CN101399757A - 跟踪时钟源的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跟踪时钟源的方法和装置,其根据设备中的从备选端口跟踪的最佳时钟源,确定所述设备需要跟踪的最佳时钟源,因此本发明能够使设备的时钟选源快速得到收敛;由于所述从备选端口是基于网络规划确定的,所以能够体现传输网络的规划性。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及跟踪时钟源的技术。
背景技术
分组交换传输网络在电信传输网络中得到广泛应用。分组交换网络是基于包交换的网络,网络上的分组传送设备是异步的,而网络应用对于时钟同步和精密的时间同步有需求,比如3G传输网络需要传送精密的时间和时钟,IEEE1588的产生为包交换网络的时钟和时间同步提供了依据。
现有IEEE1588的BMC(Best Master Clock,最佳时钟源)选源方法包括:使用BMC时钟源比较算法进行选源的方法;使用BMC端口状态决定算法进行选源的方法;使用BMC端口状态机进行选源的方法。
使用BMC选源方法进行选源时主要包括如下几个方面:
设备的每个端口接收不同的announce报文,根据所述announce报文携带的时钟源信息(包括时钟源质量等级、时钟源编号、网络传送的TOP结构等),运行BMC时钟源比较算法,选出每个端口最佳的时钟源Erbest。
设备根据每个端口的Erbest,再运行BMC时钟源比较算法,选出整个设备最佳的时钟源Ebest。
根据本地时钟D0,每个端口的最佳时钟源Erbest,整个设备最佳的时钟源Ebest,运行BMC端口状态决定算法,决定每个端口应该处于如下哪种端口:BMC_slave(时钟源端口);BMC_master(分发时钟出去的端口);BMC_passive(既不分发也不跟踪的端口)。
每个端口运行BMC端口状态机,根据端口当前的状态和BMC事件,决定端口处于如下哪种状态:Initializing(初始)状态;listening(监听)状态;faulty(失效)状态;disabled(不使能)状态;pre_master(主预选)状态;master(主)状态;uncalibrated(从预选)状态;slave(从)状态;passive(阻塞)状态。
当处于master状态的端口接收到slave消息后,会转换为uncalibrated,并开始计时,当计时时间到达设定时间时,转换为slave状态;当处于slave状态的端口接收到master消息后,会转换为pre_master状态,并开始计时,当计时时间到达设定时间时,转换为master状态。
经过上述BMC选源方法之后,形成如图1所示的IEEE 1588时钟组网,可以看出,整个时钟组网成树状结构,每个BC(Boundary Clock,边界时钟)最终跟踪到了grandmaster Clock(根主时钟)。
在实现本发明的过程中,发明人发现,在传输网络实际应用中,一般一个网元最多能接十几个单板,而每个单板上又有很多个端口,每个端口有多个备选时钟源(比如5个),如果按照BMC算法,对每个端口到达的announce报文都参与选源,则最多可能有几百个时钟源进行比较选源,而且,由于实际组网千变万化,对应的时钟网络也非常复杂,特别是在整个网络运行之初和网络有所变化的时候,震荡剧烈,这样容易导致时钟选源的收敛性比较慢。
例如在如图2所示一种传输网络架构的时钟组网架构中,汇聚层设备BC-1具备4个端口,分别是端口1、端口2、端口3和端口4,根据现有BMC算法进行选源时,选源过程中可能出现下述情况:
首先,端口4传来一个比本地时钟级别高的接入层时钟源,根据BMC算法,设备BC-1跟踪了端口4传来的时钟源;
接着,端口2传来PRC(Primary Reference Clock,基准钟)的grandmasterClock的时钟源,设备BC-1便会倒换到端口2的跟踪源;
然后,端口3传来接入层的跟踪源,其引进了PRC的grandmaster的时钟源,但是其路径中经过的BC设备个数,相对端口2引进的时钟源经过的BC设备个数要少一些,根据BMC算法,设备BC-1会倒换到端口3传来的跟踪源;
