CN102082652A - 一种获取网络时钟拓扑结构的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种获取网络的时钟拓扑结构的方法、装置和系统，其中方法包括：网元通过1588协议获取所述网元的位置信息；所述网元将所述位置信息发送给所述管理设备，以使所述管理设备根据所述位置信息生成所述网络的时钟拓扑结构。本发明实施例提供的方法、装置和系统，通过1588获取网元的位置信息，由于网元都支持1588协议，具备很好的兼容性。管理设备根据位置信息生成时钟拓扑结构，不依赖网元的物理拓扑结构，比较容易操作。

Description

一种获取网络时钟拓扑结构的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及获取网络时钟拓扑结构的方法、装置和系统。

背景技术

时钟同步在通信网中扮演着非常重要的角色，它对网元内部、上级网元和下级网元进行协调，使网元、上级网元和下级网元按照一个步调工作。时钟同步还可以为网元内部模块和芯片提供稳定和精确的工作频率，使业务能按照设想的规则正确、有序的进行。

运营商在规划网络时，通常会根据时钟特性确定部署方案，并在开局时完成具体部署的工作。然而，时钟传递过程中是否存在故障，故障出现在哪里，都是用户运维过程中最关注的。因此，时钟特性管理的重点其实不在于如何部署，而在于监控与维护，这就提出了通过时钟拓扑结构来进行网络监控与维护的需求。

运营商在网络规划或网元部署时，通过手工创建或者自动发现的方式，得到网元之间的物理连接关系，从而在管理设备，如网管上生成网元的物理拓扑结构。网元的时钟拓扑结构是物理拓扑结构的一部分，因此，运营商不单独生成网元设备的时钟拓扑，而是直接依靠网元的物理拓扑结构来完成日常的时钟监控、维护等工作。

然而网元的时钟拓扑结构并不完全等同于物理拓扑结构。时钟信号可能是沿着物理链路直接传递，也可能沿着伪线(Pseudo Wire，PW)、IP链路等传递。

假设PW、IP链路的中间网元只是透传时钟信号，此时，运营商更加关注的是启始网元、终结网元的时钟拓扑结构，中间节点的物理拓扑结构可能会非常复杂，但运营商并不关心。此时若通过物理拓扑结构来监控、维护时钟信息，会非常不便。

还有就是，网元的物理拓扑结构只是显示了网元的物理链接信息，但是，各网元间的时钟同步方向却无法显示出来。因此，如何生成时钟拓扑结构就成为时钟管理的一个非常重要的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种获取网络时钟拓扑结构的方法、装置和系统，所提供的方法、装置和系统能自动生成网元的时钟拓扑结构。

本发明一个实施例提供一种获取网络时钟拓扑结构的方法，所述网络包括管理设备和至少一个网元，所述方法包括步骤：

所述网元通过1588协议获取所述网元的位置信息；

所述网元将所述位置信息发送给所述管理设备，以使所述管理设备根据所述位置信息生成所述网络的时钟拓扑结构。

本发明一个实施例提供一种网元，包括：

信息获取单元，用于通过1588协议获取所述网元的位置信息；

信息发送单元，用于将所述位置信息发送给管理设备，以使所述管理设备根据所述位置信息生成网络的时钟拓扑结构。

本发明一个实施例提供一种通信系统，所述通信系统包括管理设备和受所述管理设备管辖的至少一个网元，其中，

所述网元，用于通过1588协议获取所述网元的位置信息；将所述位置信息发送给所述管理设备；

所述管理设备，用于根据所述位置信息生成所述系统的时钟拓扑结构。

本发明实施例提供的方法、装置和系统，通过1588获取网元的位置信息，由于网元都支持1588协议，具备很好的兼容性。管理设备根据位置信息生成时钟拓扑结构，不依赖网元的物理拓扑结构，比较容易操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的网元时钟主从关系的示意图；

图2为本发明实施例提供的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的Announce报文的报文头的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的Announce报文的报文体的结构示意图；

图5a-5d为本发明实施例提供的生成时钟拓扑结构的过程的示意图；

图6为本发明实施例提供的网元的结构的示意图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

网元的时钟拓扑结构属于网元的物理拓扑结构的一部分，网元之间存在一定的时钟主从关系。网元可以通过多种算法来确定网元之间的时钟主从关系，这些算法可以是基于1588协议的最佳主时钟(Best Master Clock，BMC)算法、基于时钟状态与优先级的算法以及其它时钟选择算法等。

