CN103812631A - 一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟 - Google Patents

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宋志东
杨建坡
杜凌
黄助良
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Abstract

本发明公开了一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，包括有：信息发送模块，用于发送广播信息；信息接收模块，用于接收DHCP服务器的信息；服务器选择模块，用于根据信息接收模块接收到的DHCP服务器的信息选择提供IP地址的服务器；时间同步模块，用于根据信息接收模块接收到的DHCP服务器的信息进行时间同步。本发明通过DHCP服务器获取IP的过程，从中获取时间信息用于同步时钟，而且不需要参照现有的嵌入式设备为了保证断电后时钟的正常运转而使用集成的微型电池，实现时钟的完全自动同步，且实现过程简洁高效。本发明作为一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟可广泛应用于嵌入式领域。

Description

一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟
技术领域
本发明涉及嵌入式领域，尤其是一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟。
背景技术
随着科技的进步和网络的普及，利用嵌入式设备获取网络IP的过程中，去同步网络时钟可以方便快捷的同步不同设备的时钟，能够保持同一服务器下的设备时钟同步。
目前嵌入式设备越来越多的被应用于不同领域，并且越来越趋向于网络互联方向发展，但是由于嵌入式设备的特点，经常会开关机，而每次断电关机后时钟就会复原到初始值，第二次开机启动后不能恢复到正常时间，一些靠手动去校准时间，操作繁杂且没有保障。
为了解决上述手动时间校准的问题，现有的一些嵌入式设备自备了微型电池，可以保证断电后一段时间内的时钟正常运转，但是这也只是保障固定时间内的时钟正常运转，一旦电池电量耗完得不到补充时钟依然会恢复到初始值。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种利用DHCP服务器实现时间同步的嵌入式设备基于DHCP同步网络时钟。
本发明所采用的技术方案是：一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，包括有：
信息发送模块，用于发送广播信息；
信息接收模块，用于接收DHCP服务器的信息；
服务器选择模块，用于根据信息接收模块接收到的DHCP服务器的信息选择提供IP地址的服务器；
时间同步模块，用于根据信息接收模块接收到的DHCP服务器的信息进行时间同步。
进一步，所述信息发送模块用于广播发送寻找DHCP服务器的DHCPdiscover发现信息。
进一步，所述信息发送模块用于在信息接收模块接收到DHCPoffer提供信息、服务器选择模块选定DHCP服务器后广播发送一个DHCPrequest请求信息，所述DHCPrequest请求信息中包含向所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。
进一步，所述信息接收模块用于接收DHCP服务器发出的DHCPoffer提供信息，所述DHCPoffer提供信息包含一个出租的IP地址和其他设置信息。
进一步，所述信息接收模块用于接收DHCP服务器发出的DHCPack确认信息，所述DHCPack确认信息包含它所提供的一个IP地址和其他设置信息。
进一步，所述服务器选择模块用于根据信息接收模块接收到的第一个DHCPoffer提供信息选定发送该DHCPoffer提供信息的服务器来提供IP地址。
进一步，所述时间同步模块用于根据信息接收模块收到的UDP报文解析出时间信息，并利用该时间信息进行时间同步。
本发明的有益效果是：本发明通过DHCP服务器获取IP的过程，从中获取时间信息用于同步时钟，而且不需要参照现有的嵌入式设备为了保证断电后时钟的正常运转而使用集成的微型电池，实现时钟的完全自动同步，且实现过程简洁高效。
附图说明
图1为本发明的功能模块结构框图；
图2为本发明的工作流程中的发现阶段；
图3为本发明的工作流程中的提供阶段；
图4为本发明的工作流程中的选择阶段；
图5为本发明的工作流程中的确认阶段；
图6为DHCP服务器发送的UDP报文格式示例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
参照图1，一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，包括有：
信息发送模块，用于发送广播信息；
信息接收模块，用于接收DHCP服务器的信息；
服务器选择模块，用于根据信息接收模块接收到的DHCP服务器的信息选择提供IP地址的服务器；
时间同步模块，用于根据信息接收模块接收到的DHCP服务器的信息进行时间同步。
进一步作为优选的实施方式，所述信息发送模块用于广播发送寻找DHCP服务器的DHCPdiscover发现信息。
进一步作为优选的实施方式，所述信息发送模块用于在信息接收模块接收到DHCPoffer提供信息、服务器选择模块选定DHCP服务器后广播发送一个DHCPrequest请求信息，所述DHCPrequest请求信息中包含向所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。
进一步作为优选的实施方式，所述信息接收模块用于接收DHCP服务器发出的DHCPoffer提供信息，所述DHCPoffer提供信息包含一个出租的IP地址和其他设置信息。
