CN104393974A - 一种时间跳变信息的自动保存方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时间跳变信息的自动保存方法和设备，该方法包括：从时钟设备确定当前时间的时间跳变信息；所述从时钟设备将所述时间跳变信息记录到FIFO队列；所述从时钟设备利用所述时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题；如果发生时间跳变问题，则所述从时钟设备将所述FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到指定存储介质中；所述从时钟设备将指定存储介质保存的时间跳变信息发送给网管平台。本发明实施例中，从时钟设备可以提供时间跳变问题前后的时间跳变信息，使得网管人员能够利用时间跳变问题前后的时间跳变信息对时间跳变问题进行分析，使问题得到快速定位。

Description

一种时间跳变信息的自动保存方法和设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是一种时间跳变信息的自动保存方法和设备。

背景技术

PTP(Precision Time Protocol，精确时间协议)是一种时间同步协议，用于实现设备之间的高精度时间同步，也可用于实现设备之间的频率同步。PTP同步的原理如下：主时钟设备与从时钟设备之间交互同步报文，并记录报文的收发时间，通过计算报文往返的时间差来计算主时钟设备与从时钟设备之间的往返总延时。如果网络是对称的，则往返总延时的一半就是单向延时，这个单向延时便是主时钟设备与从时钟设备之间的时钟偏差，从时钟设备按照该时钟偏差来调整本地时间，从而实现从时钟设备与主时钟设备的同步。

如图1所示，为基于请求应答机制的PTP同步的实现流程：(1)主时钟设备向从时钟设备发送Sync(同步)报文，并记录Sync报文的发送时间t1；从时钟设备记录收到Sync报文的接收时间t2。(2)主时钟设备通过Follow_up(跟踪)报文将发送时间t1发送给从时钟设备。(3)从时钟设备向主时钟设备发送Delay_req(延迟请求)报文，并记录Delay_req报文的发送时间t3；主时钟设备记录收到Delay_req报文的接收时间t4。(4)主时钟设备通过Delay_resp(延迟响应)报文将接收时间t4发送给从时钟设备。经过上述处理，从时钟设备记录了t1、t2、t3和t4这四个时间戳，并可以计算出主时钟设备与从时钟设备之间的往返总延时为[(t2–t1)+(t4–t3)]，由于往返路径是对称的，所以主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时为[(t2–t1)+(t4–t3)]/2。因此，从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差为：Offset＝(t2–t1)–[(t2–t1)+(t4–t3)]/2＝[(t2–t1)–(t4–t3)]/2。通过反复的报文交换，从时钟设备根据计算出的时钟偏差Offset可以调节本从时钟设备的时间，并保持与主时钟设备的时间同步。

由于网络或者从时钟设备的问题，偶尔会出现时间跳变问题，即从时钟设备计算出的时钟偏差Offset大于预设阈值(如1秒)。在此情况下，需要由网管人员对时间跳变问题进行分析。在对时间跳变问题进行分析时，需要使用时间跳变问题前后的时间跳变信息。现有技术中，从时钟设备无法提供时间跳变问题前后的时间跳变信息。从而导致网管人员很难分析出问题所在。

发明内容

本发明实施例提供一种时间跳变信息的自动保存方法，应用于精确时间协议PTP网络中的从时钟设备，所述方法包括以下步骤：

在时钟同步过程中，所述从时钟设备确定当前时间的时间跳变信息；

所述从时钟设备将所述时间跳变信息记录到先入先出FIFO队列；

所述从时钟设备利用所述时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题；

如果发生时间跳变问题，则所述从时钟设备将所述FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到本从时钟设备的指定存储介质中；

所述从时钟设备将指定存储介质保存的时间跳变信息发送给网管平台。

所述方法进一步包括：所述FIFO队列的队列长度根据时钟同步的频率、所述FIFO队列内需要记录的时间长度、时间跳变信息的长度设置。

所述从时钟设备利用所述时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题的过程，具体包括：当同步Sync报文的发送时间t1与Sync报文的接收时间t2之间的差值大于预设第一阈值时，所述从时钟设备确定发生时间跳变问题；或者，当延迟请求Delay_req报文的发送时间t3与Delay_req报文的接收时间t4之间的差值大于预设第二阈值时，所述从时钟设备确定发生时间跳变问题；或者，当所述从时钟设备相对于所述主时钟设备的时钟偏差大于预设第三阈值时，所述从时钟设备确定发生时间跳变问题。

