CN101971556A

CN101971556A - 支持高效和准确的同步/后随时间戳

Info

Publication number: CN101971556A
Application number: CN2009801029362A
Authority: CN
Inventors: 诺曼·W·芬恩
Original assignee: Cisco Technology Inc
Current assignee: Cisco Technology Inc
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2029-01-22
Also published as: CN101971556B; US20150333996A1; US9112632B2; WO2009094158A3; US20090190613A1; WO2009094158A2; EP2235869B1; EP2235869A4; EP2235869A2; US10079748B2

Abstract

在一个实施例中，装置的物理(PHY)层(较低协议层)可以对所接收到的帧添加时间戳，并且将帧和时间戳向协议栈上方朝向同步(sync)识别层(较高协议栈层)传递。该sync识别层判定该帧是否与同步有关，并且如果该帧与同步有关，则将时间戳连同帧关联一起放置在数据结构中以用于通过随后的处理的恢复。相反，在另一实施例中，sync识别层可以对用于发送的帧添加具有是否对所述帧加盖时间戳的指示的帧ID，并且将帧和帧ID向协议栈的下方朝向PHY层传递。PHY层判定帧ID是否指示该帧要被加盖时间戳，如果该帧ID指示该帧要被加盖时间戳，则将与帧发送相对应的时间戳和该帧ID放置在数据结构内。

Description

支持高效和准确的同步/后随时间戳

技术领域

本公开一般地涉及计算机网络，并且更具体而言，涉及用于同步和后随(followup)的时间戳。

背景技术

常常希望测量帧(或分组)从计算机网络中的一个装置传送到另一装置所用的时间。这样的测量可以用来出于各种诊断和契约验证原因来确定跨越网络的传输延迟，以及用来在网络装置之间对计时时钟(time-of-day clock)进行同步。已被使用和/或提议的用来解决时间测量的当前技术中的许多技术具有许多有待解决的问题，或其它方面很麻烦或缺乏准确度。

例如，某些时间戳协议要求使用多种帧类型，每种类型具有多个要以特定格式填充的字节，这尤其需要重新计算帧校验值。其它时间戳协议也不考虑帧在发送之前被临时存储在数据结构(例如队列)中的时间(“等待时间”)。此外，由于诸如MACsec(介质访问控制安全)或层3的IPsec(因特网协议安全)之类的各种安全协议，可能使得某些协议要求的涉及向帧中插入或从帧中移除数据的功能很难实现或不可能实现。即，一旦帧被加密后，时间戳信息(例如，“该帧是时间戳/sync帧”的指示)可能会丢失或难以获得，并且很难将时间戳插入到加密后的帧中。

附图说明

结合附图并参考以下描述将更好地理解本发明的以上和其它优势，在附图中，类似的标号指示相同或功能相似的元件，在附图中：

图1图示出示例计算机网络；

图2图示出示例网络装置/节点；

图3图示出示例sync/后随分组交换；

图4图示出示例协议栈；

图5图示出用于支持接收帧的sync/后随时间戳的示例程序；以及

图6图示出用于支持发送帧的sync/后随时间戳的示例程序。

具体实施方式

概述

根据本公开实施例，在从计算机网络接收到帧之后，装置的协议栈的较低层处的物理(PHY)层可以向所接收到的帧添加时间戳，并且将所接收到的帧和时间戳向协议栈的上面朝向在协议栈的较高层处的同步(sync)识别层传递。然后，sync识别层可以判断该帧是否与同步有关，并且如果是，则将时间戳连同帧关联放置在诸如第一队列的第一数据结构中，以用于由该装置的后随处理层(例如，软件)恢复。

并且，根据本公开的实施例，在接收到用于发送的帧之后，sync识别层可以对该帧添加帧标识(ID)，该帧ID包括对是否对该帧加盖时间戳的指示，并且可以将接收到的帧和帧ID向协议栈下方朝向PHY层传递。然后，PHY层可以判断该帧ID是否指示该帧要被加盖时间戳，并且如果是，则将该帧的时间戳连同该帧ID放置诸如第二队列的第二数据结构中，以用于由该装置的后随处理层恢复，这是在其知道该帧何时通过网络被发送或将被发送的时候。