如图1所示为网元10通过BMC算法获取的网元10和网元12的时钟主从关系。箭头由网元10指向网元12，表明网元10提供时钟信号给网元12，或者说是网元12跟踪网元10的时钟，此时，网元10为网元12的上级网元，网元12为网元10的下级网元。网元10通过端口1给网元12发送时钟信号，对网元12而言，网元10上的端口1称作主(Master)端口，网元12通过端口2接收网元10的时钟信号，端口2称作从(Slave)端口。同理，网元14为网元12的下级网元，对网元14而言，端口3为Master端口，端口为Slave端口。

由于网元12只知道从端口2接收时钟信息，却不知道时钟信息的来源，因此，对管理设备而言，不清楚时钟信息的走向。鉴于此，本发明一个实施例提供一种获取网络的时钟拓扑结构的方法，采用本实施例提供的方法获取了网络的时钟拓扑结构后，就可以很清楚的知道每个网元的上级网元以及下级网元了，也可以很清楚的知道时钟信息的走向。

作为举例，本实施例将在图1的基础上阐述获取网络的时钟拓扑结构的过程，当然，本实施例所提供的方法可以适应多个网元的情况，当包含多个网元时，获取网络的时钟拓扑结构的方法与包含三个网元时所采用的方法相同。

如图2所示，所提供的方法包括：

步骤20，网元12通过1588协议获取网元的位置信息。

在交互的过程中，网元10会向网元12发送基于1588协议的第一通知Announce报文，发送的方式可以是定时发送等。网元12也可以主动向网元10发送请求报文，请求报文可以采用预先定义的格式，网元10收到请求报文后，向网元12发送基于1588协议的第一Announce报文。

其中，第一Announce报文包括两部分：报文头和报文体。

(1)报文头如图3所示，其中的源端口标识sourcePortIdentity携带有网元10的时钟标识和网元10上连接网元12的端口的端口标识，这里的端口标识可以是网元10上的端口号、框位和槽位的一种或者多种，以下将以端口号作为举例。

在1588协议中，sourcePortIdentity的结构定义如下：

Typedef Octet[8]  ClockIdentity；

struct PortIdentity

{

ClockIdentity clockIdentity；

UInteger16 portNumber；

}；

其中的clockIdentity(时钟标识)携带网元10的时钟标识clockID，portNumber(端口号)携带网元10的端口号，本实施例中为端口1的端口号。clockIdentity可以统一由管理设备分配，也可由网元10根据设置的规则自动生成。为了生成更准确、信息更全面且clockIdentity不冲突的时钟拓扑结构，可以对clockIdentity字段进行字段规划，比如，其中3字节的OUI(Organizationally UniqueIdentifie，组织唯一标识)码用来区分各网元的提供商；接下来的1字节是产品标识；最后的4字节标识具体的设备，可以使用管理设备保存的网元ID，也可以采用IP地址或者媒体访问控制MAC地址的部分字节等。这样，经过规划后，就可以直接从clockIdentity字段的值得到网元的产品类型和网元ID等信息。

(2)报文体的结构如图4所示，其中的grandmasterIdentity(主时钟网元标识)携带有主时钟网元的时钟标识，可以是整个网络的时钟源根节点网元的时钟标识。

网元12收到第一Announce报文后，通过解析sourcePortIdentity和grandmasterIdentity这两个字段，就知道给端口2输入时钟信号的上级网元的clockID、端口号以及主时钟网元的clockID。

同理，网元12也会向网络14发送第二Announce报文，第二Announce报文的格式和第一Announce报文相同，第二Announce报文中的clockIdentity携带网元12的clockID，portNumber携带端口3的端口号，grandmasterIdentity携带网元10的clockID。

步骤22，网元将位置信息发送给管理设备。

本实施例中的管理设备可以是网管，用于对网元进行管理。

网元获取位置信息后，将位置信息发送给管理设备。发送的方式可以是管理设备向网元发送查询请求报文，网元收到查询请求报文后，向管理设备发送上报报文。也可以是网元在获取位置信息后，自动向管理设备发送上报报文。这里的上报报文可以是预先定义的报文，也可以是告警Trap报文等，用于上报网元收到的Announce报文中的sourcePortIdentity和grandmasterIdentity字段的值。

