CN101335609B - 网络时钟跟踪的方法、网络设备和网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络时钟跟踪的方法、网络设备和网络系统，其中，获取网络中网络设备的时钟跟踪路径，如果所述网络设备的时钟跟踪路径改变，则向所述网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，接收所述相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。因此本发明能够实现时钟的快速切换和跟踪。

Description

网络时钟跟踪的方法、网络设备和网络系统

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种网络时钟跟踪的方法、网络设备和网络系统。

背景技术

在通信网络中，时钟是非常重要的一个因素，因为它直接关系到所传送业务的质量。如果时钟出现问题，轻则导致同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)的指针调整变化，重则导致数据流滑动损伤，造成数据出错。因此需要保证全网设备的时钟同步，并且在网络的拓扑结构发生变化后和网络初始化时，需要保证全网各网络设备的时钟的快速切换跟踪。

在传统网络中，由于网络的拓扑结构比较简单，主要为环型网和链型网结构，采用同步状态消息(Synchronization Status Message，SSM)协议即可以完成时钟跟踪操作。但是随着传输网络的发展，环型网和链型网的拓扑结构逐步发展为网状网络(MESH网络)的拓扑结构，而在MESH网络中，SSM协议由于其功能的局限，开始不适应传输网络的发展。

在传统的时钟跟踪技术中，要求所有的网络设备按照时钟跟踪情况配置相应的参考时钟源的优先级表，同时为每个网络设备配置两个参考时钟源作为保护。而在MESH网络中，传统的时钟跟踪技术存在两个主要的问题：

1.在MESH网络中，由于和每个网络设备连接的网络设备的个数相较传统的环型网和链型网更多，在一般情况下大于两个，因此难以人工规划出合适的时钟跟踪路径。

2.大部分网络设备只能配置两个参考时钟源作为保护，当网络设备所配置的参考时钟源都失效的时候，该网络设备就无法找到需要跟踪的时钟源。

发明内容

本发明的实施例提供了一种网络时钟跟踪的方法、网络设备和网络系统，从而当网络的拓扑结构发生变化和网络初始化的时候，网络中的各个网络设备能快速进行时钟跟踪。

本发明的实施例通过如下技术方案实现：

本发明的实施例提供一种网络时钟跟踪的方法，用于与时钟源相连的第一网络设备之外的任一第二网络设备进行时钟跟踪，其包括：

获取到达第一网络设备的最短路径作为时钟跟踪路径；

如果所述时钟跟踪路径改变，则向所述时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，所述相邻上游网络设备是第一网络设备或者是所述第二网络设备之外的另一第二网络设备；

接收所述相邻上游网络设备判断自己的时钟跟踪关系确定时返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

本发明的实施例还提供一种网络中实现时钟快速跟踪的网络设备，其包括：

获取模块，用于获取到达与时钟源相连的网络设备的最短路径作为时钟跟踪路径；

判断模块，用于判断所述时钟跟踪路径是否改变；

发送模块，用于当所述时钟跟踪路径改变时，向所述时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，所述相邻上游网络设备是与时钟源相连的网络设备或者是与时钟源相连的网络设备之外的另一网络设备；以及

接收处理模块，用于接收所述相邻上游网络设备判断自己的时钟跟踪关系确定时返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

本发明的实施例还提供一种网络中实现时钟快速跟踪的网络系统，其包括至少一个与时钟源相连的第一网络设备和至少一个除了第一网络设备之外的第二网络设备，所述第一网络设备用于当接收到与其相连的第二网络设备发送的请求消息时，发送应答消息给所述与其相连的第二网络设备；所述第二网络设备用于获取到达所述第一网络设备的最短路径作为时钟跟踪路径，当所述时钟跟踪路径改变时，向所述时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，所述相邻上游网络设备是第一网络设备或者是所述第二网络设备之外的另一第二网络设备；接收所述相邻上游网络设备判断自己的时钟跟踪关系确定时返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