描述

计算机网络通常包括多个互连的实体。实体可以由“提供”(即，发送)或“吸收”(即，接收)数据帧的诸如服务器或终端局之类的任何网络装置组成。普通类型的计算机网络是局域网(“LAN”)，LAN通常是指单个大楼或校园内的私有网络。LAN通常采用诸如以太网、FDDI或令牌环之类的数据通信协议(LAN标准)，这些协议限定由通信体系架构(即，协议栈)的数据链路层和物理层执行的功能。

一个或多个中间网络装置常常被用来将LAN耦合到一起并且使得相对应的实体能交换信息。例如，网桥可以用来在两个或更多LAN或终端局之间提供“桥接”功能。通常，网桥是计算机并且包括耦合到LAN或终端局的多个端口。用来将网桥相互耦合的端口一般被称为主干端口，而用来将网桥耦合到LAN或终端局的端口一般称为接入端口。桥接功能包括接收来自源端口处的发送实体的数据并且将该数据转送至至少一个目的地端口以用于转发至接收实体。

尽管网桥可以在通信协议栈的各层操作，但是它们通常在层2(L2)操作，层2(L2)在OSI参考模型中被称为数据链路层并且包括逻辑链路控制(LLC)子层和介质访问控制(MAC)子层。数据链路层处的数据帧通常包括头，头包含提供消息的实体的MAC地址(称为源地址)和消息被发往的实体的MAC地址(称为目的地地址)。为了执行桥接功能，L2网桥检查在源端口上接收到的每个数据帧的MAC目的地地址。该帧之后被交换到与该MAC目的地地址相关联的(一个或多个)目的地端口上。

通常被称为路由器的其它装置可以在更高的通信层操作，例如，OSI参考模型的层3(L3)，其在传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)网络中对应于因特网协议(IP)层。IP层的分组还包括包含IP源地址和IP目的地地址的头。路由器或L3交换机可以将所接收到的数据帧从一种LAN标准(例如，以太网)重新组装或变换成另一种(例如，令牌环)。因此，L3装置常常被用来互连不相似的子网。

图1是说明性地包括通过所示链路互连的诸如网桥/交换机和/或路由器之类的节点/装置(A和B)的示例计算机网络100的示意性框图。本领域技术人员应理解，在计算机网络中可以使用任何数目的节点、装置、链路等，并且这里所示的示图是为了简单。本领域技术人员还应理解，尽管这里所描述的实施例被一般地描述，但是它们可以应用于在自治系统(AS)或域内或贯穿多个AS或域等的任何网络配置。图1的计算机网络100仅想用于说明性目的并且不想限制这里描述的实施例。

帧(或数据分组)150(例如，流量)可以使用预定的网络通信协议在计算机网络100的节点/装置之间交换，所述网络通信协议例如是传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)、用户数据报协议(UDP)、异步传输模式(ATM)协议、帧中继协议、因特网分组交换(IPX)协议等。这样，每个网桥或路由器包括用于接收和转发网络消息的一个或多个端口(接口)。

图2是在这里描述的一个或多个实施例中可被有利地用作例如网桥(L2)或路由器(L3)的示例节点/装置200的示意性框图。该装置包括通过系统总线250互连的多个网络接口或端口210、一个或多个处理器220和存储器240。网络接口或端口210包含用于通过耦合到网络100的物理链路来传送数据的机械的、电子的和信号传导的电路。网络接口/端口可以被配置为使用各种不同的通信协议来发送和/或接收数据(分组/帧150)，这些通信协议包括TCP/IP、UDP、ATM、同步光网络(SONET)、无线协议、帧中继、以太网、光纤分布式数据接口(FDDI)以及其它。注意，本领域技术人员应理解，物理网络接口/端口210还可以被用来实现一个或多个虚拟网络接口，例如用于虚拟专用网(VPN)接入或虚拟LAN(VLAN)。说明性地，网络接口/端口210内对帧/分组150的处理可以遵循协议栈400(以下描述)，协议栈400限定由通信体系架构的数据链路层和物理层执行的功能。