在图1中，网元10直接连到全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，是整个网络的主时钟网元(GrandMaster Clock，GMC)，只对外输出时钟信号，不接受其它网元的时钟信号输入。因此，网元10向管理设备发送的第一上报报文可以包含预设的值，比如1、0或“本网元为时钟根节点”等用于标识网元10为主时钟网元。第一上报报文还携带有网元10的网元ID：ID_1。

网元12则向管理设备发送第二上报报文，包含网元10的时钟标识、端口1的端口标识以及主时钟网元的时钟标识等，这里的主时钟网元为网元10。第二上报报文还携带有网元12的网元ID：ID_2。

网元14向管理设备发送第三上报报文，包含网元12的时钟标识、端口3的端口标识以及网元10的时钟标识。第三上报报文还携带有网元14的网元ID：ID_3。当网络中有多个网元时，依此类推。

步骤24，管理设备根据网元的位置信息生成网络的时钟拓扑结构。

管理设备收到第一上报报文后，根据报文确定网元10为主时钟网元，管理设备发送第一上报报文的网元的网元ID生成如图5a所示的时钟拓扑结构，图中的GMC字样表明网元10为主时钟网元。

管理设备收到第二上报报文后，由于第二上报报文携带有网元10的时钟标识和端口1的端口标识，管理设备判定网元12接收网元10的时钟信号输入，而根据第二上报报文中的主时钟标识为网元10的时钟标识，管理设备判定网元12的主时钟网元为网元10，管理设备生成如图5b所示的时钟拓扑结构。

管理设备收到第三上报报文后，由于第三上报报文携带有网元12的时钟标识和端口3的端口标识，管理设备判定网元14接收网元12的时钟信号输入，而根据第三上报报文中的主时钟标识为网元10的时钟标识，管理设备判定网元14的主时钟网元为网元10，则管理设备生成如图5c所示的时钟拓扑结构。

当有多个网元发送上报报文给管理设备后，管理设备就可以采取上述方法生成网络的时钟拓扑结构。在获取了网络的时钟拓扑结构后，可以得到时钟信息的传递方向，此外，管理设备还可以通过解析时钟标识，获取该网元的生产厂家、设备类型、网元的ID等。设备类型一般表明了网元在网络中的层次。而生产厂家信息可以更方便的解决不同厂家所生产的网元的时钟互通问题。

当某个网元的位置信息发生变化时，比如图1中，网元14从通过端口3接收时钟信号输入变成通过端口6接收时钟信号输入时，网元10会通过Announce报文将网元10的时钟标识、端口6的端口标识以及主时钟网元的时钟标识发送给网元14。网元14通过Trap等方式将更新后的位置信息向管理设备上报，管理设备根据更新后的位置信息将网络的时钟拓扑结构更新为如图5d所示的结构。

本实施例提供的方法容易操作，网元通过1588协议从上级网元获取位置信息，由于网元都支持1588协议，因此具备很好的兼容性。生成时钟拓扑结构不依赖于网元的物理拓扑结构，通过将上级网元下发的位置信息发送给管理设备，使管理设备生成网络的时钟拓扑结构，获取时钟拓扑结构后，可以很方便、清楚地查询该网元是同步哪个上级网元的时钟，也可以方便的识别哪个网元是GMC，而在网元上也可以很清楚的查询到该网元的上级网元和根节点网元。

本发明一个实施例提供一种网元，如图6所示，包括信息获取单元60和信息发送单元62，其中，

信息获取单元60，用于通过1588协议获取所述网元的位置信息。

信息获取单元60可以接收上级网元的基于1588协议的通知Announce报文，Announce报文携带有所述网元的位置信息，这里的位置信息为时钟位置信息，即所述网元从哪获取时钟信息，包括上级网元的时钟标识、上级网元上连接所述网元的端口的端口标识以及主时钟网元标识。

