CN102647244B - 一种在IPv6协议下实现精准时间同步的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在IPv6协议下实现精准时间同步的方法及系统，该方法包括：当用户选择在IPv6协议下进行主设备和从设备之间的精准时间同步时，执行下面的操作：在主设备和从设备中，创建支持IPv6协议的套接字；获取支持IPv6协议的网络接口；当网络接口符合网络通信条件时将主设备上的套接字设置为多播的模式，并调用精准时间同步模块在主设备与从设备之间进行时间同步。本发明不论是在支持IPv4协议的网络环境下还是支持IPv6协议的网络环境下，或者是既支持IPv4协议又IPv6协议即双栈的网络环境下都可以进行运行精准时间同步程序，进行时间的校对。

Description

一种在IPv6协议下实现精准时间同步的方法及系统

技术领域

本发明涉及基于Linux操作系统的网络设备通信技术领域，尤其涉及一种在IPv6（Internet Protocol version 6，互联网协议第六版）协议下实现精准时间同步的方法及系统。

背景技术

PTP（Precision Time Protocol，精准时间同步协议）是比NTP（Network TimeProtocol，网络时钟协议）更精确的时间同步协议，目前在Linux操作系统的环境下，PTP精准时间同步程序已经有针对IPv4（Internet Protocol version 4，互联网协议第四版）协议网络的实现，但还没有针对IPv6协议网络的实现。如何在针对IPv4协议网络实现的基础上增加PTP时间同步程序对IPv6协议网络的实现，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种在IPv6协议下实现精准时间同步的方法及系统，在针对IPv4协议网络实现的基础上增加PTP精准时间同步程序对IPv6协议网络的实现。

本发明采用的技术方案是，所述在IPv6协议下实现精准时间同步的方法，网络中包括主设备和从设备，主设备和从设备中均具有精准时间同步模块，该方法包括：

当用户选择在IPv6协议下进行主设备和从设备之间的精准时间同步时，执行下面的操作：

在主设备中，创建支持IPv6协议的第一套接字；获取主设备上支持IPv6协议的第一网络接口；当所述第一网络接口符合网络通信条件时将所述第一套接字设置为多播的模式，并调用精准时间同步模块通过所述第一网络接口与从设备进行时间同步；

在从设备中，创建支持IPv6协议的第二套接字；获取从设备上支持IPv6协议的第二网络接口；当所述第二网络接口符合网络通信条件时，调用精准时间同步模块通过所述第二网络接口与主设备进行时间同步。

进一步的，所述用户选择在IPv6协议下进行主设备和从设备之间的精准时间同步，具体包括：

在精准时间同步模块中增加一个协议选项，所述协议选项的两个数值分别对应在IPv6协议下进行精准时间同步、和在IPv4协议下进行精准时间同步；

用户通过在主设备和从设备上输入所述协议选项及其数值，以选择在IPv6协议下进行精准时间同步。

进一步的，判断所述第一网络接口或者第二网络接口是否符合网络通信条件的过程，具体包括：

通过linux操作系统的库函数获取网络接口IFF_UP属性、IFF_RUNNING属性和IFF_MULTICAST属性，若这三种属性均为真，则表示网络接口符合网络通信条件，否则表示网络接口不符合网络通信条件。

进一步的，所述将第一套接字设置为多播的模式，具体包括：

通过setsockopt函数在主设备的多播地址范围内建立多播组；

将主设备的第一网络接口加入所述多播组。

进一步的，主设备与从设备进行时间同步的过程，包括：

主设备和从设备均通过精准时间同步模块的请求应答机制进行时间同步。

本发明还提供一种在IPv6协议下实现精准时间同步的系统，包括网络中的主设备和从设备，主设备和从设备中均具有精准时间同步模块，该系统还包括：

主设备执行模块，位于主设备中，用于当用户选择在IPv6协议下进行精准时间同步时，创建支持IPv6协议的第一套接字；获取主设备上支持IPv6协议的第一网络接口；当判断出所述第一网络接口符合网络通信条件时将所述第一套接字设置为多播的模式，并调用精准时间同步模块通过所述第一网络接口与从设备进行时间同步；

从设备执行模块，位于从设备中，用于当用户选择在IPv6协议下进行精准时间同步时，创建支持IPv6协议的第二套接字；获取从设备上支持IPv6协议的第二网络接口；当判断出所述第二网络接口符合网络通信条件时，调用精准时间同步模块通过所述第二网络接口与主设备进行时间同步。

进一步的，该系统还包括：

选项添加模块，位于主设备和从设备中，用于在精准时间同步模块中增加一个协议选项，所述协议选项的两个数值分别对应在IPv6协议下进行精准时间同步、和在IPv4协议下进行精准时间同步；

