CN103067113A - 基于聚合链路实现ptp时间同步的方法及装置 - Google Patents

基于聚合链路实现ptp时间同步的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于聚合链路实现PTP时间同步的方法及装置，所述方法包括：测量单一线路平均线路延时Meandelay；测量单一线路非对称延时值Asymmetry；将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；并依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。本发明通过预先测量单一链路的线路延时方法，并给出链路聚合端口下非对称延时值的计算方法，解决了现有技术在链路聚合端口中不能校正非对称线路延时的问题。

Description

基于聚合链路实现PTP时间同步的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种基于聚合链路实现PTP（Precision Time Protocol，精确时间同步协议）时间同步的方法及装置。
背景技术
随着3G（3rd-generation，第三代移动通信技术）网络的高速发展，PTP时间同步协议在通讯网络中得到越来越多的重视和广泛的应用。国内外运营商不断的使用PTP协议进行时间同步，逐步替换使用GPS（Global Positioning System，全球定位系统）进行时间同步的方式。
IEEE 1588的全称是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，其为通用的提升网络系统定时同步能力的规范，在起草过程中主要参考以太网来编制，使分布式通信网络能够具有严格的定时同步。在IEEE 1588 V2协议中，时间的计算都是基于单一链路来推导的，这也就限定了1588部署的网络只能为单一链路组成的网络，但为了增加链路传输能力，运营商通常采用多条链路来分担业务，此时就用到了链路聚合协议（LACP，Link Aggregation Control Protocol），其用于实现链路动态汇聚。
由于在一段聚合链路中，报文来回的线路不一定限制在一个接口上，所以协议上在单接口测量的非对称延时不能被直接使用，在这种情况下，如何来校正非对称延时，并且随着链路的变动如何重新设定非对称延时值，是目前需要解决的技术问题，这是因为，如果在每次变动后都采用手工消除是不现实的，现在亟需一种能够自适应地来消除非对称延时的解决方法。
发明内容
为了动态消除聚合链路中由于线路不对等带来的非对称延时，本发明的目的在于提供一种基于聚合链路实现PTP时间同步的方法及系统。
为了达到本发明的目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种基于聚合链路实现PTP时间同步的方法，包括：
测量单一线路平均线路延时Meandelay；
测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；并依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
优选地，通过P2P延时机制或E2E延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay。
优选地，在测量单一线路平均线路延时Meandelay的时候，主设备与从设备的频率保持同步。
优选地，依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值的方法为：
采用如下公式计算链路聚合线路的非对称延时值：
Asymmetryxy=((Meandelayx–Meandelayy)+(Asymmetryx+Asymmetryy)/2
其中，PTP报文从链路聚合线路的x端口进入，从y端口发出。
优选地，在依据LACP协议切换进出端口时，动态更新链路聚合线路非对称延时值，同时把端口切换事件通告给LACP协议。
优选地，当通过P2P延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay时，依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值的方法为：
将P2P报文下放到LACP协议下层，并在聚合端口下所有物理链路上通过独立的P2P报文计算链路聚合线路非对称延时。
一种基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，包括：
测量模块，用于测量单一线路平均线路延时Meandelay，以及用于测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
配置模块，用于将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控模块，用于监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
计算模块，用于依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；
校正模块，用于依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
优选地，测量模块通过P2P延时机制或E2E延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay。
优选地，测量模块在测量单一线路平均线路延时Meandelay的时候，主设备与从设备的频率保持同步。
优选地，计算模块采用如下公式计算链路聚合线路的非对称延时值：
Asymmetryxy=((Meandelayx–Meandelayy)+(Asymmetryx+Asymmetryy)/2
其中，PTP报文从链路聚合线路的x端口进入，从y端口发出。
优选地，所述基于聚合链路实现PTP时间同步的装置还包括：
切换模块，用于依据LACP协议切换链路聚合线路的进出端口，并把端口切换事件通告给LACP协议，进一步地，所述计算模块在链路聚合线路的进出端口发生切换时，动态更新链路聚合线路非对称延时值。