信息发送单元62，用于将所述位置信息发送给管理设备，以使所述管理设备根据所述位置信息生成网络的时钟拓扑结构。

信息发送单元62采用预先定义的报文或者告警报文Trap将所述位置信息发送给管理设备。

信息发送单元62还用于在所述网元的位置信息发生变化时，向所述管理设备发送告警报文Trap，所述Trap携带有所述网元更新后的位置信息。

本实施例提供的网元，通过从上级网元获取位置信息，将位置信息发送给管理设备，使管理设备可以根据位置信息生成网络的拓扑结构，这个过程不依赖于网元的物理拓扑结构，获取时钟拓扑结构后，可以很方便、清楚地查询该网元是同步哪个上级网元的时钟，也可以方便的识别哪个网元是GMC，而在本实施例所提供的网元上也可以很清楚的查询到该网元的上级网元和根节点网元。

本发明一个实施例提供一种通信系统，包括管理设备和至少一个网元，管理设备可以是网管，用于对所述至少一个网元进行管理，其中

所述网元，用于通过1588协议获取所述网元的位置信息，将所述位置信息发送给所述管理设备。

所述网元可以是主时钟网元，此时，该网元对外输出时钟信息，不接收其它网元的时钟信息输入，该网元可以将标识该网元为主时钟网元的位置信息发送给管理设备，此时的位置信息可以是预设的值，比如1、0或“本网元为时钟根节点”等。

当所述网元不是主时钟网元时，所述网元的位置信息可以包括上级网元的时钟标识、上级网元上连接所述网元的端口的端口标识以及主时钟网元的时钟标识。所述网元可以通过基于1588协议的通知Announce报文来获取该位置信息。

当所述网元获取位置信息后，通过预先定义的上报报文或者Trap将所述位置信息发送给所述管理设备。

所述管理设备，用于根据所述位置信息生成所述系统的时钟拓扑结构。

所述管理设备收到位置信息后，如果位置信息中携带上级网元的时钟标识、上级网元的端口标识以及主时钟网元的时钟标识，则根据位置信息确定上级网元、当前网元以及主时钟网元的时钟主从关系，根据时钟主从关系获取系统的时钟拓扑结构。

本实施例提供的通信系统，不依赖于网元的物理拓扑结构，网元通过1588协议从上级网元获取位置信息，由于网元都支持1588协议，因此具备很好的兼容性。管理设备通过获取网元的位置信息，从而生成网络的时钟拓扑结构，获取时钟拓扑结构后，可以很方便、清楚地查询该网元是同步哪个上级网元的时钟，也可以方便的识别哪个网元是GMC，而在网元上也可以很清楚的查询到该网元的上级网元和根节点网元。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟或光盘等。

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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种获取网络的时钟拓扑结构的方法，其特征在于，所述网络包括管理设备和至少一个网元，所述方法包括步骤：

所述网元通过1588协议获取所述网元的位置信息；

所述网元将所述位置信息发送给所述管理设备，以使所述管理设备根据所述位置信息生成所述网络的时钟拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网元利用1588协议获取所述网元的位置信息具体为：

所述网元接收上级网元的基于1588协议的通知消息，所述通知消息携带有所述位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述网元的位置信息发生变化时，所述网元向所述管理设备发送告警报文Trap，所述Trap携带有所述网元更新后的位置信息。

4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括所述网元的上级网元的时钟标识、主时钟网元的时钟标识和所述上级网元上连接所述网元的端口的端口标识。

5.一种网元，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于通过1588协议获取所述网元的位置信息；

信息发送单元，用于将所述位置信息发送给管理设备，以使所述管理设备根据所述位置信息生成网络的时钟拓扑结构。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信息获取单元还用于接收所述网元的上级网元的通知报文，所述通知报文携带所述位置信息。

7.根据权利要求5所述的网元，其特征在于，所述信息发送单元还用于在所述网元的位置信息发生变化时，向所述管理设备发送告警报文Trap，所述Trap携带有所述网元更新后的位置信息。

8.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括管理设备和受所述管理设备管辖的至少一个网元，其中，

所述网元，用于通过1588协议获取所述网元的位置信息；将所述位置信息发送给所述管理设备；

所述管理设备，用于根据所述位置信息生成所述系统的时钟拓扑结构。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括主时钟网元和所述网元的上级网元，所述管理设备根据所述位置信息生成所述网元的时钟拓扑结构具体为：

所述管理设备根据所述位置信息确定所述网元、所述上级网元以及所述主时钟网元的时钟主从关系，根据所述时钟主从关系生成所述网元的时钟拓扑结构。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述网元还用于在位置信息发生变化时，向所述管理设备发送告警报文Trap，所述Trap携带有所述网元更新后的位置信息。

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