CN101873243B - 1588实现协同时间同步方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种1588实现协同时间同步的方法，包括：当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置阻塞端口状态为master状态；阻塞端口接收announce报文；对announce报文进行数据比较算法和状态决定算法，更新时钟数据集重新选举出slave端口；根据BMC算法打开1588时间同步冗余链路。本发明还提供对应的装置。本发明利用announce报文的丢弃流程实现1588时间同步冗余链路，避免了时钟节点由于该节点的两个方向的链路的1588报文缺失而成为时间同步的孤岛，并能有效地同时实现环网和1588时间同步的冗余保护。

Description

1588实现协同时间同步方法和装置
技术领域
本发明涉及到通信技术领域，特别涉及到1588实现协同时间同步方法和装置。
背景技术
电气与电子工程师协会(The Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，IEEE)1588协议(网络测控系统精确时钟同步协议)，在测试控制系统，自动化领域，远程通信以及电力系统都得到了高度的关注和广泛的应用，IEEE1588协议定义了一种精确时间协议(Precision Time Protocol，PTP)，PTP将分散在测量和控制系统内的分离节点上独立运行的时钟同步到一个高精度和高可靠性的时钟，实现了对标准以太网或其他多播技术的分布式总线系统中的传感器，执行器以及其他终端设备中的时钟进行亚微秒级同步。
IEEE1588实现时间同步，参与同步的时钟是在一个树状通信网络中互相通信，同步系统内部的时钟形成对应主从关系，分布时钟的同步系统由普通时钟和边界时钟组成，普通时钟只具备接收时间的能力，而边界时钟具有传递时间的能力，普通和边界时钟的端口正常工作时处于以下3个状态：主用(master)表明本端口是某一时间路径的源，从属(slave)表明本端口同步于一个master时钟，passive表明本端口不参加同步消息交互以防止时间成环。而时钟同步网络的端口状态生成可以是人工手动配置指定，也可以是通过最佳主时钟(Best Master Clock，BMC)算法自动计算产生。在环形网络由数据比较算法和状态决定算法计算某端口置为被动(passive)端口，从而实现该链路的时间同步冗余备份。
MSTP(Multi-Instance Spanning Tree Protocol)和EAPS(Ethernet RingAutomatic Protection Switching)是当前以太环网保护主要的技术。MSTP基于VLAN集合的业务实例实现网络环路的保护，流量的负载均衡以及毫秒级的端口状态快速切换，从而提高了网络的可靠性和稳定性，而EAPS技术相对于MSTP最大的优点在于链路切换和恢复的收敛时间能够达到50ms水平。MSTP和EAPS技术通过人为设置或者自动算法阻塞某条冗余链路的某个端口，从而避免链路的环路发生，而当某条通信链路或者中间设备发生故障时，原冗余链路的阻塞端口被打开进行数据转发，实现链路的备份保护功能；而故障恢复后，此时环路重新存在，因此重新阻塞原阻塞端口，业务流量将回切到原数据链路。如图1所示，MSTP和EAPS的以太环网保护技术在冗余链路的阻塞端口阻塞业务流量的同时也将阻塞部分的协议报文。
在具体实施过程中，本发明的发明人发现，当环网保护所阻塞的链路和1588时间同步的冗余链路不是同一链路时，会导致环网阻塞链路上的同步Sync或者delay_req无法发出，而同时1588时间同步的冗余链路的passive端口也不处理1588报文，这种情况下则可能会导致某个时钟节点由于两个方向的链路的1588报文缺失而成为时间同步的“孤岛”。
发明内容
本发明的主要目的为提供避免时钟节点成为时间同步的孤岛，能有效地同时实现环网和1588时间同步冗余保护的1588实现协同时间同步方法和装置。
本发明提出一种1588实现协同时间同步的方法，包括：
当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置阻塞端口状态为master状态；
阻塞端口接收公告(announce)报文；
对announce报文进行数据比较算法和状态决定算法，更新时钟数据集重新选举出slave端口；
根据BMC算法打开1588时间同步冗余链路。
进一步，所述对announce报文进行数据比较算法和状态决定算法，更新时钟数据集重新选举出slave端口包括：
根据数据比较算法分别比较所有端口接收到的announce报文与本端口的设置D0，确定出本端口最佳时钟数据集Erbest和所有端口最佳时钟数据集Ebest；
利用Erbest和Ebest根据状态决定算法得到阻塞的被推荐状态，确定阻塞端口的工作状态。
进一步，所述利用Erbest和Ebest根据状态决定算法得到阻塞的被推荐状态，确定阻塞端口的工作状态具体为：
根据状态决定算法得到端口的被推荐状态；
更新时钟数据集，重新选举出slave端口。
进一步，所述当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置阻塞端口状态为master状态前包括：