最后,端口1传来跟踪源,其同样引进了PRC的grandmaster时钟源,但是其路径中经过的BC设备个数,比端口3引进的grandmaster的时钟源到达该设备BC-1的路径中经过的BC设备个数更少,根据BMC算法,设备BC-1会倒换到端口1的跟踪源。
可见,设备BC-1的跟踪源经过了由端口4的跟踪源倒换到端口2的跟踪源,由端口2的跟踪源倒换到端口3的跟踪源,由端口3的跟踪源倒换到端口1的跟踪源的阶段,可见时钟源一共倒换了3次,时钟震荡剧烈,导致时钟选源的收敛性比较慢。
另外,发明人还发现传输网络一般包括接入层网络和汇聚层网络,在规划时,通常针对汇聚层网络配置一主一备两个时钟源,相应地对设备中的某些端口进行配置:配置只接收到的接入层传输的携带时钟源报文的端口作为分发时钟出去的端口,不作为参与选源的端口;配置接收到汇聚层传输的携带时钟源报文的端口作为参与选源的端口。
然而,如果采用现有的BMC选源方法,设备针对其各个端口接收到的报文均参与选源,这样无法体现网络的规划性。例如,在如图3所示的另一种传输网络的时钟组网架构中,按照规划,为汇聚层网络配置一主一备两个时钟源,这样只需要为汇聚层网络中的设备BC-1配制两个端口参与选源即可。然而,如果采用BMC选源方法,设备BC-1的各个端口中接收到的报文均参与选源,包括通过端口1和端口2接收的来自汇聚层传送的2种报文,以及通过端口3和端口4接收的来自接入层传送的8种报文的,这就意味着该设备BC-1需要针对10种报文进行选源,不仅无法体现网络的规划性,而且,容易导致时钟选源的收敛性比较慢,造成资源的浪费;另外,还很有可能导致汇聚层的设备跟踪接入层的设备时钟,这与先前的网络规划相违背。
发明内容
本发明实施例提供一种跟踪时钟源的方法和装置,该实施例能够使设备的时钟选源快速得到收敛。
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跟踪时钟源的方法,其包括:
根据设备中的从备选端口跟踪的最佳时钟源,确定所述设备需要跟踪的最佳时钟源;
通过处于主状态的主备选端口,将所述设备跟踪的最佳时钟源,分发出去。
本发明的实施例还提供一种跟踪时钟源装置,其包括:
时钟选源单元,用于根据设备中的从备选端口跟踪的最佳时钟源,确定所述设备需要跟踪的最佳时钟源;
传输单元,用于通过处于主状态的主备选端口,将所述设备跟踪的最佳时钟源,分发出去。
由上述本发明的实施例提供的具体实施方案可以看出,其根据设备中的slave备选端口跟踪的最佳时钟源,确定所述设备需要跟踪的最佳时钟源,因此本发明能够使设备的时钟选源快速得到收敛。
附图说明
图1为现有技术提供的IEEE 1588时钟组网示意图;
图2为现有技术提供的一种传输网络的时钟组网架构示意图;
图3为现有技术提供的另一种传输网络的时钟组网架构示意图;
图4为本发明第一实施例的流程图;
图5为本发明第二实施例的结构图示意图;
图6为通过本发明实施例得到的一种时钟组网架构示意图;
图7为通过本发明实施例得到的另一种时钟组网架构示意图。
具体实施方式
本发明第一实施例提供了一种跟踪时钟源的方法,该方法将设备上各个单板的端口划分为slave备选端口和master备选端口两个类别,并仅仅根据slave备选端口收到的announce报文中携带的时钟源进行时钟选源,得到设备的最佳跟踪源。
在实施本发明第一实施例之前,根据时钟网络规划,确定设备各个端口归属的类别为slave备选端口还是master备选端口。
传输网络中,确定端口类别所依据的时钟网络规划主要包括:
①对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划
例如,对于传输网络,其一般包括汇聚层网络和接入层网络,因此在规划该传输网络的时钟网络拓扑结构时,希望接入层网络中的设备跟踪汇聚层网络中设备的时钟源。因此,在确定端口归属的类别时,对于仅仅能够接收到接入层设备传送的时钟源信息的端口,将其划分为master备选端口,用来分发时钟;对于能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,可以将其划分为slave备选端口,用来参与时钟选源,也可以将其划分为master备选端口,用来分发时钟。
②对汇聚层网络中主备时钟源的规划。