由上述本发明的实施例提供的具体实施方案可以看出，其能够实现在网络的拓扑结构发生变化和网络初始化以后，网络中各网络设备能够根据应答消息进行快速的时钟跟踪，实现时钟快速切换，克服了传统的时钟跟踪技术中难以规划合适的时钟跟踪路径的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的网络使用一个时钟源的时钟跟踪路径的示意图；

图2为本发明实施例的网络出现链路故障后的时钟跟踪路径的示意图；

图3为本发明实施例的网络使用两个时钟源的时钟跟踪子网示意图；

图4为本发明实施例的使用两个时钟源的网络的一个时钟源失效后时钟跟踪路径的示意图；

图5为本发明实施例的时钟跟踪的方法流程图；

图6为本发明实施例的网络设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例的方法在具体实现过程中具体可以为：

如图5所示，是本发明实施例中时钟跟踪的方法流程图，实施过程如下：

步骤501：网络设备获取自己的时钟跟踪路径，具体可以在网络的拓扑结构发生变化和网络初始化以后，网络设备感知到网络拓扑变化，并通过相应的算法(如最短路径优先算法、最小生成树算法等)计算获得，时钟跟踪路径是从时钟源接入网络设备到该网络设备的最短路径，感知网络拓扑变化可以通过接收网络拓扑变化消息实现。时钟源接入网络设备即指与时钟源相连的网络设备。

步骤502：网络设备判断自己的时钟跟踪路径是否改变，具体为判断计算出的时钟跟踪路径与自己原来的时钟跟踪路径是否一致，如果不一致，则进入步骤503，如果计算出的时钟跟踪路径没有变化，网络设备不采取对应的行动。

步骤503：网络设备向其时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息。请求消息中携带网络设备计算出的相邻上游网络设备到时钟源接入网络设备的时钟跟踪路径的信息。相邻上游网络设备接收到该请求消息，如果其时钟跟踪关系确定，则向所述网络设备发送所述应答消息。其中相邻上游网络设备的时钟跟踪关系确定，具体是指其时钟跟踪路径没有改变，或者其时钟跟踪路径改变，向此相邻上游网络设备所在的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息后，接收到它的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

如果没有收到返回的应答消息，网络设备等待直到收到其相邻上游网络设备返回应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

步骤504：网络设备接收其相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

步骤505：网络设备判断是否接收到其相邻下游网络设备的请求消息，如果是，则进入步骤506，否则网络设备没有进一步的动作。

步骤506：网络设备向其相邻下游网络设备发送应答消息，下游网络设备根据此应答消息进行时钟跟踪。

为了避免网络拓扑频繁变化带来的影响，预设了一定的延时时间，每个网络设备在收到网络拓扑变化消息后，进行一定的延时(例如5秒)后再进行时钟跟踪路径的计算。

网络中的网络设备和它所在的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备可以是SDH光传输设备、波分复用(Wavelength Division Multiplex，WDM)光传输设备、同步光纤网(Synchronous Optical Network，SONET)光传输设备等网络设备。

采用本发明实施例中采用请求应答机制的时钟快速跟踪的方法，能够实现在网络的拓扑结构发生变化和网络初始化以后，网络中各网络设备的时钟跟踪路径的快速确定，实现时钟快速切换和跟踪，克服了传统的时钟跟踪技术中难以规划合适的时钟跟踪路径的问题。并且由于网络设备在请求消息中携带其相邻上游网络设备的时钟跟踪路径的信息，从而该相邻上游网络设备能够将请求消息中的时钟跟踪路径和该相邻上游网络设备获得的自己的时钟跟踪路径相比较，判断两种时钟跟踪路径是否一致，在两者一致的情况下，该相邻上游网络设备才会向网络设备发送应答消息，从而保证了网络中不会出现时钟跟踪环路的出现。

另外，由于时钟互锁的形成是形成时钟跟踪环路的特殊情况，因此采用本发明实施例的方法，每个网络设备能够判断自己在跟踪某个网络设备时，不被该网络设备反过来跟踪，亦可避免时钟互锁的出现。