存储器240包括可由(一个或多个)处理器220和网络接口/端口210寻址的多个存储位置以用于存储与这里所描述的实施例相关联的软件程序和数据结构。处理器220可以包括适于执行软件程序和操控数据结构(例如一个或多个队列247)的必要的元素或逻辑。操作系统242(例如，思科系统公司的连网作业系统(Internetworking Operation System)或IOS^TM)通过调用在装置上执行的软件处理和/或服务支持的网络操作或其它方式来功能地调用节点，其中，操作系统242的一部分通常驻留在存储器240中并由(一个或多个)处理器执行。这些软件处理和/或服务可以包括通信处理/服务244、安全处理/服务248、同步(sync)/后随处理/服务246和例如用于各种已知目的的各种软件程序的其它应用249。对于本领域技术人员将显而易见的是，包括各种计算机可读介质的其它处理器和存储装置可以用来存储和执行有关这里所描述的发明技术的程序指令。

通信处理/服务244包含计算机可执行指令，这些指令由处理器220执行，来执行由诸如各种交换或路由协议(例如，分别针对网桥或路由器)的一个或多个通信协议提供的功能。这些功能可以被配置来管理包含例如用来做出交换/转发判决的数据的交换数据库(例如，生成树实例，未示出)或转发信息数据库。

安全处理/服务248包含计算机可执行指令，这些指令由处理器220执行，来执行由诸如介质访问控制安全(MACsec，IEEE Std.802.1AE)或因特网协议安全(IPsec)之类的一个或多个安全协议提供的功能。本领域技术人员可以理解，这些功能可以包括某些加密/解密服务。具体地，当帧/分组150被发送时，安全服务248可以以对网络内不知道加密密钥的其它节点隐藏内容的方式来对帧进行加密。相应地，具有加密密钥的被授权的接收节点可以使用其安全服务248来对帧/分组150进行解密以确定所隐藏的内容。

此外，如以上提到的，常常希望测量帧(或分组)150从计算机网络中的一个装置传送到另一装置所要的时间，例如用于为各种诊断和契约验证确定跨越网络的传输延迟，以及用于在网络装置之间对计时时钟(time-of-day clock)进行同步。然而，某些时间戳协议不考虑与帧的队列等待时间相关联的延迟、安全协议对帧进行加密或解密所要的时间，也不考虑与由各种安全协议提供的保护相关联的难度。

各种时间戳协议利用sync/后随消息交换来消除以上对加盖时间戳(timestamping)的考虑中的某些考虑。例如，根据IEEE Std.1588-2004和IEEE Project 802.1AS(当前正在开发)，sync分组可以与后随分组分开发送。(例如，通过硬件)对sync分组的发送和接收进行识别使得时间戳(例如，通过端口ASIC)被以便于实现的某种格式记录。然后，后随分组可以通过软件生成，并且包含描述之前的sync分组的发送和接收的(一个或多个)时间戳。

说明性地，sync/后随处理/服务246包含计算机可执行指令，这些指令由处理器220执行来执行由一个或多个时间戳协议提供的功能。例如，图3图示出根据诸如IEEE Std.1588-2004和IEEE Project 802.1AS之类的各种时间戳协议的示例sync/后随消息交换。例如，假定图1的节点A和节点B希望确定与在彼此之间传送分组相关联的时间(延迟)。节点A可以向节点B发送sync分组/帧(150)，并且在该sync分组被发送时，内部地生成第一时间戳。然后，节点A可以向节点B发送包含该时间戳的后随分组/帧。以这种方式，可以与sync分组的发送尽可能接近地生成时间戳，但是，考虑到装置内的处理时间，通过时间戳生成的信息可能在稍后被中继。

在接收到sync分组之后，节点B可以在第一sync分组被接收到时生成第二时间戳，并且可以向节点A返回sync分组，并且可以在返回的sync分组被发送时生成第三时间戳。在节点B处处理时间戳之后，从节点B可以向节点A发送包含第二和第三时间戳的返回的后随分组。(注意，在时间戳协议的某些实施例中，从节点B返回的sync分组可以包含第二时间戳)。以这种方式，在装置内，sync处理和时间戳生成被分开以实现更准确的时间戳。