所述从时钟设备将所述FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到本从时钟设备的指定存储介质，具体包括：

所述从时钟设备将发生时间跳变问题时，前后的一定数量的时间跳变信息以文件形式保存到所述从时钟设备的指定存储介质中。

所述时间跳变信息具体包括以下之一或者任意组合：PTP报文类型、序列号标识、Sync报文的发送时间t1、Sync报文的接收时间t2、Delay_req报文的发送时间t3、Delay_req报文的接收时间t4、主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时、从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差、时钟同步的频率。

本发明实施例提供一种从时钟设备，所述从时钟设备具体包括：

确定模块，用于在时钟同步过程中，确定当前时间的时间跳变信息；

记录模块，用于将所述时间跳变信息记录到先入先出FIFO队列；

判断模块，用于利用所述时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题；

存储模块，用于当判断结果为发生时间跳变问题时，将所述FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到所述从时钟设备的指定存储介质中；

发送模块，用于将指定存储介质保存的时间跳变信息发送给网管平台。

所述FIFO队列的队列长度根据时钟同步的频率、所述FIFO队列内需要记录的时间长度、时间跳变信息的长度设置。

所述判断模块，具体用于当同步Sync报文的发送时间t1与Sync报文的接收时间t2之间的差值大于预设第一阈值时，确定发生时间跳变问题；或者，

当延迟请求Delay_req报文的发送时间t3与Delay_req报文的接收时间t4之间的差值大于预设第二阈值时，确定发生时间跳变问题；或者，

当所述从时钟设备相对于所述主时钟设备的时钟偏差大于预设第三阈值时，确定发生时间跳变问题。

所述存储模块，具体用于将发生时间跳变问题时，前后的一定数量的时间跳变信息以文件形式保存到所述从时钟设备的指定存储介质中。

所述时间跳变信息具体包括以下之一或者任意组合：PTP报文类型、序列号标识、Sync报文的发送时间t1、Sync报文的接收时间t2、Delay_req报文的发送时间t3、Delay_req报文的接收时间t4、主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时、从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差、时钟同步的频率。

基于上述技术方案，本发明实施例中，通过将时间跳变信息记录到FIFO队列，并在发生时间跳变问题时，将FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到从时钟设备的指定存储介质中，从而可以提供时间跳变问题前后的时间跳变信息，使得网管人员能够利用时间跳变问题前后的时间跳变信息对时间跳变问题进行分析，使问题得到快速定位。上述方式可以将时间跳变信息发送给网管平台，不需要工程师到现场收集时间跳变信息，方便远程分析。

附图说明

图1是基于请求应答机制的PTP同步的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种时间跳变信息的自动保存方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种从时钟设备的结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种时间跳变信息的自动保存方法，该方法应用于包括主时钟设备和从时钟设备的PTP网络中。当网络设备收到announce(宣告)报文时，通过BMC(Best Master Clock，最佳主时钟)算法，网络设备可以将本网络设备选举为从时钟设备。基于图1所示的请求应答机制的PTP同步实现流程，从时钟设备与主时钟设备之间通过反复的报文交换，从时钟设备根据计算出的时钟偏差Offset可以调节本从时钟设备的时间，并保持与主时钟设备的时间同步。经过一定时间的同步后，从时钟设备与主时钟设备的时钟偏差Offset会收敛到一个很小的范围(几十纳秒以内)，在确认时钟偏差Offset收敛后，执行本发明实施例的技术方案。

本发明实施例中，从时钟设备可以根据时钟同步的频率、FIFO(First InputFirst Output，先入先出)队列内需要记录的时间长度、以及时间跳变信息的长度，设置FIFO队列的队列长度。进一步的，当时钟同步的频率发生变化时，从时钟设备还可以根据变化之后的时钟同步的频率、FIFO队列内需要记录的时间长度、以及时间跳变信息的长度，重新设置FIFO队列的队列长度。

其中，时钟同步的频率为执行图1所示的请求应答机制的PTP同步实现流程的频率，即时钟同步的频率为Sync报文的发送频率。本发明实施例中，假设时钟同步的频率为每秒一次，即主时钟设备每秒发送一次Sync报文。