进一步作为优选的实施方式，所述信息接收模块用于接收DHCP服务器发出的DHCPack确认信息，所述DHCPack确认信息包含它所提供的一个IP地址和其他设置信息。
进一步作为优选的实施方式，所述服务器选择模块用于根据信息接收模块接收到的第一个DHCPoffer提供信息选定发送该DHCPoffer提供信息的服务器来提供IP地址。
进一步作为优选的实施方式，所述时间同步模块用于根据信息接收模块收到的UDP报文解析出时间信息，并利用该时间信息进行时间同步。
以下结合附图说明本发明主要工作流程的五个阶段：
1、发现阶段
发现阶段即DHCP客户端寻找DHCP服务器的阶段，在本发明中DHCP客户端即网络时钟。参照图2，DHCP客户端以广播方式（因为DHCP服务器的IP地址对于客户端来说是未知的）发送DHCPdiscover发现信息来寻找DHCP服务器，即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这种广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应。
2、提供阶段
提供阶段即DHCP服务器提供IP地址的阶段。参照图3，在网络中接收到DHCPdiscover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户端，向DHCP客户端发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCPoffer提供信息。
3、选择阶段
选择阶段即DHCP客户端选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。参照图4，如果有多台DHCP服务器向DHCP客户端发来的DHCPoffer提供信息，则DHCP客户端只接受第一个收到的DHCPoffer提供信息，然后它就以广播方式回答一个DHCPrequest请求信息，该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的DHCP服务器，他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址。
4、确认阶段
确认阶段即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。参照图5，当DHCP服务器收到DHCP客户端回答的DHCPrequest请求信息之后，它便向DHCP客户端发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCPack确认信息，告诉DHCP客户端可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户端便将其TCP/IP协议与网卡绑定，另外，除DHCP客户端选中的服务器外，其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址。
5、获取网络时钟阶段，当DHCP服务器返回IP地址给DHCP客户端的时候，UDP报文中会有服务器的时钟信息。根据UDP的报文规范，可以提取出时间信息（参照图6中黑色高亮文字部分：“Arrival Time: Sep 10, 2013 09:14:39.018028000”），在DHCP客户端根据上述时间信息就可以将嵌入式DHCP客户端设备的时间同步成DHCP服务器时间。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，其特征在于：包括有：
信息发送模块，用于发送广播信息；
信息接收模块，用于接收DHCP服务器的信息；
服务器选择模块，用于根据信息接收模块接收到的DHCP服务器的信息选择提供IP地址的服务器；
时间同步模块，用于根据信息接收模块接收到的DHCP服务器的信息进行时间同步。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，其特征在于：所述信息发送模块用于广播发送寻找DHCP服务器的DHCPdiscover发现信息。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，其特征在于：所述信息发送模块用于在信息接收模块接收到DHCPoffer提供信息、服务器选择模块选定DHCP服务器后广播发送一个DHCPrequest请求信息，所述DHCPrequest请求信息中包含向所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，其特征在于：所述信息接收模块用于接收DHCP服务器发出的DHCPoffer提供信息，所述DHCPoffer提供信息包含一个出租的IP地址和其他设置信息。
5.根据权利要求1所述的一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，其特征在于：所述信息接收模块用于接收DHCP服务器发出的DHCPack确认信息，所述DHCPack确认信息包含它所提供的一个IP地址和其他设置信息。
6.根据权利要求1所述的一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，其特征在于：所述服务器选择模块用于根据信息接收模块接收到的第一个DHCPoffer提供信息选定发送该DHCPoffer提供信息的服务器来提供IP地址。
7.根据权利要求1所述的一种嵌入式linux设备基于DHCP同步网络时钟，其特征在于：所述时间同步模块用于根据信息接收模块收到的UDP报文解析出时间信息，并利用该时间信息进行时间同步。
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