例如,对于传输网络,有时在汇聚层网络中规划一个主用时钟源和一个备用时钟源;正常情况下,传输网络中的各个设备之间使用主用时钟源相互传输报文,当主用时钟源发生异常时,传输网络中的各个设备之间使用备用时钟源相互传输报文。因此,在这种规划情况下对端口划分归属的类别时,不仅需要考虑能够接收到主用时钟源的端口,而且还需要考虑能够接收到备用时钟源的端口。本实施例中,将这些能够接收到主用时钟源的端口,或能够接收到备用时钟源的端口,划分为slave备选端口,用来参与时钟选源;也可以将其划分为master备选端口,用来分发时钟。
如表1所示,给出了一种端口类别划分的实例:
slave备选端口 | master备选端口 |
端口1 | 端口2 |
端口2 | 端口3 |
端口4 | |
端口5 |
表1
本发明第一实施例的具体实施过程如图4所示,包括:
步骤S101,利用BMC比较选源方法,根据所有slave备选端口接收到的announce报文中携带的时钟源信息,确定出从各个slave备选端口传来的最佳时钟源Erbest。
步骤S102,根据各个slave备选端口的最佳时钟源Erbest,运行BMC比较选源算法,将质量最好并且到达所述设备路径最短的最佳时钟源作为所述设备的最佳跟踪源Ebest。
在步骤S102中,参与设备最佳跟踪源选取时,仅仅依据slave备选端口的最佳时钟源Erbest,而不再依据master备选端口的最佳时钟源Erbest,所以参与最佳时钟源(Ebest)选源的端口数量会减少,从而使设备的时钟选源得到快速收敛。
之后,将所选择出的设备的最佳时钟源Ebest,通过处于BMC_master状态的master备选端口,发送出去。具体如下:
步骤S103,根据设备各个端口的类别、本地时钟D0、设备最佳跟踪源Ebest、设备各个slave备选端口的最佳时钟源Erbest,运行BMC端口状态决定算法,确定设备的每个端口当前的状态为如下哪种状态:BMC_slave、BMC_master、BMC_passive。
判断设备的本地时钟D0的等级是否处于1~127,若处于1~127,则需要将该本地时钟D0分发出去,于是继续将该本地时钟D0与设备的每个端口的最佳时钟源Erbest依次进行比较:
1、若设备的本地时钟D0的质量等级优于端口的最佳时钟源Erbest的质量等级,而且该端口的类别属于master备选端口(或者既属于master备选端口又属于slave备选端口),则确定所述端口的状态为BMC_master状态;
2、若设备的本地时钟D0的质量等级优于端口的最佳时钟源Erbest的质量等级,但是该端口的类别仅仅为slave备选端口,则确定该端口的状态为BMC_passive状态;
3、若设备的本地时钟D0的质量等级低于该端口的最佳时钟源Erbest的质量等级,则该端口为BMC_passive状态;
如果设备的本地时钟D0的质量等级不处于1~127,则将本地时钟D0的质量等级与设备的最佳跟踪源Ebest质量等级进行比较:
1、如果设备的最佳跟踪源Ebest质量等级优于本地时钟D0的质量等级,则确定设备的最佳跟踪源Ebest所在端口为BMC_slave端口;
对于设备中的其它端口:
若端口的类别属于master备选端口(或者既属于master备选端口又属于slave备选端口),而且端口的最佳跟踪源Erbest的质量低于设备的最佳跟踪源Ebest,则确定所述端口的状态为BMC_master状态;
若端口的类别属于master备选端口(或者既属于master备选端口又属于slave备选端口),且该端口的最佳跟踪源Erbest的质量等于设备的最佳跟踪源Ebest,但是端口的最佳时钟源Erbest的网络拓扑结构比设备的最佳时钟源Ebest的网络拓扑结构差,则确定所述端口的状态为BMC_passive状态;
若该端口的类别仅仅为slave备选端口,则确定该端口的状态为BMC_passive状态;
2、如果设备的本地时钟D0的质量等级高于设备的最佳跟踪源Ebest的质量等级,需要通过端口分发该本地时钟D0给其它设备,此时根据设备端口的类别决定设备各个端口的状态:
若设备端口的类别属于master备选端口(或者既属于master备选端口又属于slave备选端口),且该端口的最佳时钟源Erbest的质量等级低于设备本地时钟D0的质量等级,则确定该端口的状态为BMC_master状态;
