CN116470981A - 时间同步方法、装置、设备以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种时间同步方法、装置、设备以及存储介质，涉及通信技术领域，尤其涉及自动驾驶、局域网和时间同步技术领域。具体实现方案为：一种时间同步方法，应用于源设备，该源设备支持GPTP，该方法包括：根据虚拟局域网与目标设备的对应关系，获取针对该目标设备的第一数据；其中，该第一数据包括时间同步数据和该目标设备对应的虚拟局域网标识；通过交换设备根据该虚拟局域网标识向该目标设备透传该时间同步数据。根据本公开实施例，源设备通过交换设备根据虚拟局域网标识可以向目标设备透传来自于源设备的时间同步数据，可以在源设备和目标设备间实现时间同步。

Description

时间同步方法、装置、设备以及存储介质

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及自动驾驶、局域网和时间同步技术领域。

背景技术

时间敏感系统例如自动驾驶系统可以使用广义精密时间协议(GeneralizedPrecision Time Protocol，GPTP)协议来实现传感器的时间同步功能。但是GPTP通常要求整个系统中的硬件都支持该协议才能工作，给系统硬件带来兼容性问题。

发明内容

本公开提供了一种时间同步方法、装置、设备以及存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种时间同步方法，应用于源设备，该源设备支持广义精密时间协议GPTP，该方法包括：

根据虚拟局域网与目标设备的对应关系，获取针对该目标设备的第一数据；其中，该第一数据包括时间同步数据和该目标设备对应的虚拟局域网标识；

通过交换设备根据该虚拟局域网标识向该目标设备透传该时间同步数据。

根据本公开的另一方面，提供了一种时间同步方法，应用于交换设备，该方法包括：

根据虚拟局域网标识接收来自于源设备的第一数据；其中，该第一数据包括时间同步数据和虚拟局域网标识；

根据该虚拟局域网标识向目标设备透传该时间同步数据。

根据本公开的另一方面，提供了一种时间同步装置，应用于源设备，该源设备支持GPTP，该装置包括：

获取模块，用于根据虚拟局域网与目标设备的对应关系，获取针对该目标设备的第一数据；其中，该第一数据包括时间同步数据和该目标设备对应的虚拟局域网标识；

发送模块，用于通过交换设备根据该虚拟局域网标识向该目标设备透传该时间同步数据。

根据本公开的另一方面，提供了一种时间同步装置，应用于交换设备，该装置包括：

接收模块，用于根据该虚拟局域网标识接收来自于源设备的第一数据；其中，该第一数据包括时间同步数据和虚拟局域网标识；

透传模块，用于根据该虚拟局域网标识向目标设备透传该时间同步数据。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行本公开实施例中任一的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，该计算机指令用于使该计算机执行根据本公开实施例中任一的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开实施例中任一的方法。

根据本公开，源设备通过交换设备根据虚拟局域网标识可以向目标设备透传来自于源设备的时间同步数据，可以在源设备和目标设备间实现GPTP时间同步。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是一种示例性的GPTP网络的结构示意图；

图2是根据本公开一实施例的时间同步方法的流程示意图；

图3是根据本公开的时间同步系统的结构示意图；

图4是根据本公开另一实施例的时间同步方法的流程示意图；

图5是根据本公开另一实施例的时间同步方法的流程示意图；

图6是根据本公开另一实施例的时间同步方法的流程示意图；

图7是根据本公开另一实施例的时间同步方法的流程示意图；

图8是根据本公开采用的网络结构的示意图；

图9是根据本公开一实施例的时间同步装置的结构示意图；

图10是根据本公开另一实施例的时间同步装置的结构示意图；

图11是根据本公开一实施例的时间同步装置的结构示意图；

图12是根据本公开另一实施例的时间同步装置的结构示意图；

图13是用来实现本公开实施例的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

自动驾驶等系统中，可以使用GPTP来实现传感器的时间同步功能。但是如果系统无法支持GPTP，可能导致一些传感器无法接入正常使用。例如，一部分自动驾驶域控制器，无法支持GPTP。因此，接入该自动驾驶域控制器的传感器需要使用精密时间协议(Precision Time Protocol，PTP)来实现时间同步功能。而传感器的发展趋势是向GPTP方向发展，一些新型的传感器已不再支持PTP方式同步。