然而，即使利用图3中的这一方法，仍然留有问题。例如，尽管sync处理和时间戳处理的分开提供一定的益处，但是，用来管理和维护分开的分组处理和交换(300)的底层硬件面临困难。例如，如果采用安全/加密，则可以防止底层硬件对sync分组的识别。具体而言，sync识别硬件不能从加密的帧中解析出sync分组。并且，基于sync/后随机制的多个协议可以(例如，被服务提供商)同时采用，使得匹配sync和时间戳的任务很复杂。此外，诸如安全、OAM(操作、管理和维护)或暂停协议能够在sync识别和加时间戳之间的数据流中插入或从其移除帧的事实使得更加难以匹配sync和时间戳。即，有关是否需要时间戳的判断可能是从实际的时间戳本身中移除的若干步骤，并且sync分组与时间戳之间的协作可能丢失或以不同地难以协作。

支持sync/后随时间戳

这里所描述的一个或多个实施例被设计来消除上述问题，并且来为以太网MAC硬件中的sync/后随时间戳交换提供高效的(准确的和可管理的)支持。具体地，根据这里所描述的技术，对sync分组的识别可以由协议栈中相对较高层(例如，MACsec以上)的装置执行并且与时间戳的获取分开。并且时间戳是在协议栈中例如与物理层尽可能接近的很低的层处的发送分组和接收分组上获取的并且与sync识别分开。帧ID被生成并被附加来作为在sync识别层和(栈底部的)时间戳(物理)层之间传递的每一帧中的一条单独的信息。并且，时间戳被生成并被附加来作为在时间戳和(栈顶部的)sync识别层之间传递的基本上每一帧中的一条单独的信息。基本上对于在装置处接收到的每一个sync帧/分组，sync识别层将帧ID和时间戳放置在第一队列中，以用于由生成和处理后随分组的较高层(例如软件)消耗。对于从该装置发送的每一个sync帧，时间戳层将帧ID和时间戳放置在第二队列中以用于由上面的后随处理层消耗。此外，该栈的中间层可以透明地传输帧ID或时间戳。

说明性地，这里所描述的技术可以由硬件、软件和/或固件来执行，例如，sync/后随处理/服务246(例如，以图3中的上述方式使用交换)、队列247和端口/传输协议栈400。具体地，图4图示出根据这里所描述的一个或多个实施例可以使用的示例协议栈400。如本领域技术人员将理解的，协议栈400描绘了各种协议(“层”)被配置来对对象进行操作的代表顺序。通常，例如帧/分组150的对象可以根据对象的方向从栈的“较高”层传递至“较低”层，或反之，从较低层传递至较高层。例如，协议栈400图示出端口/传输栈(例如，位于网络接口210处)，因此表示在帧/分组150从装置200(接口210)处被发送和在该装置处被接收时对它们的处理。例如，要从装置200发送的帧在到达物理(PHY)层425以发送到网络100中(例如，变成外部数据)之前，可以从较高层(例如，内部数据)到较低层穿过栈400。相反，在装置处(通过PHY层425)从网络接收到的帧可以向上传递经过栈400至装置外部的处理，例如一个或多个软件处理(例如，应用249等)。

根据这里所描述的技术，同步(sync)识别层405可以位于协议栈的较高层，例如，栈400的顶部。这里所描述的sync识别层405操作来解析通过该栈的帧150以判断该帧是否是sync分组。为了这里所阐述的理由，sync识别层405处于栈400的较高层，使得其它中间层(即，sync识别层405与PHY层425之间)可以在sync识别操作之前对帧150进行操作。例如，本领域技术人员可以理解，中间栈层可以包括暂停层420(例如，802.3X Pause)、操作、管理和维护(OAM)层415(例如，802.3ahOAM)以及安全层410(例如，MACsec)。说明性地，中间层410-420可以位于sync识别层405以下，以使得对于所发送和所接收的帧150，可以放在sync分组上的任何安全、加密等将还未被放置(发送)或已经被去除(接收)，因此可以在基础分组(baseline packet)上进行sync识别。