若设备端口的类别属于master备选端口(或者既属于master备选端口又属于slave备选端口),且该端口的最佳时钟源Erbest的质量等级等于设备本地时钟D0的质量等级,但该端口的最佳时钟源Erbest的网络拓扑结构比设备本地时钟D0差,则确定该端口的状态为BMC_passive状态;
若设备端口的类别仅仅为slave备选端口,则确定该端口的状态为BMC_passive状态。
步骤S104,根据设备各个端口的当前状态,以及触发状态改变的事件,在每个端口运行BMC端口状态机,当设备的端口处于BMC_master状态时,通过该端口将所选出的设备的最佳跟踪源Ebest,发送出去。
与现有技术一样,在运行BMC端口状态机过程中,处于BMC_master状态的端口接收到passive消息和/或slave消息时,转换为uncalibrated状态,并开始计时,当计时到达设定时间后,由uncalibrated状态转换为slave状态;处于BMC_slave状态的端口接收到master消息和/或passive消息时,转换为pre_master状态,并开始计时,当计时到达设定时间后,由pre_master状态转换为master状态。
在端口处于BMC_slave状态时,接收并处理Sync报文和delay-resp报文,发送delay-req报文;并根据报文中携带内容,恢复出时钟和时间。
在端口处于BMC_master状态时,发送Sync报文和delay-resp报文,其中携带所选择出的设备的最佳跟踪源Ebest;接收处理delay-req报文,同时分发announce报文。
本发明第二实施例提供了一种跟踪时钟源的装置,其结构如图5所示,包括:端口分类单元、时钟选源单元和传输单元。
其中,端口分类单元,用于根据时钟网络规划(包括传输网络的时钟网络TOP结构规划和主备时钟源的规划),确定设备各个端口的类别为slave备选端口还是master备选端口,即基于网络规划确定设备中归属于从备选类别的从备选端口和归属于主备选类别的主备选端口。
该端口分类单元可以进一步包括:第一端口分类子单元,用于根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划,将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,确定为slave备选端口;将能够接收到接入层设备传送的时钟源信息的端口,确定为master备选端口。该第一端口分类子单元根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口确定为slave备选端口时,根据对汇聚层网络中主备时钟源的规划,将能够接收到主用时钟源的端口,或能够接收到备用时钟源的端口,确定为设备中的slave备选端口。具体处理情况与第一实施例中的相关描述雷同,这里不再详细描述。
该端口分类单元也可以进一步包括:第二端口分类子单元,用于根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划,将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,确定为master备选端口。该第二端口分类子单元进一步根据对网络中主备时钟源的规划,将能够接收到主用时钟源的端口,或能够接收到备用时钟源的端口,确定为设备中的master备选端口。具体处理情况与第一实施例中的相关描述雷同,这里不再详细描述。
时钟选源单元,利用BMC比较选源方法,根据所有slave备选端口接收到的时钟源信息,确定出从上述端口分类单元所确定的各个slave备选端口传来的最佳时钟源Erbest;根据各个slave备选端口的最佳时钟源Erbest,运行BMC比较选源算法,将质量最好并且到达所述设备路径最短的最佳时钟源作为所述设备的最佳跟踪源Ebest。具体处理情况与第一实施例中的相关描述雷同,这里不再详细描述。
上述传输单元,用于根据设备各个端口的类别,设备本地时钟D0、设备的最佳跟踪源Ebest、设备的各个slave备选端口的最佳时钟源Erbest,运行BMC端口状态决定算法,确定设备的每个端口当前的状态;根据设备各个端口的当前状态,以及触发状态改变的事件,在每个端口运行BMC端口状态机,当设备的端口处于BMC_master状态时,通过该端口将所选出的设备的最佳跟踪源Ebest,发送出去。具体处理情况与第一实施例中的相关描述雷同,这里不再详细描述。