GPTP是一种广义的精确时间协议，也可以称为通用精确时间协议，由IEEE802.1AS规范定义。GPTP具有以下特点：

1.采用IEEE802介质访问控制(Media Access Control，MAC)协议数据单元和地址进行通信。因此需要网络中的物理层硬件支持(例如MAC设备支持)GPTP。

2.GPTP消息通常只能由一个时间敏感系统发送给另一个时间敏感系统，也就是说GPTP域是由时间敏感系统构成的，非时间敏感系统通常不能用来传输GPTP消息。

如图1所示，是一种示例性的GPTP网络的结构示意图，该GPTP网络中的终端站(Endstation)和桥(Bridge)节点支持GPTP。终端站(End station)可以包括原始的主(Grandmaster)节点和从(Slave)节点。

在图1的GPTP网络结构中，GPTP传输是点对点的，也就是协议消息从原始的主(Grandmaster)节点发出只有一个从(Slave)节点接收。如果存在多个Slave节点需要同步时间，则需要桥(Bridge)节点的接口转发。Bridge节点的接口先作为从(Slave，标记为S)节点与原始的主(Grandmaster，标记为M)节点同步，再启动多个从属的主(master，在Bridge节点标记为M)节点功能，与挂载在该桥节点下的从节点同步。

图1的桥节点需要支持这种GPTP功能。桥节点可以是交换芯片(二层交换机)，如果一些系统平台中的交换芯片不支持GPTP，则无法实现GPTP功能。GPTP需要基于硬件芯片是否支持来时间时间同步，不够灵活。为了接入使用GPTP同步方式的传感器，必须使整体系统均支持该协议，甚至需要更换一些其他的设备，使得成本变高。需要考虑系统如何兼容不支持GPTP方式同步的设备。

图2是根据本公开一实施例的时间同步方法的流程示意图，该方法应用于源设备，该源设备支持广义精密时间协议(GPTP)。该方法可以包括：

S201、根据虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)与目标设备的对应关系，获取针对该目标设备的第一数据。其中，该第一数据包括时间同步数据和该目标设备对应的虚拟局域网标识。

S202、通过交换设备根据该虚拟局域网标识向该目标设备透传该时间同步数据。

本公开实施例中，源设备可以包括发送设备、主设备、主节点、终端设备或终端站等。例如，源设备可以是一种支持GPTP的原始的主(Grandmaster)节点。交换设备可以包括交换机、桥(Bridge)节点等。目标设备可以包括接收设备、从设备、从节点、终端设备或终端站等。例如，目标设备可以是一种支持GPTP的从(Slave)节点。源设备可以发送时间同步数据例如GPTP数据以实现时间同步。在源设备中可以保存虚拟局域网与目标设备的对应关系。如果源设备经过一个交换设备向目标设备发送数据，该虚拟局域网可以包括源设备、该一个交换设备和该目标设备。如果源设备经过多个交换设备向目标设备发送数据，该虚拟局域网可以包括源设备、该多个交换设备和该目标设备。

本公开实施例中，虚拟局域网可以理解为一种虚拟通道。相应地，虚拟局域网标识可以理解为虚拟通道标识。虚拟局域网与目标设备的对应关系可以理解为，虚拟通道与目标设备的对应关系。如果源设备与多个目标设备进行时间同步，可以在源设备中为每个目标设备分别建立虚拟通道。通过虚拟通道可以向该虚拟通道对应的目标设备透传时间同步数据。例如，源设备例如车辆控制器可以向交换设备发送第一数据。在交换设备中，可以从第一数据中获取用于时间同步数据例如GPTP数据和虚拟局域网标识。在交换设备中，可以不对时间同步数据例如GPTP数据进行时间同步的处理(例如不执行图1中桥节点的GPTP功能)，而是基于虚拟局域网标识向目标设备透传该时间同步数据，从而在目标设备上实现时间同步。

例如，如图3所示，一个系统包括源设备M、交换设备B1、交换设备B2、目标设备S1、目标设备S2以及目标设备S3，该系统包括3个虚拟局域网，分别是虚拟局域网VLAN1、虚拟局域网VLAN2以及虚拟局域网VLAN3。其中，VLAN1、VLAN2和VLAN3是虚拟局域网标识。虚拟局域网VLAN1对应的交换设备为B1且目标设备为S1；虚拟局域网VLAN2对应的交换设备为B1和B2且目标设备为S2；虚拟局域网VLAN3对应的交换设备为B1和B2且目标设备为S3。