操作性地，根据本公开的实施例，在装置200处接收到帧150(例如在节点B处外部地接收到的帧)之后，PHY层将时间戳460添加到所接收的帧，并且将所接收的帧150和时间戳460向上传递经过协议栈400至sync识别层405(图4的左侧)。例如，由于PHY层425通常知道已经接收到的帧150的类型，所以PHY层给接收到的每个帧加盖时间戳，来保证任何接收到的sync分组在判定它们是sync分组之前被加盖时间戳(以这种方式，PHY层425用作加盖时间戳层或与加盖时间戳层联合动作。)

说明性地，如以上所提及的，任何中间栈层可以首先对所传递的帧150执行任何必要的操作，例如，在到达sync识别层405之前从暂停层420传递至OAM层415，再至安全层410。在栈400内(例如，在网络接口210内)可以存在附加硬件来将时间戳460与帧150一起并行地传递经过该栈。如果中间层中的任何层需要时间戳460，则时间戳460可被它们获得，然而，如果不需要时间戳，则中间层可以在帧150和时间戳460向sync识别层传递时忽略时间戳。

在帧150到达sync识别层405后，并且注意，已经经过了用来解密任何加密帧的任何必要的安全层410，则sync识别层可以判断该帧是否与sync有关，即，该帧是否是sync分组。如果帧150不是sync分组，则sync识别层405可以忽略该帧，并且将该帧传递给任何更高的层，例如装置200内的软件处理。另一方面，如果该帧是(例如，从节点A发送的)sync分组，则sync识别层405将相关联的时间戳460放置在第一队列247a中，第一队列247a例如是先入先出(FIFO)队列。sync分组150和(来自队列247a)时间戳460之后可以被传递给后随处理层(例如诸如同步/处理处理246的软件)以用于处理(或者被后随处理层恢复)。

注意，为了确保时间戳460在后随处理层对应于正确的sync分组150(处理246)，sync识别层也可以传递帧关联连同队列247a中的时间戳。例如，尽管FIFO队列以及其提供的按顺序的位置提供一种帧关联(即，第一sync分组对应于第一时间戳，第二sync分组对应于第二时间戳等等)，但是，还可以使用其它标识符，例如通过后随处理层附加到时间戳或帧中的至少一个以用于关联的帧标识符(ID)值。此外，sync识别层405将时间戳(其可能为适于PHY层425的某种格式)重新格式化成另一种格式，并且将重新格式化后的时间戳插入帧150中以由更高的协议栈层消耗。

并且，根据本公开的实施例，在协议栈400处接收到用于发送的帧(例如，要被外部地发送到网络100中的在节点B内内部地接收到的帧150)之后，sync识别层405可以将帧ID 450添加到该帧。具体地，sync识别层405可以针对每一帧来判断该帧是否与同步有关(即，该帧是否是从该装置发送到例如节点A的sync分组)，并且如果是的话，则将指帧ID 450添加到帧150，帧ID 450表示该帧要被加盖时间戳。帧ID 450说明性地是创建(对于时间戳处理，例如，sync/后随处理246)唯一的标识符的任何格式的标识。例如，可以使用16比特的字段，其中，某些比特可以用来指示ID的源，而其余的比特被用作唯一ID值的滚动序列。可替换地或者另外地，帧ID 450可以包括指示相对应的帧150是sync分组的比特，并且因此要求加盖时间戳。说明性地，每个帧150都接收帧ID 450而不论其是否要接收时间戳(例如，是sync分组)，以确保利用要求时间戳的帧来适当地排列帧ID。这样，根据这里所描述的一个或多个实施例，用于不必被加盖时间戳的帧的帧ID可以仅仅是空占位符帧ID。

在帧150被给与帧ID 450(例如，实际的帧ID或空占位符ID)之后，sync识别层405可以将所接收到的帧和帧ID向协议栈下方传递至PHY层425(图4的右侧)。如上所述，在栈400内(例如，网络接口210内)可以存在附加硬件来将帧ID 450连同帧150并行地传递经过该栈。并且，该帧和帧ID可以被向协议栈下传递经过一个或多个中间层到达PHY层425，例如，经过安全层410(例如，MACsec)、OAM层415(例如，802.3ah OAM)和暂停层420(例如，802.3X Pause)。帧ID可以被透明地传递经过中间层，因为帧ID一般只能由PHY层425使用(如果帧ID的其它使用是必要的，则帧ID可被中间栈层获得)。这样，帧ID450不必被应用安全(例如，不必被加密)，因为帧ID不是要从装置200发送的帧的一部分。