为便于对本发明实施例的方法进一步理解，下面将结合图1和图2就本发明实施例的方法进行详细的描述。

假设网络初始化后，形成了如图1箭头所示的时钟跟踪路径，箭头指向全网时钟跟踪树的下游网络设备。时钟跟踪树是网络设备收到网络拓扑发生变化的消息后，通过相应的算法(如最短路径优先算法、最小生成树算法等)计算获得。当A-B和D-G之间链路中断后，各网络设备收到网络拓扑发生变化的消息。经过一定的延时(例如5秒)后，重新计算出如图2所示的时钟跟踪路径，如图中箭头所示。图中的A、C、D、F网络设备收到网络拓扑变化消息后计算自己的时钟跟踪路径，发现没有变化，则不用向各自的上游网络设备发送请求消息。B、E、G、H网络设备收到网络拓扑变化消息后计算自己的时钟跟踪路径，发现时钟跟踪路径发生变化，因此分别向各自的上游网络设备发送请求消息。所述请求消息中包括计算出的各网络设备的上游网络设备到时钟源接入网络设备A的时钟跟踪路径的信息。其中B的上游网络设备C，以及E和G的上游网络设备F收到请求消息后，由于自己的时钟跟踪路径没有变化，并且发现所述请求消息中携带的自己到A的时钟跟踪路径和自己保存的时钟跟踪路径一致，则向发送请求消息的节点发送应答消息，由此B、E、G网络设备根据应答消息进行时钟跟踪。

但是E网络设备在收到H网络设备的请求消息时，由于自己的时钟跟踪路径变化，并且没有收到其上游网络设备F的应答消息，进行时钟跟踪，所以暂时还不能向H发送应答消息。等到E收到F的应答消息，E的根据该应答消息进行时钟跟踪后，E再向H发送应答消息，从而H根据E发送的应答消息进行时钟跟踪。

在网络初始化的时候，也可以采取本发明实施例的方法，形成初始的时钟跟踪路径，并进行相应的时钟跟踪。

上述实施例是针对连接有一个时钟源的网络提出的，如果网络连接有两个或两个以上的质量等级和优先级一样的时钟源，使用本发明实施例的方法，能够自动形成时钟跟踪子网。如果网络中存在网络设备，网络设备到至少两个时钟源接入网络设备的最短路径相同，则所述网络设备选择一个时钟源接入网络设备跟踪。下面将结合图3和图4进一步说明。

关于网络设备选择怎样的时钟源进行跟踪，可以采取一定的仲裁机制，这些仲裁机制在不同的情况下可以不同。

如果全网连接多个时钟源，且它们的时钟质量等级不同，网络设备选择和时钟质量等级最高的时钟源直接相连的网络设备进行跟踪；如果全网连接多个时钟质量等级相同的时钟源，网络设备选择和优先级最高的时钟源直接相连的网络设备进行跟踪；如果全网连接多个时钟质量等级和优先级都相同的时钟源，网络设备比较自己到与这些时钟源相连的网络设备的最短路径，并选择最短路径较小的那条进行跟踪；如果上述所有都相同，可采用一些能够产生唯一结果的规则进行进一步的区分，例如，可选择编号最小的时钟源连接的网络设备等。

下面的举例涉及到的仲裁机制属于最后一种。

如图3所示，时钟源1和时钟源2的SSM质量等级和优先级相同，各网络设备计算自己到时钟源接入网络设备(见图中的网络设备A和网络设备J)的最短路径，形成如图3中箭头所示的时钟跟踪路径。图中的E、G、I网络设备到A和J的最短路径相同，则在确定这些网络设备的时钟跟踪路径时，采取仲裁机制，选择其跟踪的时钟源。例如在本实施例中，E、G、I优先选择和编号较小的时钟源连接的网络设备(即网络设备A)进行跟踪，这样整个网络的时钟跟踪路径形成。在此基础上采用本发明实施例的方法，即可实现全网的各网络设备之间的时钟快速跟踪。