源设备可以通过一个交换设备向目标设备透传时间同步数据。例如，如果源设备M和目标设备S1间需要进行时间同步，源设备M可以基于VLAN1向交换设备B1发送数据包，该数据包中可以包括时间同步数据及VLAN1。交换设备B1接收到该数据包后，根据其中的VLAN1向S1透传时间同步数据。

源设备可以通过多个交换设备向目标设备透传时间同步数据。例如，如果源设备M和目标设备S2间需要进行时间同步，源设备M可以基于VLAN2向交换设备B1发送数据包，该数据包中可以包括时间同步数据及VLAN2。交换设备B1接收到该数据包后，可以根据VLAN2向交换设备B2发送该数据包，交换设备B2接收到该数据包后，可以根据VLAN2向目标设备S2透传该数据包中的时间同步数据。

一种示例中，如果源设备和目标设备支持GPTP，交换设备不支持GPTP，采用本公开实施例的时间同步方法，源设备和目标设备之间也能够实现GPTP时间同步。这是因为本公开实施例的交换设备可以只用于时间同步数据的转发，而不需要执行GPTP功能，因此交换设备可以在源设备和目标设备之间透传GPTP数据，从而使得源设备和目标设备实现GPTP时间同步。

根据本公开实施例，源设备通过交换设备根据虚拟局域网标识可以向目标设备透传来自于源设备的时间同步数据，可以在源设备和目标设备间实现GPTP时间同步。在硬件无法支持GPTP协议的情况下，可以通过软件实现GPTP协议同步。例如，在硬件例如交换设备不支持GPTP仅支持PTP协议的情况下，能够通过软件方式使得交换设备透传GPTP的时间同步数据，在源设备和目标设备间实现GPTP时间同步，提高了部分硬件支持GPTP时间同步的系统的兼容性，节省用于硬件改造的成本。再如，如果交换设备支持GPTP，也可以暂时关闭交换设备的GPTP功能，以执行本公开实施例的方案。

图4是根据本公开另一实施例的时间同步方法的流程示意图，该方法可以包括上述实施例的时间同步方法的一个或多个特征。在一种实施方式中，S201根据虚拟局域网与目标设备的对应关系，获取针对该目标设备的第一数据，包括：

S401、在该虚拟局域网与该目标设备的对应关系中，查找与该目标设备对应的虚拟局域网标识；

S402、将该虚拟局域网标识与该时间同步数据组合为该第一数据。

本公开实施例中，如果源设备需要向某个目标设备发送时间同步数据，可以在源设备中存储的虚拟局域网与目标设备的对应关系中查找与该目标设备对应的虚拟局域网标识。如果在一个源设备中存储多组虚拟局域网(虚拟通道)与目标设备的对应关系，则一个源设备可以通过虚拟局域网(虚拟通道)与多个目标设备实现GPTP时间同步。在一些示例中，目标设备可以是MAC设备。虚拟局域网与目标设备的对应关系可以包括虚拟局域网标识与目标设备的MAC地址或设备标识等的对应关系。通过虚拟局域网与目标设备的对应关系可以为不同的目标设备建立独立对话。例如，独立对话可以采用MAC地址作为对话标识，也可以采用其他信息作为对话标识。例如，在源设备中保存针对目标设备S1的对话D1，针对目标设备S2的对话D2。其中，对话D1中可以包括VLAN1和目标设备S1的对应关系。对话D2中可以包括VLAN2和目标设备S2的对应关系。

本公开实施例中，虚拟局域网与目标设备的对应关系可以存储在源设备的配置中。如果源设备需要向某个目标设备发送时间同步数据，可以从源设备的配置中的虚拟局域网与目标设备的对应关系中查找到该目标设备对应的虚拟局域网标识。然后，可以将需要发送的时间同步数据与虚拟局域网标识组合为需要发送的数据包。例如，在M的配置中保存VLAN1与S1的对应关系，VLAN2与S2的对应关系，以及VLAN3与S3的对应关系。如果M需要向S1进行时间同步，可将时间同步数据与VLAN1组合为一个数据包进行发送。该数据包中也可以包括实现GPTP功能所需的其他信息。