注意，在帧150的传递期间，可能存在中间栈层从除了之前的较高层的栈层以外的源接收帧的情况。例如，与从sync识别层405接收帧相反，安全层410可以直接从安全处理248接收帧，例如密钥更新帧。并且，可以分别在OAM层415和暂停层420处直接接收OAM操作或暂停帧。因此，适于直接接收帧150的每一层可以被配置为给所接收的帧添加与通过sync识别层生成的帧ID相一致的帧ID。换而言之，帧ID 450将具有是否给帧加盖时间戳的指示以及对帧的源的指示(即，哪一层生成该帧来使ID在各层之间保持是唯一的和可识别的)。相反地，如果中间栈层处直接接收到的帧不需要时间戳，则帧ID 450可以是如上所述的不带有信息的占位符帧ID。

在接收到帧150和帧ID450之后，PHY层425(例如，作为加盖时间戳层或与加盖时间戳层一起)之后可以判断该帧ID是否指示该帧要被加盖时间戳。具体地，PHY层425检查帧ID 450而不是检查帧150，因为该帧已经被中间层(例如，410-420)加密(或以其他方式修改)了。如果该帧ID指示该帧要被加盖时间戳(例如，是sync分组，或以其它方式请求加盖时间戳)，则PHY层425生成该帧的时间戳460并将其连同该帧的帧ID 450一起放置在第二FIFO队列247b中，以用于由后随处理层(例如，sync/后随处理246)恢复，例如在其(充分准确地知道)帧何时被发送或将被发送的时候。然后，PHY层425可以例如与发送帧150被加盖时间戳的时间非常邻近的时间发送帧150。

因此，由于是否对帧加盖时间戳的判断(例如，sync识别层405)是从实际时间戳(例如，PHY层425)移除的若干步骤，所以，该帧以允许通过后随处理层将时间戳460与帧150相关的方式来标识。例如，尽管FIFO队列247b可以恰当地工作，但是由于可以从中间栈层(例如，410-420)插入帧，所以，帧ID可以被用来消除有关哪个时间戳对应于哪个帧的任何混淆。(注意，sync识别层405可以已经向后随处理层提交了所生成的帧ID 450以用于针对相关联的时间戳460来关联到队列247b中的帧ID。)

在帧150被加盖了时间戳并被发送(例如，到节点A的sync分组)之后，后随处理层(例如，sync/后随处理246)可以恢复时间戳460，并且使用这些帧的帧ID 450，将正确的时间戳与相关联的帧匹配。根据如以上在图3中示出的说明性sync/后随过程(交换300)，该装置(节点B)可以发送包含为之前发送的sync分组生成的时间戳的后随分组。因此，该后随分组中的时间戳值是准确的，并且是以允许对sync分组和后随分组都施加安全的方式在栈400内高效地生成的。

图5图示出根据这里所描述的一个或多个实施例的用于特别是针对输入的sync/后随分组来支持sync/后随时间戳的示例过程。过程500开始于步骤505，并且进行到步骤510，其中，在装置200的协议栈400的较低层处的PHY层425(例如，从该装置外部的源)接收到帧150。不论帧150如何，PHY层425在步骤515中添加时间戳460，并且在步骤520中将帧和时间戳向协议栈400的上方(例如经过中间栈层420-410)朝向协议栈的较高层处的sync识别层405传递。沿该路径，任何对时间戳460感兴趣的中间栈层可以在步骤525中利用它，或不同地，该时间戳被忽略并被透明地传递。

在接收到帧150和时间戳460之后。sync识别层405在步骤530中判断该帧是否与sync有关(例如，其是sync分组)。如果是(步骤535)，则在步骤540中，sync识别层将时间戳460连同帧关联(例如，帧ID)一起放置到队列247中以用于由装置的后随处理层(例如，处理246)恢复。对后，或响应于该帧与同步无关(步骤535)，在步骤550中，用于处理输入的帧150来支持sync/后随时间戳的过程500结束。

