CN103051404B - 一种避免同步网络拓扑发生震荡的方法及时钟同步设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开课一种避免同步网络拓扑发生震荡的方法及时钟同步设备，包括：主时钟设备将主备倒换保持时间发送给从时钟设备，并在发生主备倒换时，向所述从时钟设备发送进入倒换通告报文；所述从时钟设备接收到所述进入倒换通告报文后，在所述主备倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换。本发明在上游的主时钟设备发生主备切换时，通知下游从时钟设备，使下游从时钟设备能感知到上级设备正在发生主备倒换，保持锁定当前时钟源，不影响时钟源质量等级向其他设备传递，从而提高时钟同步网的网络拓扑的稳定性和时钟同步质量。
Description
技术领域
本发明涉及时钟同步技术领域，尤其涉及一种避免同步网络拓扑发生震荡的方法及时钟同步设备。
背景技术
在通信网络分组交换网络(PTN)设备中，时钟频率同步可以采用PTP(精确时间协议)实现，根ITU-T G.8265.1(PTP频率同步电信规范)的要求，采用PTP同步频率时，根据时钟源质量等级(QL)、优先级(Priority)和分组定时信号失效(PTSF)，选定质量等级信号最优的线路作为同步时钟源，上游Master(主)时钟设备逐级向下传递时钟源质量等级。当上游Master时钟设备出现震荡发生时钟源切换时，下游Slave(从)时钟设备会逐级受到影响，往往需要较长的时间才能重新选定时钟源并稳定。
现有ITU-T G.8265.1标准，是PTP频率同步的电信规范，其中Alternate BMC(候选最佳主时钟)算法规范了时钟源选择流程，与SSM(同步状态消息)类似，Alternate BMCA(候选最佳主时钟算法)的时钟源选择流程也需要考虑时钟源质量等级QL和时钟源优先级Priority；但与SSM不同的是，Alternate BMCA的分组定时信号失效PTSF，包括PTSF-lossSync(同步报文丢失)、PTSF-lossAnnounce(通告报文丢失)和PTSF-unusable(不可用)；标准规定，当PTSF-lossSync或PTSF-lossAnnounce发生时，Slave必须重新选择时钟源。
这样，当上游Master时钟设备已锁定线路时钟源，但主用主控制板出现故障或由于版本升级等原因，导致切换到备用主控制板时，备用主控制板进入工作状态之前，需要经历一个短暂的初始化过程，此时PTP协议短暂中断，发送到下游Slave时钟设备的时钟源质量等级也会中断，下游Slave时钟设备检测到这段时间没有接收到时钟源质量等级，则会发生时钟源切换，锁定其他时钟源；而当上游Master时钟设备的备用主控制板已完全处于正常工作状态时，下游Slave时钟设备又能继续接收时钟源质量等级，因此会切回之前锁定的线路。这样的不稳定会逐级传递，使整个网络出现震荡，需要一段时间才能重新获得稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种避免同步网络拓扑发生震荡的方法及时钟同步设备，能够在上游的主时钟设备发生主备倒换时，保持整个网络的稳定性。
为解决上述技术问题本发明的一种避免同步网络拓扑发生震荡的方法，包括：
主时钟设备将主备倒换保持时间发送给从时钟设备，并在发生主备倒换时，向所述从时钟设备发送进入倒换通告报文；
所述从时钟设备接收到所述进入倒换通告报文后，在所述主备倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换。
进一步地，所述主时钟设备将主备倒换保持时间发送给从时钟设备，包括：
所述主时钟设备向所述从时钟设备发送精确时间协议(PTP)信令报文，在所述PTP信令报文中增加类型-长度-变量(TLV)字段携带所述主备倒换保持时间。
进一步地，在所述主备倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换，包括：
所述从时钟设备在所述主备倒换保持时间内进入Holdover(保持)状态。
进一步地，还包括：
所述主时钟设备在完成主备倒换时，向所述从时钟设备发送退出倒换通告报文，通知所述从时钟设备主备倒换已完成。
进一步地，还包括：
所述从时钟设备在所述主备倒换保持时间内接收到所述退出倒换通告报文时，或者在所述主备倒换保持时间到达时，退出Holdover状态，进行时钟源选择。
进一步地，一种时钟同步设备，包括：发送单元和切换控制单元，其中：
所述发送单元，用于将主备倒换保持时间发送给从时钟设备；
所述切换控制单元，用于在发生主备倒换时，向所述从时钟设备发送进入倒换通告报文。
进一步地，所述发送单元具体用于向所述从时钟设备发送精确时间协议(PTP)信令报文，在所述PTP信令报文中增加类型-长度-变量(TLV)字段携带所述主备倒换保持时间。
进一步地，一种时钟同步设备，包括：接收单元和时钟源选择单元，其中：
所述接收单元，用于接收主备倒换保持时间和进入倒换通告报文；
所述时钟源选择单元，用于在所述接收单元接收到所述进入倒换通告报文后，在所述主备倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换。
进一步地，所述时钟源选择单元具体用于在所述接收单元接收到所述进入倒换通告报文后，在所述主备倒换保持时间内进入Holdover(保持)状态。