本发明第二实施例还可以不包括端口分类单元,这种情况下,本发明第二实施例需要配置有网络设备的端口类别信息。
本发明第二实施例可以集成在网络设备中。
通过上述实施例的具体实施方案,能够改进时钟震荡,提高时钟选源的收敛速度。以图2所示的传输网络为例,对此效果进行说明:
根据网络规划的需要,在图2所示的传输网络的时钟组网架构中,汇聚层的设备不会跟踪接入层设备传送的时钟。可知,这种情况下,汇聚层设备BC-1只需跟踪端口1和端口2传送的时钟,为此,本发明实施例按照表2所示的情况配置汇聚层设备BC-1的4个端口:
slave备选端口 | master备选端口 |
端口1 | 端口1 |
端口2 | 端口2 |
端口3 | |
端口4 |
表2
之后,针对slave备选端口接收到的报文对设备BC-1的最佳时钟源进行选源,这样时钟源的倒换情况如下:
首先设备BC-1跟踪端口2的时钟源,然后跟踪端口1的时钟源。
可见采用上述实施例后,时钟源一共倒换了1次,相对现有技术减少了时钟震荡的次数,相应地加快了时钟选源的收敛速度。
通过上述实施例的具体实施方案,能够体现时钟网络的规划性,以图3所示的传输网络的时钟组网架构和以图6所示的传输网络的时钟组网架构为例,对此效果进行说明:
针对图3所示的传输网络的时钟组网架构,根据网络规划的需要,汇聚层设备不会跟踪接入层设备传送的时钟,可知,这种情况下,汇聚层设备BC-1只需跟踪端口1和端口2来的时钟,因此本发明实施例配制端口1和端口2为slave备选端口,配置端口2、端口3和端口4为master备选端口。如表3所示:
slave备选端口 | master备选端口 |
端口1 | 端口2 |
端口2 | 端口3 |
端口4 |
表3
这样设备只针对端口1和端口2传送的报文进行时钟选源,(参见图7所示的带箭头的曲线),不再依据端口3和端口4传送的报文进行时钟选源,因此能够体现传输网络的规划性。
以图6所示的传输网络的时钟组网架构为例,根据网络规划的需要,汇聚层设备不会跟踪接入层设备,可知,这种情况下,汇聚层设备BC-1只需跟踪端口1和端口3传送的时钟,因此本发明实施例配制端口1和端口3为slave备选端口,配置端口1、端口2和端口3为master备选端口。如表4所示:
slave备选端口 | master备选端口 |
端口1 | 端口1 |
端口3 | 端口2 |
端口3 |
表4
这样设备只针对端口1和端口3传送的报文进行时钟选源,因此能够体现传输网络的规划性。
由上述本发明实施例提供的具体实施方案可以看出,通过针对slave备选端口接收到的报文对设备最佳时钟源进行时钟选源,这样参与选源计算的端口少了,参与选源的时钟源也就少了,例如,一个设备有10个单板,每个单板有10个端口,每个端口最多允许5个备选源,则按照现有技术的处理方法,需要500个时钟源进行选择;采用本发明实施例后,可以配置一个单板的一个端口为slave备选端口,这样最多需要5个时钟源进行选择,运算量减少100倍。因此,减小了时钟选源过程中的震荡时间,加快了时钟选源的收敛速度。相应的,分发出去的报文所占的带宽也会减小。
另外,通过本发明实施例,由于参与选源的从备选端口是基于网络规划确定的,所以可以控制汇聚层的设备不再跟踪接入层的设备传送的时钟源,可以满足汇聚层的设备在主用时钟源出现故障时,能够跟踪备用时钟源,这对控制性要求比较高的传输网络来说,充分体现了网络对时钟规划的要求。
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 (13)
1、一种跟踪时钟源的方法,其特征在于,包括:
根据设备中的从备选端口跟踪的最佳时钟源,确定所述设备需要跟踪的最佳时钟源;
通过处于主状态的主备选端口,将所述设备跟踪的最佳时钟源分发出去。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
利用最佳时钟源选源方法,根据设备的从备选端口接收到的所有时钟源信息,确定出各个从备选端口的最佳时钟源。
3、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,还包括:
基于网络规划确定设备中归属于从备选类别的从备选端口和归属于主备选类别的主备选端口。