例如，时钟同步的频率为每秒一次，FIFO队列内需要记录的时间长度为五秒，每次统计的时间跳变信息的平均长度大约为两字节，则从时钟设备可以设置FIFO队列的队列长度为10字节，或者略大于10字节。基于此队列长度，FIFO队列能够记录在五秒内统计的所有时间跳变信息。其中，由于时间跳变信息的内容一定，因此从时钟设备可以获知时间跳变信息的长度。

基于图1所示的请求应答机制的PTP同步实现流程，在上述应用场景下，如图2所示，该时间跳变信息的自动保存方法具体可以包括以下步骤：

步骤201，在时钟同步过程中，从时钟设备确定当前时间的时间跳变信息。

本发明实施例中，该时间跳变信息具体包括但不限于以下之一或者任意组合：PTP报文类型、序列号标识、Sync报文的发送时间t1、Sync报文的接收时间t2、Delay_req报文的发送时间t3、Delay_req报文的接收时间t4、主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时、从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差Offset、时钟同步的频率，时钟同步的频率即Sync报文的发送频率。

假设主时钟设备每秒发送一次Sync报文，则时钟同步的频率为每秒一次。当主时钟设备在时间1向从时钟设备发送Sync报文时，则从时钟设备确定当前时间(时间1)的时间跳变信息为：从时钟设备在接收到Sync报文时，确定Sync报文的PTP报文类型为Sync报文，序列号标识为Sync报文中携带的序列号标识，Sync报文的接收时间t2(即从时钟设备接收到Sync报文的接收时间t2)。从时钟设备在接收到Follow_up报文时，确定Follow_up报文的PTP报文类型为Follow_up报文，序列号标识为Follow_up报文中携带的序列号标识，Sync报文的发送时间t1(即主时钟设备发送Sync报文的发送时间t1)。从时钟设备在发送Delay_req报文时，确定Delay_req报文的PTP报文类型为Delay_req报文，序列号标识为Delay_req报文中携带的序列号标识，Delay_req报文的发送时间t3(即从时钟设备发送Delay_req报文的发送时间t3)。从时钟设备在接收到Delay_resp报文时，确定Delay_resp报文的PTP报文类型为Delay_resp报文，序列号标识为Delay_resp报文中携带的序列号标识，Delay_req报文的接收时间t4(即主时钟设备接收到Delay_req报文的接收时间t4)。从时钟设备确定主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时为[(t2–t1)+(t4–t3)]/2；从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差为Offset＝(t2–t1)–[(t2–t1)+(t4–t3)]/2＝[(t2–t1)–(t4–t3)]/2；时钟同步的频率为每秒一次。

步骤202，从时钟设备将当前时间的时间跳变信息记录到FIFO队列。

其中，FIFO队列的队列长度可以根据时钟同步的频率、FIFO队列内需要记录的时间长度、时间跳变信息的长度等进行设置，具体的设置方式已经在上面的描述中进行详细阐述，在此步骤中对此不再重复赘述。

本发明实施例中，在将当前时间的时间跳变信息记录到FIFO队列时，将按照先入先出策略在FIFO队列中记录时间跳变信息。例如，当FIFO队列已经无法记录当前时间的时间跳变信息时，最先记录到FIFO队列中的时间跳变信息将被移出，以使当前时间的时间跳变信息能够记录到FIFO队列中。

步骤203，从时钟设备利用当前时间的时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题。如果发生时间跳变问题，则执行步骤204。如果未发生时间跳变问题，则结束对当前时间的时间跳变信息的处理，并返回步骤201继续处理。

本发明实施例中，从时钟设备利用时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题的过程，具体包括但不限于如下方式：当Sync报文的发送时间t1与Sync报文的接收时间t2之间的差值大于预设第一阈值时，从时钟设备确定发生时间跳变问题，执行步骤204。或者，当Delay_req报文的发送时间t3与Delay_req报文的接收时间t4之间的差值大于预设第二阈值时，从时钟设备确定发生时间跳变问题，执行步骤204。或者，当从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差大于预设第三阈值时，从时钟设备确定发生时间跳变问题，执行步骤204。

预设第一阈值、预设第二阈值和预设第三阈值均可以根据实际经验设置。预设第一阈值可以大于主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时。预设第二阈值可以大于主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时。预设第三阈值可以为微妙级，当时钟偏差在[-10ns，10ns]之间变化时，从时钟设备确定未发生时间跳变问题，当时钟偏差达到微妙级时，从时钟设备确定发生时间跳变问题。