根据本公开实施例，可以通过虚拟局域网标识将需要进行时间同步的源设备和目标设备组合需要传输的第一数据，将该第一数据发送至交换设备后，交换设备可以基于第一数据中的虚拟局域网标识进行透传。

图5是根据本公开另一实施例的时间同步方法的流程示意图，该方法可以包括上述实施例的时间同步方法的一个或多个特征。在一种实施方式中，该方法还包括：

S501、广播第二数据，该第二数据包括同步报文和/或跟随报文；

S502、接收该目标设备响应于该第二数据反馈的第三数据；

S503、根据该第三数据中该目标设备的信息，在该源设备中保存该虚拟局域网与该目标设备的对应关系。

本公开实施例中，源设备可以先通过交换设备广播GPTP的同步(Sync)报文、跟随(Follow_up)报文等。基于该同步报文和/或跟随报文可以建立目标设备对应的虚拟通道。或者说，基于该同步报文和/或跟随报文可以在源设备中保存虚拟局域网(虚拟通道)与目标设备的对应关系。一个交换设备可以通过物理链路连接源设备，还可以通过物理链路连接目标设备或另一个交换设备。将第二数据经由一个或多个交换设备转发各个目标设备后，目标设备可以根据第二数据经过这一个或多个交换设备向源设备反馈第三数据。第三数据中可以包括目标设备的MAC地址等设备信息，还可以包括目标设备的数据所经过的虚拟通道的信息例如虚拟局域网标识。

通过广播第二数据可以获取不同目标设备的信息，并确定不同目标设备对应的虚拟局域网，进而快速准确地建立虚拟局域网与目标设备的对应关系，为后续进行时间同步提供支持。

在一种实施方式中，该第三数据中包括该目标设备的MAC地址，该虚拟局域网与该目标设备的对应关系包括虚拟局域网标识与该目标设备的MAC地址的对应关系。

例如，交换设备B1连接源设备和目标设备S1。如果源设备将第二数据通过交换设备B1发送至目标设备S1。目标设备S1可以通过向该交换设备B1向源设备发送第三数据，该第三数据中可以包括目标设备S1的MAC地址，还可以包括该交换设备B1能够解析的虚拟局域网标识VLAN1。在源设备中可以保存虚拟局域网标识VLAN1和目标设备S1的MAC地址的对应关系。后续，如果源设备需要与目标设备S1进行GPTP时间同步，可以基于虚拟局域网标识VLAN1，通过交换设备B1向目标设备S1透传GPTP数据。

MAC地址是设备的物理地址，通过虚拟局域网标识与该目标设备的MAC地址，可以准确地建立虚拟局域网与目标设备的对应关系，便于后续快速准确地进行时间同步。

在一种实施方式中，该虚拟局域网标识用于指示该虚拟局域网在该交换设备中的接收端口和发送端口。

本公开实施例中，虚拟局域网标识还可以具有对应的交换设备，例如在与源设备中保存虚拟局域网标识、交换设备和目标设备的对应关系。源设备基于该虚拟局域网标识可以查找到对应的交换设备。源设备将第一数据发送至交换设备的接收端口后，交换设备基于该虚拟局域网标识可以查找到该目标设备连接的发送端口。然后交换设备可以从该发送端口向目标设备转发第一数据中的时间同步数据。

根据本公开实施例，可以通过交换设备中的端口组成虚拟局域网，从而通过交换设备中的端口透传虚拟局域网内的数据，实现时间同步。

在一种实施方式中，与该目标设备对应的虚拟局域网标识用于指示与该目标设备对应的虚拟局域网在该交换设备中的接收端口和发送端口。

本公开实施例中，如果一个虚拟局域网为一个虚拟通道。虚拟局域网标识为虚拟通道标识。虚拟通道标识可以指示与该目标设备对应的虚拟通道在该交换设备中的接收端口和发送端口。如果源设备通过一个交换设备向目标设备透传数据，虚拟局域网标识或虚拟通道标识可以指示该一个交换设备中透传数据需要使用的接收端口和发送端口。如果源设备通过多个交换设备向目标设备发送数据，可以指示该多个目标设备中透传数据需要使用的各个接收端口和各个发送端口。