如果时钟源1失效，采用本发明实施例的方法，就能形成如图4所示的网络设备跟踪和时钟源2连接的时钟源接入网络设备J的时钟跟踪树，如图4中箭头所示。

当然，如果没有划分多个时钟子网的需求，也可以关闭本功能，为每个和网络连接的时钟源配置不同的优先级和其他方法，使得网络成为只有一个时钟源的时钟跟踪网络。

应当理解，实现本发明进行时钟跟踪的方法的软件可以存储于计算机可读介质中。该软件的在执行时，包括如下步骤：

获取到达时钟源接入网络设备的最短路径作为时钟跟踪路径；如果所述时钟跟踪路径改变，则向所述时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息；接收所述相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。所述的可读介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

本发明的实施例还提供了一种网络设备。网络设备包括获取模块、判断模块、发送模块和接收处理模块。

获取模块用于感知到网络拓扑变化，获取网络设备的时钟跟踪路径。其中感知网络拓扑变化包括接收网络拓扑变化消息，网络设备获取自己的时钟跟踪路径，可以通过相应的算法(如最短路径优先算法、最小生成树算法等)计算获得，时钟跟踪路径是从时钟源接入网络设备到网络设备的最短路径。

判断模块用于将获取的时钟跟踪路径和原来的时钟跟踪路径比较，判断网络设备的时钟跟踪路径是否变化。

发送模块用于当时钟跟踪路径发生变化时，网络设备向其时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，该请求消息中包括相邻上游网络设备的时钟跟踪路径的信息。该发送模块还用于当网络设备的时钟跟踪关系确定时，向网络设备的时钟跟踪路径上的相邻下游网络设备发送应答消息。而时钟跟踪关系确定，具体是指网络设备的时钟跟踪路径不改变，或者网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到其时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。如果没有收到返回的应答消息，网络设备等待直到收到应答消息，并且根据所述应答消息进行时钟跟踪后，才向相邻下游网络设备发送应答消息。

接收处理模块用于接收相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪，即网络设备的时钟能够跟踪相邻上游网络设备的时钟。该接收处理模块还用于接收网络设备的时钟跟踪路径上的相邻下游网络设备向所述网络设备发送的请求消息，该请求消息中包括网络设备的时钟跟踪路径的信息。

网络设备、网络设备的时钟跟踪路径上的相邻下游网络设备和网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备、时钟源接入网络设备可以是SDH光传输设备、波分复用(Wavelength Division Multiplex，WDM)光传输设备、光同步网络(Synchronous Optical Network，SONET)光传输设备等网络设备。

在本发明的网络设备的实施例中，能够实现在网络的拓扑结构发生变化和网络初始化以后，网络中各网络设备的根据所述应答消息进行时钟的快速跟踪，实现时钟快速切换和跟踪，克服了传统的时钟跟踪技术中难以规划合适的时钟跟踪路径的问题。并且由于在所述请求消息中携带了其时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备的时钟跟踪路径，故能有效的防止时钟跟踪环路的产生。

本发明的实施例还提供了一种网络系统，该网络设备包括至少一个时钟源接入网络设备和至少一个网络设备。

时钟源接入网络设备用于获取到达与其相连的时钟源的最短路径作为其时钟跟踪路径，当接收到网络设备发送的请求消息时，发送应答消息给网络设备。

该网络设备用于获取其时钟跟踪路径，当此时钟跟踪路径改变时，向该网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，接收此相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

其中时钟跟踪路径是从时钟源接入网络设备到该网络设备的最短路径。相邻上游网络设备，其位于网络设备的时钟跟踪路径上，也可包括时钟源接入网络设备。请求消息中包括网络设备的时钟跟踪路径的信息。应答消息是相邻上游网络设备接收到请求消息，并在其时钟跟踪关系确定时，向网络设备发送的。

时钟跟踪关系确定是指，相邻上游网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，相邻上游网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到它的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。如果相邻上游网络设备还没有收到返回的应答消息，则它等待一段时间，直到收到应答消息，并且根据所述应答消息进行时钟跟踪，才向网络设备发送应答消息。