步骤204，从时钟设备将FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到本从时钟设备的指定存储介质中。指定存储介质可以为硬盘、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)，ROM(Read Only Memory，只读存储器)等。

本发明实施例中，从时钟设备将FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到本从时钟设备的指定存储介质，具体包括但不限于：从时钟设备将发生时间跳变问题时，前后的一定数量的时间跳变信息以文件形式保存到所述从时钟设备的指定存储介质中。进一步的，发生时间跳变问题时，前后的一定数量的时间跳变信息具体包括但不限于：在检测到发生时间跳变问题时的时间，到发生时间跳变问题时的时间跳变信息被移出FIFO队列的时间，之间的时间段内，FIFO队列中记录过的所有时间跳变信息，

例如，假设时钟同步的频率为每秒一次，且FIFO队列内需要记录的时间长度为五秒，假设检测到发生时间跳变问题时的时间(如时间1)在FIFO队列中记录的时间跳变信息分别为：时间A的时间跳变信息，时间B的时间跳变信息，时间C的时间跳变信息，时间D的时间跳变信息，时间E的时间跳变信息。则：在将时间1的时间跳变信息记录到FIFO队列之后，FIFO队列中记录的时间跳变信息分别为：时间B的时间跳变信息，时间C的时间跳变信息，时间D的时间跳变信息，时间E的时间跳变信息，时间1的时间跳变信息。以此类推，在将时间2的时间跳变信息，时间3的时间跳变信息，时间4的时间跳变信息，时间5的时间跳变信息，时间6的时间跳变信息分别记录到FIFO队列之后，FIFO队列中记录的时间跳变信息为：时间2的时间跳变信息，时间3的时间跳变信息，时间4的时间跳变信息，时间5的时间跳变信息，时间6的时间跳变信息，此时，时间1的时间跳变信息被移出FIFO队列(即发生时间跳变问题时的时间跳变信息被移出FIFO队列)，在时间1到时间1的时间跳变信息被移出FIFO队列的时间段内，FIFO队列中记录过的所有时间跳变信息为：时间A的时间跳变信息，时间B的时间跳变信息，时间C的时间跳变信息，时间D的时间跳变信息，时间E的时间跳变信息，时间1的时间跳变信息，时间2的时间跳变信息，时间3的时间跳变信息，时间4的时间跳变信息，时间5的时间跳变信息，时间6的时间跳变信息。

步骤205，从时钟设备将指定存储介质中保存的时间跳变信息发送给网管平台，由该网管平台利用该时间跳变信息对时间跳变问题进行分析。

本发明实施例中，当从时钟设备与主时钟设备的时钟偏差Offset再次收敛后，则结束步骤201-步骤204的处理流程。或者，当指定存储介质中保存的时间跳变信息达到存储上限时，则结束步骤201-步骤204的处理流程。

基于上述技术方案，本发明实施例中，通过将时间跳变信息记录到FIFO队列，并在发生时间跳变问题时，将FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到从时钟设备的指定存储介质中，从而可以提供时间跳变问题前后的时间跳变信息，使得网管人员能够利用时间跳变问题前后的时间跳变信息对时间跳变问题进行分析，使问题得到快速定位。上述方式可以将时间跳变信息发送给网管平台，不需要工程师到现场收集时间跳变信息，方便远程分析。上述方式可以解决主备倒换过程中，从时钟设备无法收集时间跳变信息的问题。对于复现概率低、随机性大的时间跳变问题，通过上述方式可以得到快速定位。

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种从时钟设备，如图3所示，所述从时钟设备具体包括：

确定模块11，用于在时钟同步过程中，确定当前时间的时间跳变信息；

记录模块12，用于将所述时间跳变信息记录到先入先出FIFO队列；

判断模块13，用于利用所述时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题；

存储模块14，用于当判断结果为发生时间跳变问题时，将所述FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到所述从时钟设备的指定存储介质中；

发送模块15，用于将指定存储介质保存的时间跳变信息发送给网管平台。

本发明实施例中，所述FIFO队列的队列长度根据时钟同步的频率、所述FIFO队列内需要记录的时间长度、时间跳变信息的长度设置。

所述判断模块13，具体用于当同步Sync报文的发送时间t1与Sync报文的接收时间t2之间的差值大于预设第一阈值时，确定发生时间跳变问题；或者，当延迟请求Delay_req报文的发送时间t3与Delay_req报文的接收时间t4之间的差值大于预设第二阈值时，确定发生时间跳变问题；或者，当所述从时钟设备相对于所述主时钟设备的时钟偏差大于预设第三阈值时，确定发生时间跳变问题。