例如，交换设备B1的接口1连接源设备，交换设备B1上与接口1属于同一VLAN的接口2连接目标设备S1。如果源设备将第二数据从该接口1发送至该交换设备B1，且交换设备B1从将第二数据从该接口2发送至目标设备S1。目标设备S1可以通过向该交换设备B1的接口2和接口1向源设备发送第三数据，该第三数据中可以包括目标设备S1的MAC地址，还可以包括用于指示交换设备B1的接口2和接口1的虚拟局域网标识VLAN1。在源设备中可以保存虚拟局域网标识VLAN1和目标设备S1的MAC地址的对应关系。后续，如果源设备需要与目标设备S1进行GPTP时间同步，可以基于虚拟局域网标识VLAN1，通过交换设备B1的接口1和接口2向目标设备S1透传GPTP数据。

再如，交换设备B1的接口3连接源设备，交换设备B1上与接口3属于同一VLAN的接口4连接另一个交换设备B2的接口5，交换设备B2上与接口5属于同一VLAN的接口6连接目标设备S2。如果源设备将第二数据从该接口3发送至该交换设备B1，则交换设备B1从将第二数据从该接口4发送至交换设备B2的接口5。交换设备B2可以继续从接口6向目标设备S2发送第二数据。然后目标设备S2可以依次通过接口6、接口5、接口4和接口3向源设备发送第三数据，该第三数据中可以包括目标设备S2的MAC地址，还可以包括用于指示交换设备B1的接口3和接口4，以及交换设备B2的接口5和接口6的虚拟局域网标识VLAN2。在源设备中可以保存虚拟局域网标识VLAN2和目标设备S2的MAC地址的对应关系。后续，如果源设备需要与目标设备S2进行GPTP时间同步，可以基于虚拟局域网标识VLAN2，通过交换设备B1的接口3和接口4，以及交换设备B2的接口5和接口6向目标设备S2透传GPTP数据。

根据本公开实施例，可以通过虚拟局域网标识指示交换设备中需要使用的端口，从而通过交换设备中的端口转发该虚拟局域网内的数据，实现源设备与目标设备的时间同步。

图6是根据本公开另一实施例的时间同步方法的流程示意图，该方法应用于交换设备。该方法可以包括：

S601、根据虚拟局域网标识接收来自于源设备的第一数据。其中，该第一数据包括时间同步数据和虚拟局域网标识。

S602、根据该虚拟局域网标识向目标设备透传该时间同步数据。

本公开实施例中，交换设备在收到第一数据后，可以从中解析出时间同步信息和虚拟局域网标识。根据该虚拟局域网标识，确定该目标设备对应的发送接口等信息后，交换设备可以通过该接口将该时间同步数据发送至该目标设备中。例如，如果源设备M和目标设备S1间需要进行时间同步，交换设备B1接收到来自M的数据包后，解析得到时间同步数据和VLAN1，B1可以根据VLAN1确定接口1，通过接口1向目标设备S1透传该时间同步数据例如GPTP消息。

根据本公开实施例，交换设备根据虚拟局域网标识可以向目标设备透传来自于源设备的时间同步数据，从而在源设备和目标设备间实现GPTP时间同步。例如，在交换设备不支持GPTP仅支持PTP协议的情况下，仍然能够通过透传GPTP的时间同步数据，在源设备和目标设备间实现GPTP时间同步，提高了部分硬件支持GPTP时间同步的系统的兼容性，节省用于硬件改造的成本。

在一种实施方式中，该虚拟局域网标识用于指示该虚拟局域网标识在该交换设备中的接收端口和发送端口。

在一种实施方式中，S601根据虚拟局域网标识接收来自于源设备的第一数据，可以包括：采用该虚拟局域网标识指示的接收端口接收来自于源设备的第一数据。

在一种实施方式中，S602根据该虚拟局域网标识向目标设备透传该时间同步数据，可以包括：采用该虚拟局域网标识指示的发送端口向该目标设备透传该时间同步数据。

本公开实施例中，交换设备可以包括多个接口，如果某个接口用于接收数据，可以称为接收端口。如果某个接口用于发送数据，可以称为发送接口。交换设备可以支持多个虚拟局域网。一个虚拟局域网可以包括该交换设备的至少两个接口，其中至少一个接口为接收端口，至少一个接口为发送端口。交换设备解析第一数据得到虚拟局域网标识后，可以进一步获取该虚拟局域网标识对应的接收端口和/或发送端口的端口号等信息。例如，接收端口为交换设备和源设备连接的端口，发送端口为交换设备和目标设备或其他交换设备连接的端口。