相反，图6图示出根据这里所描述的一个或多个实施例的用于特别是针对输出的sync/后随分组来支持sync/后随时间戳的示例过程。过程600开始于步骤605，并且进行到步骤610，其中，在装置200的协议栈400的较高层处的sync识别层405处(例如从该装置内的内部源)接收到帧150。在步骤615，sync识别层将帧ID 450添加到该帧，帧ID 450具有对是否对该帧加盖时间戳的指示。例如，如上所述，sync识别层可以标记该帧以用于加盖时间戳，如果该帧是sync分组，或者，对于不加盖时间戳的分组，则留下空的/占位符帧ID。然后，在步骤620中，接收到的帧150和帧ID 450被向协议栈400的下方(例如经过中间栈层410-420)朝向协议栈400的较低层的PHY层425传递。注意，如上所述，一开始可以在中间栈层410-420的任何一层发生步骤610和615。这样，如果中间层希望将帧150插入栈400中时，则可以为PHY层425创建相对应的帧ID 450(例如，空/占位符或如上所述的其它方式)。

在接收到帧150和帧ID 450之后，PHY层425在步骤625中判断该帧ID是否指示该帧要被加盖时间戳(例如，是sync分组)。如果是(步骤630)，在之后在步骤635中，PHY层将时间戳460连同帧ID一起放置在队列247b中以用于由该装置的后随处理层(例如，处理246)恢复，例如在其知道该帧何时被发送或将被发送的时候。随后，或响应于该帧不需要时间戳(步骤630)，PHY层425在步骤640中将帧150发送到理想外部装置。此外，如果步骤640中的所发送的帧150是sync分组，则因此装置200可以在步骤645中发送具有适当的时间戳460的后随分组。在步骤650中，用于处理输出帧150来支持sync/后随时间戳的过程600结束。

这里所描述的新颖的技术有利地在计算机网络中支持sync/后随时间戳。通过将sync识别和时间戳生成分开，该新颖技术通过提供最大准确度并且允许使用中间协议栈层来允许准确和高效的时间戳加盖。具体地，通过在sync识别和时间戳生成之间将帧ID透明地向下传递过栈或将时间戳向上传递过栈，这里所描述的技术在多个协议栈层之间保持协作，并且不需要时间戳层能够解析帧来识别sync分组，也不需要sync识别层能够处理时间戳。此外，以上技术与MACsec和新的sync/后随协议相兼容，并且新的协议栈层可以被添加到该栈而不需要对硬件中的定时特征进行改变。

尽管已经示出并描述了支持计算机网络中的sync/后随时间戳的说明性实施例，但是应当理解，在本发明的精神和范围以内，可以精细各种更改和修改。例如，在这里已经示出并描述了与具体的sync/后随分组传输技术一起使用的这些实施例。然而，本发明的实施例从其广义上而言不限于此，并且实际上可以与其它sync/后随技术一起使用。并且，尽管针对以太网MAC硬件示出了某些协议栈层，但是，在根据这里所描述的实施例进行操作的装置(例如，L3装置(路由器)等等)中，可以存在另外的和/或更少的栈层。

以上描述针对本发明的具体实施例，然而，显而易见的是，在保留所描述的实施例的某些或全部优点的情况下可以对它们进行其它更改和修改。例如，可以清楚地预想到，这里所描述的组件和/或元件可以被实现为软件，包括存储了在计算机、硬件、固件或它们的组合上执行的程序指令的计算机可读介质。并且，可以生成电场信号来通过有线数据链路或诸如因特网之类的数据网络来携带实现本发明的方面的计算机可执行指令。因此，该描述应被认为仅仅是示例并且不是以其它方式限制本发明的范围。因此，所附权利要求的一个目标是覆盖在本发明的真正精神和范围以内的所有这样的更改和修改。

Claims

1.一种方法，包括：

在装置的协议栈的较低层处的物理(PHY)层处接收帧；

在所述PHY层对所接收到的帧添加时间戳；

将所接收到的帧和时间戳向所述协议栈上方朝向所述协议栈的较高层处的同步(sync)识别层传递；

在所述sync识别层判断所述帧是否与同步有关；并且，如果所述帧与同步有关，则

由所述sync识别层将所述时间戳连同帧关联一起放置在数据结构中以用于由所述装置的后随处理层恢复。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将所述帧和所述时间戳向所述协议栈上方经过一个或多个中间栈层传递到所述sync识别层。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