进一步地，所述接收单元，还用于接收退出倒换通告报文；
所述时钟源选择单元，还用于在主备倒换保持时间内所述接收单元接收到退出倒换通告报文时，或者在所述主备倒换保持时间到达时，退出Holdover状态，进行时钟源选择。
综上所述，本发明在上游的主时钟设备发生主备切换时，通知下游从时钟设备，使下游从时钟设备能感知到上级设备正在发生主备倒换，保持锁定当前时钟源，不影响时钟源质量等级向其他设备传递，从而提高时钟同步网的网络拓扑的稳定性和时钟同步质量。
附图说明
图1为本发明实施方式的避免同步网络拓扑发生震荡的方法的流程图；
图2为本发明应用示例的PTP频率同步Master时钟设备选择的示意图；
图3为本发明应用示例的流程图；
图4为本发明实施方式的时钟同步设备的架构图；
图5为本发明实施方式的另一种时钟同步设备的架构图。
具体实施方式
本实施方式扩展PTP信令单播协商流程，并在PTP信令报文中增加TLV(类型-长度-变量)字段携带主备倒换保持时间，由Master时钟设备将主备倒换保持时间发送给Slave时钟设备，Slave时钟设备在Master时钟设备发生主备倒换时，在倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换，从而加强同步网络组网和频率同步的稳定性。
本实施方式中在同步网络内，当Master时钟设备发生主备切换时，由于此时收发包无法正常运行，Master时钟设备通过快包发送接口，而不通过收发包流程，直接将时钟源质量等级封装成帧，向下游Slave时钟设备传递紧急报文(进入倒换通告报文)，下游Slave时钟设备接收到紧急报文，判断上游Master时钟设备发生主备倒换，在主备倒换保持时间内，保持锁定线路；当Master时钟设备倒换完成或倒换保持时间超时，Slave时钟设备按正常流程获取线路时钟信息，并确定锁定的时钟源。
下面结合附图对本实施方式进行详细说明。
图1为本实施方式的避免同步网络拓扑发生震荡的方法，包括：
步骤101：Slave时钟设备发送单播PTP信令报文给Master时钟设备，请求同步服务；
步骤102：Master时钟设备返回PTP信令报文给Slave时钟设备，携带PTP报文速率等参数；
PTP报文速率用于指示规定时间内报文的发送个数，比如，每秒发送32个报文。
步骤103：Slave时钟设备向Master时钟设备发送PTP信令报文，请求主备倒换保持时间；
步骤104：Master时钟设备向Slave时钟设备发送PTP信令报文，通告主备倒换保持时间；
本实施方式中Master时钟设备在PTP信令报文中增加TLV字段携带主备倒换保持时间。
步骤105：Master时钟设备发送PTP信令报文给Slave时钟设备，Slave时钟设备选择Master时钟设备进行时钟同步；
步骤106：Master时钟设备在发生主备倒换时，发送进入倒换通告报文给Slave时钟设备，通知Slave时钟设备在主备倒换保持时间内，不要进行时钟源切换；
为了确保Slave时钟设备能够收到这个通告报文，Master时钟设备可以多次发送该通告报文。
对于可预料故障引起的主备倒换，比如软件版本升级，这时可以由Master时钟设备的主用主控制板或备用主控制板发送进入倒换通告报文给Slave时钟设备；对于不可预料故障引起的主备倒换，比如软硬件故障，这时由底层机制通知备用主控制板发送进入倒换通告报文给Slave时钟设备；由于备用主控制板和主用主控制板是热备关系，即主用主控制板和备用主控制板上的信息是一致的，所以备用主控制板也保存了Slave时钟设备的相关信息，因此备用主控制板能及时的发送进入倒换通告报文给Slave时钟设备。
步骤107：Slave时钟设备接收到进入倒换通告报文这个紧急报文后，进入Holdover(保持)状态，不进行时钟源切换；
步骤108：当Master时钟设备完成主备倒换，发送退出倒换通告报文给Slave时钟设备，通知Slave时钟设备倒换已完成；
完成主备倒换后，由Master时钟设备的备用主控制板向Slave时钟设备发送退出倒换通告报文。
为了确保Slave时钟设备能够接收到退出倒换通告报文，Master时钟设备可以多次发送该通告报文。
步骤109：在主备倒换保持时间内，如果Master时钟设备未完成主备倒换，则Slave时钟设备退出Holdover状态，进行正常的Master时钟设备选择流程。
本实施方式中步骤103也可以省略；完成步骤101和102后，Slave时钟设备和Master时钟设备建立了同步关系，Master时钟设备直接发送PTP信令报文给Slave时钟设备，通告Master时钟设备的主备倒换保持时间；另外，当Master时钟设备修改主备倒换保持时间时，要通告关联的各个Slave时钟设备。
应用示例1：
如图2所示，假设Master1作为主时钟设备，Master2和Master3作为候选主时钟设备，初始时Slave1、Slave2和Slave3都向Master1请求同步服务，如图3所示，本实施方式的方法包括：
步骤301：Slave1、Slave2和Slave3分别向Master1发起单播协商流程请求同步服务；
Slave1、Slave2和Slave3分别发送Announce-request单播信令报文给Master1，学习到Master1的时钟ID(标识)和端口号，用于后续的信令消息。
步骤302：Slave1、Slave2和Slave3发送单播PTP信令报文，获取Master1的主备倒换保持时间；