当阻塞端口是master端口时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
进一步，所述当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置阻塞端口状态为master状态前包括：
当阻塞端口不是master端口但只收不发1588报文时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
本发明还提出了一种1588实现协同时间同步的装置，包括：
端口设置模块，用于当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置阻塞端口状态为master状态；
接收模块，用于接收announce报文；
选举模块，用于对announce报文进行数据比较算法和状态决定算法，更新时钟数据集重新选举出slave端口；
同步模块，用于根据BMC算法打开1588时间同步冗余链路。
进一步，所述选举模块包括：
第一确定模块，用于根据数据比较算法分别比较所有端口接收到的announce报文与本端口的设置D0，确定出Erbest和Ebest；
第二确定模块，用于利用Erbest和Ebest根据状态决定算法得到阻塞的被推荐状态，确定阻塞端口的工作状态。
进一步，所述第二确定模块包括：
被推荐状态模块，用于根据状态决定算法得到端口的被推荐状态；
选举子模块，用于更新时钟数据集，重新选举出slave端口。
进一步，所述装置还包括：
第一冗余链路模块，用于当阻塞端口是master端口时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
进一步，所述装置还包括：
第二冗余链路模块，用于当阻塞端口不是master端口但只收不发1588报文时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
本发明通过利用announce报文的丢弃流程实现1588时间同步冗余链路，避免了时钟节点由于该节点的两个方向的链路的1588报文缺失而成为时间同步的孤岛，并能有效地同时实现环网和1588时间同步的冗余保护。
附图说明
图1为1588时间同步环形网络结构示意图；
图2为本发明一种1588实现协同时间同步的方法一实施例的流程图；
图3为本发明一种1588实现协同时间同步的装置一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图2，为本发明一种1588实现协同时间同步的方法一实施例的流程图。
在本发明实施例中，同时开启环网保护和1588时间同步，并且环网保护所阻塞链路和1588时间同步的冗余链路不是同一链路时，判断根据环网保护产生的阻塞端口重合于1588产生的master，slave或者passive端口的情况，然后根据相应的情况进行1588时间同步链路的协同切换，并且在某通路断开时能够打开阻塞链路同时实现环网和时间同步的冗余保护。
本发明实施例的前提是环环网保护开启(MSTP或EAPS)。当环网非1588时间同步冗余链路端口被阻塞是采用如下步骤：
步骤S101：判断阻塞端口是否master端口，如果是，则执行步骤S102，否则执行步骤S103；
步骤S102：根据BMC算法打开1588时间同步的冗余链路，实现链状时间同步；
步骤S103：判断环网阻塞端口对于1588报文处理方式是否只收不发，是则执行步骤S105，否则，执行步骤S104；
步骤S104：根据BMC算法打开1588时间同步的冗余链路，实现链状时间同步；
步骤S105：阻塞端口侦听announce报文；
PTP的BMC算法运行正常的前提下，阻塞端口使能PTP后，开始侦听announce报文；
步骤S106：判断announce报文是否超时，如果是，则执行步骤S109，否则执行步骤S107；
步骤S107：判断是否丢弃收到的announce报文，如果是，则执行步骤S109，否则执行步骤S108；
步骤S108：更新时钟数据；
根据接收的announce报文，执行BMC算法，更新时钟数据集；
步骤S109：设置阻塞端口状态为master状态；
步骤S110：触发PTP协议报文的收发；
PTP_START启定时器，触发PTP协议报文发送和接收；
步骤S111：执行数据比较算法；
先分别比较所有端口接收到的announce报文与本端口的设置D0，确定出Erbest，再计算Ebest；
步骤S112：根据状态决定算法得到端口的被推荐状态；
根据状态决定算法得到的结果确定阻塞端口的工作状态为master、slave还是passive；
步骤S113：选举slave端口；
更新时钟数据集，重新计算选举出slave端口；
步骤S114：打开1588时间同步的冗余链路。
根据BMC算法打开1588时间同步的冗余链路，实现链状时间同步，解决时间同步的孤岛问题。
本发明实施例通过利用announce报文的丢弃流程实现1588时间同步冗余链路，避免了时钟节点由于该节点的两个方向的链路的1588报文缺失而成为时间同步的孤岛，并能有效地同时实现环网和1588时间同步的冗余保护。
参阅图3，为本发明一种1588实现协同时间同步的装置一实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的装置，包括：
端口设置模块21，用于当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置阻塞端口状态为master状态；
