同步。

本发明还提供一种多重化网络中时钟同步的系统，包括至少两个设备，

各个设备判断出自身的端口所在总线上没有主时钟时，所述总线上的各个设备通过自身端口的优先级确定出唯一主时钟的端口，所述主时钟端口设备通过所述主时钟端口在所述总线上发送同步报文；

所述总线上非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步。

其中，各个设备通过自身端口的优先级确定主时钟端口的过程中，将自身端口的优先级与所述总线上各个端口的优先级进行比较，将优先级最高的端口确定为主时钟端口；

如果比较出两个以上、优先级最高且相同的端口，则比较端口所在设备的IP地址和/或MAC地址的大小，确定出唯一的主时钟端口。

其中，首次确定为主时钟端口的设备，还用于将主时钟端口的优先级升高，将自身在各个总线上的端口的优先级设置为相同优先级；

所述多重化网络中非主时钟端口的设备，还用于在自身所在各个总线的端口中，设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口。

其中，所述非主时钟端口的设备，还用于在从时钟端口出现故障后，在辅助从时钟端口中，选择出时钟精度最高的端口或将预先指定的端口作为从时钟端口。

对于本发明的方法、设备和系统，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1、一种多重化网络中时钟同步的方法，其特征在于，包括：

当多重化网络中的设备判断出其端口所在总线上没有主时钟时，所述总线上的各个设备通过自身端口的优先级确定出唯一的主时钟端口设备，所述主时钟端口设备通过所述主时钟端口在所述总线上发送同步报文；

所述总线上非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定出唯一主时钟端口的过程包括：

比较所述总线上各个端口的优先级，将优先级最高的端口确定为主时钟端口；

如果比较出两个以上、优先级最高且相同的端口，则比较端口所在设备的IP地址和/或MAC地址的大小，确定出唯一的主时钟端口。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步的过程包括：

通过所述同步报文计算自身设备的时钟与所述主时钟的时间差，利用所述时间差调整自身的时钟与所述主时钟同步。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法之前进一步包括：

所述多重化网络中的各个设备在初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述初始化后，首次确定出主时钟端口后，该方法进一步包括：

首次确定为主时钟端口的设备，将首次确定的主时钟端口的优先级升高，将自身在各总线上的端口优先级设置为与首次确定的主时钟端口优先级相同，非主时钟端口的设备将自身在各总线上的端口中，设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口。

6、根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口的过程包括：

在各个端口所属网络中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，将其余的端口设置为辅助从时钟端口。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步后，进一步包括：

所述辅助从时钟端口通过其所在总线上接收到的同步报文计算并记录其自身设备的时钟与该总线上主时钟之间的时间差。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过所述同步报文计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差为：

辅助从时钟端口接收网络中主时钟端口所发送的同步报文，计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差；

或辅助从时钟端口向主时钟端口发送同步请求，主时钟端口回复同步报文，所述辅助从时钟端口计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

所述从时钟端口出现故障后，在所述从时钟端口所在设备的各个辅助从时钟端口中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，成为从时钟的端口利用所述记录的与所述主时钟端口之间的时间差，调整自身与主时钟之间的同步。

10、一种多重化网络时钟同步的设备，其特征在于，包括：

判断单元，用于判断出其端口所在总线上没有主时钟时，通知比较单元；

比较单元，用于将所述端口的优先级和所述总线上其它设备端口的优先级进行比较，将比较结果通知主时钟设置单元；

主时钟设置单元，用于接收所述比较结果，当自身的端口优先级在所述总线上最高时，将自身的端口在所述总线上设置为唯一的主时钟端口；

主时钟同步单元，用于在主时钟设置单元设置出主时钟端口后，通过所述主时钟端口在所述总线上发送用于时钟同步的同步报文。

11、根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括初始化单元，用于在设备初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

12、根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括地址比较单元，用于在所述比较单元比较出自身的端口优先级最高、且与其它设备的端口的优先级相同时，比较自身设备与所述总线上其它设备的IP地址和/或MAC地址的大小。

13、根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述设备中还包括优先级设置单元，用于将所述主时钟端口的优先级升高，将自身各个端口的优先级设置为与所述主时钟端口的优先级相同的优先级。

14、一种多重化网络时钟同步的设备，其特征在于，包括：

判断单元，用于判断出其端口所在总线上没有主时钟时，通知比较单元；

比较单元，用于将所述端口的优先级和所述总线上其它设备端口的优先级进行比较，将比较结果通知设置单元；

设置单元，用于接收所述比较结果，当自身的端口优先级低于所述总线上其它端口的优先级时，将自身的端口在所述总线上设置为从时钟端口或辅助从时钟端口；

同步单元，用于在设置单元设置出从时钟端口后，通过所述从时钟端口接收来自所述总线上主时钟端口的同步报文，利用所述同步报文计算自身的时钟与所述总线上主时钟的时间差，利用所述时间差调整自身的时钟与主时钟同步。

15、根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述设备还包括初始化单元，用于设备初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

16、根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述设置单元用于在设备初始化后，在设备的所有端口中，选择出时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，将其余端口设置为辅助从时钟端口。

17、根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述设备还包括记录单元，用于在同步单元取得同步后，通过辅助从时钟端口所在总线上接收到的同步报文计算并记录自身的时钟与所述主时钟之间的时间差；

或通过辅助从时钟端口向总线上的主时钟端口发送同步请求，接收来自主时钟端口回复的同步报文，通过所述同步报文计算并记录所述自身的时钟与所述主时钟之间的时间差。

18、根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述设备还包括恢复单元，用于在所述从时钟端口出现故障后，通过设置单元在各个辅助从时钟端口中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，利用记录单元所记录的与所述主时钟之间的时间差，通过同步单元调整自身的时钟与主时钟之间的同步。

19、一种多重化网络中时钟同步的系统，其特征在于，包括至少两个设备，

各个设备判断出自身的端口所在总线上没有主时钟时，所述总线上的各个设备通过自身端口的优先级确定出唯一主时钟的端口，所述主时钟端口设备通过所述主时钟端口在所述总线上发送同步报文；

所述总线上非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步。

20、根据权利要求19所述的系统，其特征在于，各个设备通过自身端口的优先级确定主时钟端口的过程中，将自身端口的优先级与所述总线上各个端口的优先级进行比较，将优先级最高的端口确定为主时钟端口；

如果比较出两个以上、优先级最高且相同的端口，则比较端口所在设备的IP地址和/或MAC地址的大小，确定出唯一的主时钟端口。

21、根据权利要求19所述的系统，其特征在于，首次确定为主时钟端口的设备，还用于将主时钟端口的优先级升高，将自身在各个总线上的端口的优先级设置为相同优先级；

所述多重化网络中非主时钟端口的设备，还用于在自身所在各个总线的端口中，设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口。

22、根据权利要求21所述系统，其特征在于，所述非主时钟端口的设备，还用于在从时钟端口出现故障后，在辅助从时钟端口中，选择出时钟精度最高的端口或将预先指定的端口作为从时钟端口。

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