用户输入模块，位于主设备和从设备中，用于供用户在主设备和从设备上输入所述协议选项及其数值，以选择在IPv4协议下进行精准时间同步或者在IPv6协议下进行精准时间同步。

进一步的，所述主设备执行模块或所述从设备执行模块判断各自获取的网络接口是否符合网络通信条件时，具体用于：

通过linux操作系统的库函数获取网络接口IFF_UP属性、IFF_RUNNING属性和IFF_MULTICAST属性，判断这三种属性是否均为真，若是则表示网络接口符合网络通信条件，否则表示网络接口不符合网络通信条件。

进一步的，所述主设备执行模块将所述第一套接字设置为多播的模式时，具体用于：

通过setsockopt函数在主设备的多播地址范围内建立多播组；

将主设备的第一网络接口加入所述多播组，即将所述第一套接字设置为多播的模式。

进一步的，所述精准时间同步模块，具体用于：

通过请求应答机制在主设备和从设备之间进行时间同步。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述在IPv6协议下实现精准时间同步的方法及系统，不论是在支持IPv4协议的网络环境下还是支持IPv6协议的网络环境下，或者是既支持IPv4协议又IPv6协议即双栈的网络环境下都可以进行运行精准时间同步程序，进行时间的校对。

附图说明

图1为本发明第一实施例的在IPv6协议下实现精准时间同步的方法流程图；

图2为本发明第一实施例的步骤S102中将第一套接字设置为多播的模式的具体过程示意图；

图3为本发明第二实施例的在IPv6协议下实现精准时间同步的系统组成示意图；

图4为本发明应用实例一的组网示意图；

图5为本发明应用实例二的组网示意图；

图6为本发明应用实例三的组网示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明第一实施例，一种在IPv6协议下实现精准时间同步的方法，网络中包括主设备和从设备，主设备和从设备中均具有精准时间同步模块，如图1所示，包括以下具体步骤：

步骤S101，用户选择在IPv6协议下进行主设备和从设备之间的精准时间同步。

具体的，在精准时间同步模块中增加一个协议选项，所述协议选项的两个数值分别对应在IPv6协议下进行精准时间同步、和在IPv4协议下进行精准时间同步；

用户通过在主设备和从设备上输入所述协议选项及其数值，以选择在IPv6协议下进行精准时间同步。若用户不通过协议选项对进行精准时间同步的协议环境进行指定，则优先选择在IPv4协议下进行精准时间同步。

步骤S102，在主设备中，创建支持IPv6协议的第一套接字；获取主设备上支持IPv6协议的第一网络接口；当所述第一网络接口符合网络通信条件时将所述第一套接字设置为多播的模式，并调用精准时间同步模块通过所述第一网络接口与从设备进行时间同步。

具体的，如图2所示，步骤S102中将第一套接字设置为多播的模式的具体过程，包括：

A1，通过setsockopt函数在主设备的多播地址范围内建立多播组。该主设备的多播地址范围是由事先配置的第一网络接口的IP掩码的位数决定的。

A2，将主设备的第一网络接口加入所述多播组。

步骤S103，在从设备中，创建支持IPv6协议的第二套接字；获取从设备上支持IPv6协议的第二网络接口；当所述第二网络接口符合网络通信条件时，调用精准时间同步模块通过所述第二网络接口与主设备进行时间同步。

进一步的，步骤S102和步骤S103中，判断所述第一网络接口或者第二网络接口是否符合网络通信条件的过程，具体包括：

通过linux操作系统的库函数获取网络接口IF_UP属性、IFF_RUNNING属性和IFF_MULTICAST属性，若这三种属性均为真，则表示网络接口符合网络通信条件，否则表示网络接口不符合网络通信条件。

进一步的，主设备与从设备进行时间同步的过程，包括：

主设备和从设备均通过精准时间同步模块的请求应答机制进行时间同步。由于精准时间同步模块即PTP精准时间同步程序的实现过程是现有技术，故此处不详述。

本发明第二实施例，一种在IPv6协议下实现精准时间同步的系统，如图3所示，包括网络中的主设备10和从设备20，主设备10和从设备20中均具有精准时间同步模块31，该系统还包括：

主设备执行模块11，位于主设备10中，用于当用户选择在IPv6协议下进行精准时间同步时，创建支持IPv6协议的第一套接字；获取主设备10上支持IPv6协议的第一网络接口；当判断出所述第一网络接口符合网络通信条件时将所述第一套接字设置为多播的模式，并调用精准时间同步模块通过所述第一网络接口与从设备20进行时间同步。