优选地，当测量模块通过P2P延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay时，计算模块将P2P报文下放到LACP协议下层，并在聚合端口下所有物理链路上通过独立的P2P报文计算链路聚合线路非对称延时。
一种主设备，其包括如上所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，所述装置包括：
测量模块，用于测量单一线路平均线路延时Meandelay，以及用于测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
配置模块，用于将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控模块，用于监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
计算模块，用于依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；
校正模块，用于依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
一种从设备，其包括如上所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，所述装置包括：
测量模块，用于测量单一线路平均线路延时Meandelay，以及用于测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
配置模块，用于将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控模块，用于监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
计算模块，用于依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；
校正模块，用于依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
本发明通过预先测量单一链路的线路延时方法，并给出链路聚合端口下非对称延时值的计算方法，解决了现有技术在链路聚合端口中不能校正非对称线路延时的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中端口动态计算非对称延时值示意图；
图2是本发明实施例中在链路聚合线络中采用E2E延时同步机制实现PTP时间同步的示意图；
图3是本发明实施例链路聚合网络中P2P延时同步示意图；
图4是本发明实施例提供的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供的基于聚合链路实现PTP时间同步的方法包括如下实施步骤：
步骤1、通过P2P延时机制或者E2E延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay，为了得到精准的延时值，在测量的时候，主从两侧设备的频率最好保持同步。
步骤2、通过人工或者其他现有的测量方法测量单一线路非对称延时值Asymmetry。
步骤3、将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文。
步骤4、监控上游PTP报文入端口，并监控LACP协议得到本端PTP报文的出端口。
步骤5、对于通过E2E延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay：
假设当前时刻PTP报文从链路聚合线路的x端口进入，从y端口发出，则由x端口及y端口组成的这对链路聚合线路的非对称延时值可通过如下公式计算：
Asymmetryxy=((Meandelayx–Meandelayy)+(Asymmetryx+Asymmetryy))/2；
值得注意的是，该公式不仅适用于链路聚合协议，其他涉及到多链路的协议或者传送方式都适用该公式，以计算非对称延时值。
然后按照LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称值，延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正链路聚合线路上进出的PTP报文。
在具体实施时，并在LACP协议切换进出端口时，按照上述公式动态更新链路聚合线路的非对称延时值，同时把端口切换事件通告给LACP协议，由LACP协议清除掉由于线路切换引入线路延时的阶跃跳变，从而防止抖动产生。
步骤6、对于通过P2P延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay，采用如下两种实施方案：
A、采用类似于上述E2E延时机制方案，通过动态调整进/出端口的非对称延时值来消除链路聚合线路的非对称延时偏差，这里对其不再赘述；
B、对P2P报文做特殊处理：把P2P报文下放到LACP协议下层，并在聚合端口下所有物理链路上通过独立的P2P报文计算线路延时，这样不论SYNC报文的路径如何变化，都不会引起时延计算的抖动。
图1示出了端口动态计算非对称延时值示意图。
如图1所示，在本实例中，设备A（主设备）与设备B（从设备）间通过4条链路相连，分别为链路x 、y、z、u。分别在各个链路上启用P2P延时机制，计算出4个链路的平均线路延时为Meandelayx、Meandelayy、Meandelayz、Meandelayu ,通过测量方式得到4条链路的非对称延时为Asymmetryx、Asymmetryy、Asymmetryz、Asymmetryu，然后绑定4个链路为一个smartGroup接口，并启用LACP协议。
假设通过LACP协议计算出来PTP报文的端口传递端口：xAB(A到B )与yBA(B到A);
则所述链路x从设备A到设备B的延时为：
xAB = Meandelayx +Asymmetryx ；
链路y从B到A的延时为：
yBA = Meandelayy -Asymmetryy ；
则xAB 与yBA 间的非对称延时为：
Asymmetryxy=(xAB-yBA)/2;
= ((Meandelayx +Asymmetryx)-(Meandelayy -Asymmetryy))/2;
得到:
Asymmetryxy=((Meandelayx–Meandelayy)+(Asymmetryx+Asymmetryy))/2。