所述网络设备、相邻上游网络设备和时钟源接入网络设备可以是SDH光传输设备、WDM光传输设备、SONET光传输设备等网络设备。

在本发明的网络系统实施例中，能够实现在网络的拓扑结构发生变化和网络初始化以后，网络中各网络设备的根据所述应答消息进行时钟的快速跟踪，实现时钟快速切换和跟踪，克服了传统的时钟跟踪技术中难以规划合适的时钟跟踪路径的问题。并且由于在所述请求消息中携带了其相邻网络设备的时钟跟踪路径的信息，故能有效的防止时钟跟踪环路的产生。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种网络时钟跟踪的方法，用于与时钟源相连的第一网络设备之外的任一第二网络设备进行时钟跟踪，其特征在于，包括：

获取到达第一网络设备的最短路径作为时钟跟踪路径；

如果所述时钟跟踪路径改变，则向所述时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，所述相邻上游网络设备是第一网络设备或者是所述第二网络设备之外的另一第二网络设备；

接收所述相邻上游网络设备判断自己的时钟跟踪关系确定时返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

接收处于所述时钟跟踪路径上的相邻下游网络设备发送的请求消息；

当判断自己的时钟跟踪关系确定时，向所述相邻下游网络设备发送应答消息；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述第二网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述第二网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述请求消息中包括所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径的信息。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果所述第一网络设备和至少两个时钟源相连，且所述第二网络设备到达所述至少两个时钟源的时钟跟踪路径长度相同，则根据仲裁机制选择其中一个时钟源进行时钟跟踪。

5.一种网络设备，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取到达与时钟源相连的网络设备的最短路径作为时钟跟踪路径；

判断模块，用于判断所述时钟跟踪路径是否改变；

发送模块，用于当所述时钟跟踪路径改变时，向所述时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，所述相邻上游网络设备是与时钟源相连的网络设备或者是与时钟源相连的网络设备之外的另一网络设备；以及

接收处理模块，用于接收所述相邻上游网络设备判断自己的时钟跟踪关系确定时返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

6.根据权利要求5所述的网络设备，其特征在于，

所述接收处理模块，还用于接收处于所述时钟跟踪路径上的相邻下游网络设备发送的请求消息；

所述发送模块，还用于当所述网络设备的时钟跟踪关系确定时，向所述相邻下游网络设备发送应答消息；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。。

7.根据权利要求5或6所述的网络设备，其特征在于，所述请求消息中包括所述上游网络设备的时钟跟踪路径的信息。

8.一种网络系统，包括至少一个与时钟源相连的第一网络设备和至少一个除了第一网络设备之外的第二网络设备，其特征在于，

所述第一网络设备用于当接收到与其相连的第二网络设备发送的请求消息时，发送应答消息给所述与其相连的第二网络设备；

所述第二网络设备用于获取到达所述第一网络设备的最短路径作为时钟跟踪路径，当所述时钟跟踪路径改变时，向所述时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备发送请求消息，所述相邻上游网络设备是第一网络设备或者是所述第二网络设备之外的另一第二网络设备；接收所述相邻上游网络设备判断自己的时钟跟踪关系确定时返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备的时钟跟踪路径上的相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述接收处理模块，还用于接收处于所述时钟跟踪路径上的相邻下游网络设备发送的请求消息；

所述发送模块，还用于当判断所述第二网络设备的时钟跟踪关系确定时，向所述相邻下游网络设备发送应答消息；

其中，所述时钟跟踪关系确定包括：

所述第二网络设备的时钟跟踪路径不改变；或者，

所述第二网络设备的时钟跟踪路径改变，接收到所述相邻上游网络设备返回的应答消息，并根据所述应答消息进行时钟跟踪。

10.根据权利要求8或9所述的网络系统，其特征在于，

所述应答消息为所述相邻上游网络设备接收到所述请求消息，并在其时钟跟踪关系确定时发送的。

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