判断在所述一个或多个中间栈层的每一个中间栈层处是否需要所述时间戳；以及

如果不需要所述时间戳，则在所述帧和所述时间戳朝向所述sync识别层传递时，忽略所述时间戳。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述中间栈层是从由暂停层、操作、管理与维护(OAM)层和安全层组成的组中选出的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述帧关联是帧标识(ID)。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据结构是先进先出(FIFO)队列。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述帧关联是所述FIFO队列内的位置。

8.一种方法，包括：

在装置的协议栈的较高层处的同步(sync)识别层接收帧；

在所述sync识别层对所接收到的帧添加帧标识(ID)，所述帧ID具有是否对所述帧加盖时间戳的指示；

将所接收到的帧和帧ID向所述协议栈下方朝向所述协议栈的较低层处的物理(PHY)层传递；

在所述PHY层判断所述帧ID是否指示所述帧要被加盖时间戳；

如果所述帧ID指示所述帧要被加盖时间戳，则由所述PHY层将所述帧的时间戳连同所述帧ID一起放置在数据结构中以由所述装置的后随处理层恢复；以及

从所述PHY层发送所述帧。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

从所述装置发送具有所述时间戳的后随帧。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述数据结构是先进先出(FIFO)队列。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在所述sync识别层判断所述帧是否与同步有关；以及，如果所述帧与同步有关，则

对所述帧添加指示所述帧要被加盖时间戳的帧ID。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括：

将所述帧和所述帧ID向所述协议栈下方经过一个或多个中间栈层传递到所述PHY层。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

将所述帧ID透明地传递经过所述一个或多个中间栈层。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在所述中间栈层从除了之前的较高层栈层以外的源接收帧；以及

在所述进行接收的中间栈层处对所接收到的帧添加帧ID，所述帧ID具有是否对所述帧加盖时间戳的指示。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述中间栈层是从由暂停层、操作、管理与维护(OAM)层和安全层组成的组中选出的。

16.根据权利要求8所述的方法，其中，不要加盖时间戳的帧的帧ID是空占位符帧ID。

17.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在所述帧ID内包括对所述帧的源的指示。

18.一种设备，包括：

处理器；

传输协议栈；

第一数据结构和第二数据结构；

在所述协议栈的较低层处的物理(PHY)层；

在所述协议栈的较高层处的同步(sync)识别层；以及

在所述协议栈中所述sync识别层以上的更高层处的后随处理层；

其中：

响应于在所述PHY层处接收到的帧，所述PHY层被配置为对所接收到的帧添加时间戳并且将所接收到的帧和所述时间戳向所述协议栈的上方朝向所述sync识别层传递，并且所述sync识别层被配置为判断所述帧是否与同步有关，并且如果所述帧与同步有关，则将所述时间戳连同帧关联放置在所述第一数据结构中以用于由所述后随处理层恢复；并且

响应于用于由所述设备发送的在所述sync识别层处接收到的帧，所述sync识别层被配置为对所述帧添加具有是否对所述帧加盖时间戳的指示的帧标识(ID)，并且将所接收到的帧和所述帧ID向所述协议栈的下方朝向所述PHY层传递，并且所述PHY层被配置为判断所述帧ID是否指示所述帧要被加盖时间戳，并且如果所述帧ID指示所述帧要被加盖时间戳，则将所述时间戳连同所述帧ID一起放置在所述第二数据结构中以由所述后随处理层恢复，所述PHY层还被配置为发送所述帧。

19.根据权利要求18所述的设备，还包括：

所述协议栈的一个或多个中间层，其中经过所述一个或多个中间层，所述帧和所述帧ID向所述协议栈的下方传递到所述PHY层，并且经过所述一个或多个中间层，所述帧和所述时间戳向所述协议栈上方传递到所述sync识别层。

20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述中间栈层被配置为从除了之前的较高层的栈层以外的源接收帧，并且对所接收到的帧添加帧ID，所述帧ID具有是否对所述帧加盖时间戳的指示。