如果PTP报文来回路径相同，假设都通过x链路，则有：
Asymmetryxx= Asymmetryx，即为标准协议给出的公式。
图2示出了链路聚合线络中采用E2E延时同步机制实现PTP时间同步的示意图，参考图2，其主要包括如下步骤：
步骤1、计算Meandelayx、Meandelayy、Meandelayz、Meandelayu；
步骤2、测量Asymmetryx、Asymmetryy、Asymmetryz、Asymmetryu；
步骤3、把x 、y、z、u绑在一个smartGroup接口下，把PTP协议配置在smartGroup上，通过announce报文收发决定将设备B配置为从（slave）设备，将设备A配置为主（master）设备；B设备检测到A设备的SYNC报文通过x链路发来，并检测到本设备PTP报文的逐流端口为y；则把上述计算得到的Asymmetryxy分别配置给x、y端口，此时主/从设备按照变化前的图例运行，其效果等同于单链路模式；由于LACP链路变动，PTP报文的发送端口发生变化，例如发送端口由y改为z；当PTP协议检测到这个变化时，马上通知LACP协议计算部分让其分析近期相关组时间数据，丢弃由于链路变化抖动大的数据，同时按照上述公式计算出Asymmetryxz并配置给x与z端口，当协议计算部分完成Meandelayxz计算时，新的链路建立起来，协议可以正常运行，并不会引入线路非对称延时，需要注意的是，LACP要采用逐流方式，尽量保证线路稳定，否则每个PTP报文都存在端口变化的可能时，即使不存在非对称延时，也会导致计算失败。
图3示出了链路聚合网络中P2P延时同步示意图。
参考图3，其描述了PTP报文按照物理端口发送的情况；如图3所示，先测量Asymmetryx、Asymmetryy、Asymmetryz、Asymmetryu，然后在x、y、z、u 4个物理链路上分别启用P2P延时计算协议，并且控制发送模块不让LACP控制P2P延时报文，则在设备Ｂ上会实时计算出Meanp2pdelayx、Meanp2pdelayy、Meanp2pdelayz、Meanp2pdelayu；此时SYNC报文还是受LACP控制，当设备B通过x口接收SYNC报文时，采用Asymmetryx与Meanp2pdelayx来计算；当由于LACP变化导致SYNC从z口上发送时，采用Asymmetryz与Meanp2pdelayz来计算，此时只需要接口上按照不通端口来控制校正字段，不需要协议感知报文的入端口。
相应地，本发明实施例还提供了一种基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，参考图4，其包括：
测量模块100，用于测量单一线路平均线路延时Meandelay，以及用于测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
配置模块200，用于将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控模块300，用于监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
计算模块400，用于依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；
校正模块500，用于依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
具体地，测量模块100通过P2P延时机制或E2E延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay。
具体地，为了得到精准的非对称延时值，测量模块100在测量单一线路平均线路延时Meandelay的时候，主设备与从设备的频率保持同步。
具体地，计算模块400采用如下公式计算链路聚合线路的非对称延时值：
Asymmetryxy=((Meandelayx–Meandelayy)+(Asymmetryx+Asymmetryy)/2
其中，PTP报文从链路聚合线路的x端口进入，从y端口发出。
具体地，所述基于聚合链路实现PTP时间同步的装置还包括：
切换模块600，用于依据LACP协议切换链路聚合线路的进出端口，并把端口切换事件通告给LACP协议，进一步地，所述计算模块400在链路聚合线路的进出端口发生切换时，动态更新链路聚合线路非对称延时值。
具体地，当测量模块100通过P2P延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay时，计算模块400将P2P报文下放到LACP协议下层，并在聚合端口下所有物理链路上通过独立的P2P报文计算链路聚合线路非对称延时。
相应地，本发明实施例还提供了一种主设备，其包括如上所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，继续参考图4，所述装置包括：
测量模块100，用于测量单一线路平均线路延时Meandelay，以及用于测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
配置模块200，用于将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控模块300，用于监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
计算模块400，用于依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；
校正模块500，用于依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
对于所述基于聚合链路实现PTP时间同步的装置的详细介绍请参考上文所述，这里对其不做重复赘述。
相应地，本发明实施例还提供了一种从设备，其包括如上所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，继续参考图4，所述装置包括：
测量模块100，用于测量单一线路平均线路延时Meandelay，以及用于测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