如果Master1不支持主控的硬件冗余，则返回一个特殊值，用于标识不具备这个能力，或者不返回消息。
步骤303：Slave1、Slave2和Slave3分别发送单播PTP信令报文Sync-request，向Master1请求Sync服务；
步骤304：Master1发送Sync报文给各个Slave，各个Slave根据Sync报文进行频率同步；
步骤305：当Master1发生主备倒换时，发送进入倒换通告报文给各Slave，通知Slave在保持时间内，不要进行时钟源切换；
步骤306：Slave1、Slave2和Slave3收到进入倒换通告报文后，进入Holdover状态，继续锁定Master1，而不切换到其它Master；
步骤307：当Master1完成倒换后，发送退出倒换通告报文给各个Slave，通知Slave倒换已完成；
步骤308：如果主备倒换保持时间超时，或者在主备倒换保持时间内接收到退出倒换通告报文，则各个Slave直接退出Holdover状态，进行正常的Master选择流程。
图4所示为本实施方式的一种时钟同步设备，包括：发送单元和切换控制单元，其中：
发送单元，用于将主备倒换保持时间发送给从时钟设备；
切换控制单元，用于在发生主备倒换时，向从时钟设备发送进入倒换通告报文，具体是向从时钟设备发送PTP信令报文，在PTP信令报文中增加TLV字段携带主备倒换保持时间；并在完成主备倒换时，通过发送单元向从时钟设备发送退出倒换通告报文，通知从时钟设备主备倒换已完成。
图5所示为本实施方式提供的另一种时钟同步设备，包括：接收单元和时钟源选择单元，其中：
接收单元，用于接收主备倒换保持时间和进入倒换通告报文；
时钟源选择单元，用于在接收单元接收到进入倒换通告报文后，在主备倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换，具体是在接收单元接收到进入倒换通告报文后，在主备倒换保持时间内进入Holdover态。
接收单元还用于接收退出倒换通告报文。
时钟源选择单元还用于在主备倒换保持时间内接收单元接收到退出倒换通告报文时，或者在主备倒换保持时间到达时，退出Holdover状态，进行时钟源选择。
以上说明，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权力要求书的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种避免同步网络拓扑发生震荡的方法，其特征在于，包括：
主时钟设备将主备倒换保持时间发送给从时钟设备，并在发生主备倒换时，向所述从时钟设备发送进入倒换通告报文；
所述从时钟设备接收到所述进入倒换通告报文后，在所述主备倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换；
所述主时钟设备在完成主备倒换时，向所述从时钟设备发送退出倒换通告报文，通知所述从时钟设备主备倒换已完成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主时钟设备将主备倒换保持时间发送给从时钟设备，包括：
所述主时钟设备向所述从时钟设备发送精确时间协议(PTP)信令报文，在所述PTP信令报文中增加类型-长度-变量TLV字段携带所述主备倒换保持时间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主备倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换，包括：
所述从时钟设备在所述主备倒换保持时间内进入Holdover保持状态。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述从时钟设备在所述主备倒换保持时间内接收到所述退出倒换通告报文时，或者在所述主备倒换保持时间到达时，退出Holdover状态，进行时钟源选择。
5.一种时钟同步设备，其特征在于，包括：发送单元和切换控制单元，其中：
所述发送单元，用于将主备倒换保持时间发送给从时钟设备；
主时钟设备在完成主备倒换时，向所述从时钟设备发送退出倒换通告报文，通知所述从时钟设备主备倒换已完成；
所述切换控制单元，用于在发生主备倒换时，向所述从时钟设备发送进入倒换通告报文。
6.如权利要求5所述的时钟同步设备，其特征在于：
所述发送单元具体用于向所述从时钟设备发送精确时间协议(PTP)信令报文，在所述PTP信令报文中增加类型-长度-变量TLV字段携带所述主备倒换保持时间。
7.一种时钟同步设备，其特征在于，包括：接收单元和时钟源选择单元，其中：
所述接收单元，用于接收主备倒换保持时间和进入倒换通告报文；
所述时钟源选择单元，用于在所述接收单元接收到所述进入倒换通告报文后，在所述主备倒换保持时间内保持锁定当前时钟源，不进行时钟源切换；
所述接收单元，还用于接收退出倒换通告报文；
所述时钟源选择单元，还用于在主备倒换保持时间内所述接收单元接收到退出倒换通告报文时，或者在所述主备倒换保持时间到达时，退出Holdover保持状态，进行时钟源选择。
8.如权利要求7所述的时钟同步设备，其特征在于：
所述时钟源选择单元具体用于在所述接收单元接收到所述进入倒换通告报文后，在所述主备倒换保持时间内进入Holdover保持状态。
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