所述存储模块14，具体用于将发生时间跳变问题时，前后的一定数量的时间跳变信息以文件形式保存到所述从时钟设备的指定存储介质中。

本发明实施例中，所述时间跳变信息具体包括但不限于以下之一或者任意组合：精确时间协议PTP报文类型、序列号标识、Sync报文的发送时间t1、Sync报文的接收时间t2、Delay_req报文的发送时间t3、Delay_req报文的接收时间t4、主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时、从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差、时钟同步的频率。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种时间跳变信息的自动保存方法，应用于精确时间协议PTP网络中的从时钟设备，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在时钟同步过程中，所述从时钟设备确定当前时间的时间跳变信息；

所述从时钟设备将所述时间跳变信息记录到先入先出FIFO队列；

所述从时钟设备利用所述时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题；

如果发生时间跳变问题，则所述从时钟设备将所述FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到本从时钟设备的指定存储介质中；

所述从时钟设备将指定存储介质保存的时间跳变信息发送给网管平台。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述FIFO队列的队列长度根据时钟同步的频率、所述FIFO队列内需要记录的时间长度、时间跳变信息的长度设置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从时钟设备利用所述时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题的过程，具体包括：

当同步Sync报文的发送时间t1与Sync报文的接收时间t2之间的差值大于预设第一阈值时，所述从时钟设备确定发生时间跳变问题；或者，

当延迟请求Delay_req报文的发送时间t3与Delay_req报文的接收时间t4之间的差值大于预设第二阈值时，所述从时钟设备确定发生时间跳变问题；或者，

当所述从时钟设备相对于所述主时钟设备的时钟偏差大于预设第三阈值时，所述从时钟设备确定发生时间跳变问题。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从时钟设备将所述FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到本从时钟设备的指定存储介质，具体包括：

所述从时钟设备将发生时间跳变问题时，前后的一定数量的时间跳变信息以文件形式保存到所述从时钟设备的指定存储介质中。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，

所述时间跳变信息具体包括以下之一或者任意组合：PTP报文类型、序列号标识、Sync报文的发送时间t1、Sync报文的接收时间t2、Delay_req报文的发送时间t3、Delay_req报文的接收时间t4、主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时、从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差、时钟同步的频率。

6.一种从时钟设备，其特征在于，所述从时钟设备具体包括：

确定模块，用于在时钟同步过程中，确定当前时间的时间跳变信息；

记录模块，用于将所述时间跳变信息记录到先入先出FIFO队列；

判断模块，用于利用所述时间跳变信息判断是否发生时间跳变问题；

存储模块，用于当判断结果为发生时间跳变问题时，将所述FIFO队列中记录的时间跳变信息保存到所述从时钟设备的指定存储介质中；

发送模块，用于将指定存储介质保存的时间跳变信息发送给网管平台。

7.如权利要求6所述的从时钟设备，其特征在于，

所述FIFO队列的队列长度根据时钟同步的频率、所述FIFO队列内需要记录的时间长度、时间跳变信息的长度设置。

8.如权利要求6所述的从时钟设备，其特征在于，

所述判断模块，具体用于当同步Sync报文的发送时间t1与Sync报文的接收时间t2之间的差值大于预设第一阈值时，确定发生时间跳变问题；或者，

当延迟请求Delay_req报文的发送时间t3与Delay_req报文的接收时间t4之间的差值大于预设第二阈值时，确定发生时间跳变问题；或者，

当所述从时钟设备相对于所述主时钟设备的时钟偏差大于预设第三阈值时，确定发生时间跳变问题。

9.如权利要求6所述的从时钟设备，其特征在于，

所述存储模块，具体用于将发生时间跳变问题时，前后的一定数量的时间跳变信息以文件形式保存到所述从时钟设备的指定存储介质中。

10.如权利要求6-9任一项所述的从时钟设备，其特征在于，所述时间跳变信息具体包括以下之一或者任意组合：精确时间协议PTP报文类型、序列号标识、Sync报文的发送时间t1、Sync报文的接收时间t2、Delay_req报文的发送时间t3、Delay_req报文的接收时间t4、主时钟设备与从时钟设备之间的单向延时、从时钟设备相对于主时钟设备的时钟偏差、时钟同步的频率。