接收模块22，用于接收announce报文；
选举模块23，用于对announce报文进行数据比较算法和状态决定算法，更新时钟数据集重新选举出slave端口；
同步模块24，用于根据BMC算法打开1588时间同步冗余链路。
进一步，所述选举模块23包括：
第一确定模块231，用于根据数据比较算法分别比较所有端口接收到的announce报文与本端口的设置D0，确定出Erbest和Ebest；
第二确定模块232，用于利用Erbest和Ebest根据状态决定算法得到阻塞的被推荐状态，确定阻塞端口的工作状态。
进一步，所述第二确定模块232包括：
被推荐状态模块2321，用于根据状态决定算法得到端口的被推荐状态；
选举子模块2322，用于更新时钟数据集，重新选举出slave端口。
进一步，所述装置还包括：
第一冗余链路模块25，用于当阻塞端口是master端口时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
进一步，所述装置还包括：
第二冗余链路模块26，用于当阻塞端口不是master端口但只收不发1588报文时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
具体的，第一确定模块231先分别比较所有端口接收到的announce报文与本端口的设置D0，确定出Erbest，再计算Ebest；第二确定模块232根据状态决定算法得到的结果确定阻塞端口的工作状态为master、slave还是passive。
所述第一冗余链路模块25和第二冗余链路模块26可以为同一个模块。
本发明实施例通过利用announce报文的丢弃流程实现1588时间同步冗余链路，避免了时钟节点由于该节点的两个方向的链路的1588报文缺失而成为时间同步的孤岛，并能有效地同时实现环网和1588时间同步的冗余保护。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种1588实现协同时间同步的方法，其特征在于，包括：
当阻塞端口为非主用master端口且非只收不发1588报文时，设置所述阻塞端口状态为master状态；
阻塞端口接收公告announce报文；
对所述announce报文进行数据比较算法和状态决定算法，更新时钟数据集重新选举出从属slave端口；
根据最佳主时钟BMC算法打开1588时间同步冗余链路；
所述对announce报文进行数据比较算法和状态决定算法，更新时钟数据集重新选举出slave端口包括：
根据数据比较算法分别比较所有端口接收到的announce报文与本端口的设置D0，确定出本端口最佳时钟数据集Erbest和所有端口最佳时钟数据集Ebest；
利用Erbest和Ebest根据状态决定算法得到阻塞的被推荐状态，确定阻塞端口的工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用Erbest和Ebest根据状态决定算法得到阻塞的被推荐状态，确定阻塞端口的工作状态具体为：
根据状态决定算法得到端口的被推荐状态；
更新时钟数据集，重新选举出slave端口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置所述阻塞端口状态为master状态前包括：
当阻塞端口是master端口时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置所述阻塞端口状态为master状态前包括：
当阻塞端口不是master端口但只收不发1588报文时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
5.一种1588实现协同时间同步的装置，其特征在于，包括：
端口设置模块，用于当阻塞端口为非master端口且非只收不发1588报文时，设置所述阻塞端口状态为master状态；
接收模块，用于接收announce报文；
选举模块，用于对所述announce报文进行数据比较算法和状态决定算法，更新时钟数据集重新选举出slave端口；
同步模块，用于根据BMC算法打开1588时间同步冗余链路；
所述选举模块包括：
第一确定模块，用于根据数据比较算法分别比较所有端口接收到的announce报文与本端口的设置D0，确定出Erbest和Ebest；
第二确定模块，用于利用Erbest和Ebest根据状态决定算法得到阻塞的被推荐状态，确定阻塞端口的工作状态。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：
被推荐状态模块，用于根据状态决定算法得到端口的被推荐状态；
选举子模块，用于更新时钟数据集，重新选举出slave端口。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一冗余链路模块，用于当阻塞端口是master端口时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二冗余链路模块，用于当阻塞端口不是master端口但只收不发1588报文时，打开1588时间同步冗余链路实现链状时间同步。
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