具体的，主设备执行模块11将所述第一套接字设置为多播的模式时，具体用于：

通过setsockopt函数在主设备10的多播地址范围内建立多播组。该主设备10的多播地址范围是由网络的IP掩码的位数决定的。将主设备10的第一网络接口加入所述多播组，即将所述第一套接字设置为多播的模式。

从设备执行模块21，位于从设备20中，用于当用户选择在IPv6协议下进行精准时间同步时，创建支持IPv6协议的第二套接字；获取从设备20上支持IPv6协议的第二网络接口；当判断出所述第二网络接口符合网络通信条件时，调用精准时间同步模块通过所述第二网络接口与主设备10进行时间同步。

进一步的，为了供用户选择在IPv6协议下或者IPv4协议下进行精准时间同步，该系统还包括：

选项添加模块32，位于主设备10和从设备20中，用于在精准时间同步模块31中增加一个协议选项，所述协议选项的两个数值分别对应在IPv6协议下进行精准时间同步、和在IPv4协议下进行精准时间同步；

用户输入模块33，位于主设备10和从设备20中，用于供用户在主设备和从设备上输入所述协议选项及其数值，以选择在IPv4协议下进行精准时间同步或者在IPv6协议下进行精准时间同步。若用户不通过协议选项对进行精准时间同步的协议环境进行指定，则优先选择在IPv4协议下进行精准时间同步。

进一步的，主设备执行模块11或从设备执行模块21判断各自获取的网络接口是否符合网络通信条件时，具体用于：

通过linux操作系统的库函数获取网络接口IFF_UP属性、IFF_RUNNING属性和IFF_MULTICAST属性，判断这三种属性是否均为真，若是则表示网络接口符合网络通信条件，否则表示网络接口不符合网络通信条件。

进一步的，精准时间同步模块31，具体用于：

通过请求应答机制在主设备10和从设备20之间进行时间同步。由于精准时间同步模块31即PTP精准时间同步程序的实现过程是现有技术，故此处不详述。

下面基于第一、二实施例介绍几个本发明的应用实例。

应用实例一：

本应用实例中设备的网络连接示意图如图4所示，支持IPv4的机器1与支持IPv4的机器2互联，机器1在管理员权限即root权限下运行./ptpd2-c-P 4命令行，机器2在root权限下运行./ptpd2-c-P 4–g命令行。其中-c表示后台运行，-g表示此机器是从属机器，意思是此机器匹配其他机器上的时间。由于本发明在精准时间同步模块中增加一个了-P选项即协议选项，当-P选项的值为4时，表明用户想在IPv4协议下进行精准时间同步，当-P选项的值为6时，表明用户想在IPv6协议下进行精准时间同步。

实施的效果为，当修改机器1的时间时，机器2的时间也会随着改变，当修改机器2的时间时，机器1的时间不变，而且机器2的时间又马上恢复为和机器1相同的时间。即机器2会自动和机器1的时间进行校对。

应用实例二：

本应用实例中设备的网络连接示意图如图5所示，支持IPv6的机器1与支持IPv6的机器2互联，机器1在管理员权限即root权限下运行./ptpd2-c-P 6命令行，机器2在root权限下运行./ptpd2-c-P 6–g命令行

实施的效果为，当修改机器1的时间时，机器2的时间也会随着改变，当修改机器2的时间时，机器1的时间不变，而且机器2的时间又马上恢复为和机器1相同。即机器2会自动和机器1的时间进行校对。

应用实例三：

本应用实例中设备的网络连接示意图如图6所示，支持IPv4的机器1与双栈机器2互联，双栈机器2与支持IPv6的机器3互联，双栈机器2同时具有支持IPv4协议的网络接口和支持IPv6协议的网络接口，机器1在管理员权限即root权限下运行./ptpd2-c-P 4命令行，机器2在root权限下运行./ptpd2-c-P 4-g，然后再运行./ptpd2-c-P 6命令行，机器3在root权限下运行./ptpd2-c-P 6-g命令行。

实施的效果为，当修改机器1的时间时，机器2和机器3的时间也会随着改变，当修改机器2或者机器3的时间时，机器1的时间不变，而且机器2和机器3的时间又马上恢复为和机器1相同。即机器2与机器3都会和机器1的时间进行校对。

本发明的目的是让PTP时间同步程序既支持IPv4协议，又支持IPv6协议。本发明在原有PTP时间同步程序的基础上添加了一个-P选项，通过-P选项指定使用哪一种协议。如果不指定，则程序会自动选择一个协议，一般如果系统有IPv4协议，则使用IPv4协议，如果没有，则使用IPv6协议，即PTP时间同步程序会优先选择IPv4协议。