配置模块200，用于将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控模块300，用于监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
计算模块400，用于依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；
校正模块500，用于依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
类似的，对于所述基于聚合链路实现PTP时间同步的装置的详细介绍请参考上文所述，这里对其不做重复赘述。
本发明通过预先测量单一链路的线路延时方法，并给出链路聚合端口下非对称延时值的计算方法，解决了现有技术在链路聚合端口中不能校正非对称线路延时的问题。
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 (14)

1.一种基于聚合链路实现PTP时间同步的方法，其特征在于，包括：
测量单一线路平均线路延时Meandelay；
测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；并依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
2.如权利要求1所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的方法，其特征在于，通过P2P延时机制或E2E延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay。
3.如权利要求2所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的方法，其特征在于，在测量单一线路平均线路延时Meandelay的时候，主设备与从设备的频率保持同步。
4.如权利要求2所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的方法，其特征在于，依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值的方法为：
采用如下公式计算链路聚合线路的非对称延时值：
Asymmetryxy=((Meandelayx–Meandelayy)+(Asymmetryx+Asymmetryy)/2
其中，PTP报文从链路聚合线路的x端口进入，从y端口发出。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的方法，其特征在于，在依据LACP协议切换进出端口时，动态更新链路聚合线路非对称延时值，同时把端口切换事件通告给LACP协议。
6.如权利要求2所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的方法，其特征在于，当通过P2P延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay时，依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值的方法为：
将P2P报文下放到LACP协议下层，并在聚合端口下所有物理链路上通过独立的P2P报文计算链路聚合线路非对称延时。
7.一种基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，其特征在于，包括：
测量模块，用于测量单一线路平均线路延时Meandelay，以及用于测量单一线路非对称延时值Asymmetry；
配置模块，用于将组网配置成链路聚合线路，并采用逐流来控制PTP报文；
监控模块，用于监控上游PTP报文的入端口，并监控PTP报文的出端口；
计算模块，用于依据单一线路平均线路延时Meandelay及非对称延时值Asymmetry计算链路聚合线路的非对称延时值；
校正模块，用于依据LACP协议给出的时间同步报文sync在入端口加上非对称延时值，以及依据延迟请求报文delay-req在出端口减去非对称延时值，以校正进出的PTP报文。
8.如权利要求7所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，其特征在于，测量模块通过P2P延时机制或E2E延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay。
9.如权利要求8所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，其特征在于，测量模块在测量单一线路平均线路延时Meandelay的时候，主设备与从设备的频率保持同步。
10.如权利要求8所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，其特征在于，计算模块采用如下公式计算链路聚合线路的非对称延时值：
Asymmetryxy=((Meandelayx–Meandelayy)+(Asymmetryx+Asymmetryy)/2
其中，PTP报文从链路聚合线路的x端口进入，从y端口发出。
11.如权利要求7-10任一权利要求所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，其特征在于，还包括：
切换模块，用于依据LACP协议切换链路聚合线路的进出端口，并把端口切换事件通告给LACP协议，进一步地，所述计算模块在链路聚合线路的进出端口发生切换时，动态更新链路聚合线路非对称延时值。
12.如权利要求8所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置，其特征在于，当测量模块通过P2P延时机制测量单一线路平均线路延时Meandelay时，计算模块将P2P报文下放到LACP协议下层，并在聚合端口下所有物理链路上通过独立的P2P报文计算链路聚合线路非对称延时。
13.一种主设备，其特征在于，包括如权利要求7-12任一所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置。
14.一种从设备，其特征在于，包括如权利要求7-12任一所述的基于聚合链路实现PTP时间同步的装置。
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