4、如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于网络规划确定设备中各个端口归属的类别,包括:
根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划,将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,确定为从备选端口;将能够接收到接入层设备传送的时钟源信息的端口,确定为主备选端口。
5、如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划,将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,确定为从备选端口,包括:
根据对汇聚层网络中主备时钟源的规划,将能够接收到主用时钟源的端口,或能够接收到备用时钟源的端口,确定为设备中的从备选端口。
6、如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于网络规划确定设备中各个端口归属的类别,还包括:
根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划,将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,确定为主备选端口。
7、如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划,将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,确定为主备选端口,包括:
根据对汇聚层网络中主备时钟源的规划,将能够接收到主用时钟源的端口,或能够接收到备用时钟源的端口,确定为设备中的主备选端口。
8、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过处于主状态的主备选端口,将所述设备跟踪的最佳时钟源,分发出去,包括:
根据设备各个端口的类别、设备的本地时钟、设备最佳跟踪源、设备各个从备选端口的最佳时钟源,确定设备中所有端口的当前状态;
根据设备中所有端口的当前状态,以及触发状态改变的事件,确定主备选端口的状态;并当所述主备选端口处于主状态时,将所述设备跟踪的最佳时钟源,分发出去。
9、一种跟踪时钟源装置,其特征在于,包括:
时钟选源单元,用于根据设备中的从备选端口跟踪的最佳时钟源,确定所述设备需要跟踪的最佳时钟源;
传输单元,用于通过处于主状态的主备选端口,将所述设备跟踪的最佳时钟源分发出去。
10、如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
端口分类单元,用于基于网络规划确定设备中归属于从备选类别的从备选端口和归属于主备选类别的主备选端口。
11、如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述端口分类单元包括:
第一端口分类子单元,用于根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划,将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,确定为从备选端口;将能够接收到接入层设备传送的时钟源信息的端口,确定为主备选端口。
12、如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述端口分类单元还包括:
第二端口分类子单元,用于根据对传输网络的时钟网络拓扑结构的规划,将能够接收到汇聚层设备传送的时钟源信息的端口,确定为主备选端口。
13、如权利要求9、10、11或12所述的装置,其特征在于,所述传输单元包括:
状态确定子单元,用于根据设备各个端口的类别、设备的本地时钟、设备最佳跟踪源、设备各个从备选端口的最佳时钟源,确定设备中所有端口的当前状态;根据设备中所有端口的当前状态,以及触发状态改变的事件,确定主备选端口的状态;
传输子单元,用于当所述主备选端口处于主状态时,将所述设备跟踪的最佳时钟源,分发出去。
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