当两个或者多个运行PTP时间同步程序的机器的时间不同时，PTP时间同步程序会自动获知这一不同，并进行时间校对。注意，本发明只能实现IPv4网络内的时间校对，或者IPv6网络内的时间校对，并不能实现IPv4网络和IPv6网络之间的时间校对。如果要实现这一功能，可以在IPv4和IPv6网络之间配置一台双栈的机器，如应用实例三那样，此双栈机器具有支持两种协议的网络接口，运行两个PTP时间同步程序，一个以IPv4协议的方式运行，与IPv4的网络进行时间校对，另一个以IPv6协议的方式运行，与IPv6的网络进行时间校对。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (6)

1.一种在IPv6协议下实现精准时间同步的方法，网络中包括主设备和从设备，主设备和从设备中均具有精准时间同步模块，其特征在于，该方法包括：

当用户选择在IPv6协议下进行主设备和从设备之间的精准时间同步时，执行下面的操作：

在主设备中，创建支持IPv6协议的第一套接字；获取主设备上支持IPv6协议的第一网络接口；当所述第一网络接口符合网络通信条件时将所述第一套接字设置为多播的模式，并调用精准时间同步模块通过所述第一网络接口与从设备进行时间同步；

在从设备中，创建支持IPv6协议的第二套接字；获取从设备上支持IPv6协议的第二网络接口；当所述第二网络接口符合网络通信条件时，调用精准时间同步模块通过所述第二网络接口与主设备进行时间同步；

判断所述第一网络接口或者第二网络接口是否符合网络通信条件的过程，具体包括：

通过linux操作系统的库函数获取网络接口IFF_UP属性、IFF_RUNNING属性和IFF_MULTICAST属性，若这三种属性均为真，则表示网络接口符合网络通信条件，否则表示网络接口不符合网络通信条件；

所述将第一套接字设置为多播的模式，具体包括：

通过setsockopt函数在主设备的多播地址范围内建立多播组；

将主设备的第一网络接口加入所述多播组。

2.根据权利要求1所述的在IPv6协议下实现精准时间同步的方法，其特征在于，所述用户选择在IPv6协议下进行主设备和从设备之间的精准时间同步，具体包括：

在精准时间同步模块中增加一个协议选项，所述协议选项的两个数值分别对应在IPv6协议下进行精准时间同步、和在IPv4协议下进行精准时间同步；

用户通过在主设备和从设备上输入所述协议选项及其数值，以选择在IPv6协议下进行精准时间同步。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的在IPv6协议下实现精准时间同步的方法，其特征在于，主设备与从设备进行时间同步的过程，包括：

主设备和从设备均通过精准时间同步模块的请求应答机制进行时间同步。

4.一种在IPv6协议下实现精准时间同步的系统，包括网络中的主设备和从设备，主设备和从设备中均具有精准时间同步模块，其特征在于，所述系统还包括：

主设备执行模块，位于主设备中，用于当用户选择在IPv6协议下进行精准时间同步时，创建支持IPv6协议的第一套接字；获取主设备上支持IPv6协议的第一网络接口；当判断出所述第一网络接口符合网络通信条件时将所述第一套接字设置为多播的模式，并调用精准时间同步模块通过所述第一网络接口与从设备进行时间同步；

从设备执行模块，位于从设备中，用于当用户选择在IPv6协议下进行精准时间同步时，创建支持IPv6协议的第二套接字；获取从设备上支持IPv6协议的第二网络接口；当判断出所述第二网络接口符合网络通信条件时，调用精准时间同步模块通过所述第二网络接口与主设备进行时间同步；

所述主设备执行模块或所述从设备执行模块判断各自获取的网络接口是否符合网络通信条件时，具体用于：

通过linux操作系统的库函数获取网络接口IFF_UP属性、IFF_RUNNING属性和IFF_MULTICAST属性，判断这三种属性是否均为真，若是则表示网络接口符合网络通信条件，否则表示网络接口不符合网络通信条件；

所述主设备执行模块将所述第一套接字设置为多播的模式时，具体用于：

通过setsockopt函数在主设备的多播地址范围内建立多播组；

将主设备的第一网络接口加入所述多播组。

5.根据权利要求4所述的在IPv6协议下实现精准时间同步的系统，其特征在于，所述系统还包括：

选项添加模块，位于主设备和从设备中，用于在精准时间同步模块中增加一个协议选项，所述协议选项的两个数值分别对应在IPv6协议下进行精准时间同步、和在IPv4协议下进行精准时间同步；

用户输入模块，位于主设备和从设备中，用于供用户在主设备和从设备上输入所述协议选项及其数值，以选择在IPv4协议下进行精准时间同步或者在IPv6协议下进行精准时间同步。

6.根据权利要求4-5中任一项所述的在IPv6协议下实现精准时间同步的系统，其特征在于，所述精准时间同步模块，具体用于：

通过请求应答机制在主设备和从设备之间进行时间同步。