例如，交换设备B1通过一个接收端口1从源设备接收第一数据，并且解析第一数据根据其中的VLAN标识得到接收端口1对应发送端口2。从交换设备B1的发送端口2向目标设备透传第一数据中的时间同步数据。

再如，交换设备B1通过一个接收端口3从源设备接收第一数据，并且解析第一数据根据其中的VLAN标识得到接收端口3对应发送端口4。发送端口4连接另一个交换设备B3的接收端口5，可以从发送端口4向交换设备B3的接收端口5发送第一数据。交换设备B3基于第一数据中的VLAN标识得到接收端口5对应发送端口6，且发送端口6连接目标设备S2。从交换设备B2的发送端口6向目标设备S2透传第一数据中的时间同步数据。

根据本公开实施例，可以通过虚拟局域网在一个或多个交换设备中的端口，可以透传源设备与目标设备间的时间同步数据，实现源设备与目标设备间的时间同步。这种情况下，即使交换设备不支持GPTP，可以能够实现源设备与目标设备的GPTP功能。

图7是根据本公开另一实施例的时间同步方法的流程示意图，该方法可以包括上述实施例的时间同步方法的一个或多个特征。在一种实施方式中，该方法还包括：

S701、在交换设备中保存虚拟局域网的信息。该虚拟局域网的信息包括该虚拟局域网标识，以及该虚拟局域网在该交换设备中的接收端口和发送端口。

本公开实施例中，在交换设备中可以预先配置虚拟局域网的信息。例如，可以根据实际的物理链路预先配置虚拟局域网包括的端口信息。后续交换设备收到的数据中如果包括某个虚拟局域网标识，可以根据该虚拟局域网标识对应的端口信息，确定数据转发路径。例如，交换设备中预先配置了VLAN1包括端口1和端口2。如果从端口1收到数据，可以从端口2转发数据。如果从端口2收到数据，可以从端口1转发数据。

根据本公开实施例，可以通过虚拟局域网标识确定交换设备中需要使用的端口，交换设备使用可以虚拟局域网的信息透传时间同步数据，实现源设备与目标设备的时间同步。

在一种实施方式中，与该目标设备对应的虚拟局域网标识用于指示与该目标设备对应的虚拟局域网在该交换设备中的接收端口和发送端口。

例如，在交换设备中可以根据物理链路预先设备VLAN1包括端口1和端口2。其中，端口1连接源设备，端口2连接目标设备S1。如果交换设备B1通过端口1接收到报文，则端口1是接收端口，B1可以通过端口1对应的端口2向目标设备S1发送数据，端口2为发送端口。

根据本公开实施例，可以通过交换设备中的端口组成虚拟局域网，从而通过交换设备中的端口转发该虚拟局域网内的数据。

在一种应用场景中，可以采用软件方式实现主设备例如主(Grandmaster)节点，使其支持多从设备例如从(Slave)节点同步的场景。并在桥接设备(Bridge)节点可以实现网络隔离机制，使所有从设备之间不互相通信。使得从设备例如传感器角度看来，它仍旧是与1对1的通信方式。

如图8所示，是本公开实施例的采用的网络结构的示意图。

在该GPTP网络结构中，桥(Bridge)节点可以是交换设备，其与主设备例如原始的主(Grandmaster)节点通过一个物理链路连接。在此基础上，为每一个从(Slave节点)与主节点之间创建一个虚拟通道，专用于GPTP传输。具体功能需要在主节点和从节点实现。

在主节点，GPTP服务在Linux操作系统中启动。GPTP服务根据从节点的MAC地址作为标识，为每个与之通信的从节点创建独立的会话。例如，在主节点保存从节点的MAC地址对应的VLAN标识。GPTP服务向从节点发送数据时，在数据包中添加该从节点VLAN标识，便于桥(Bridge)节点区分会话。

在桥(Bridge)节点中，不再包括从属的主节点和从节点，而是改成桥节点将GPTP数据透传的方式。即，GPTP数据在桥节点，可以不像标准的时间敏感网络(Time SensitiveNetwork，TSN)那样参与时间同步的流程中，而是直接将GPTP数据转发至目标节点。不同目标节点的GPTP数据直接可以认为是“平行”的。桥节点通过数据包中的VLAN标识，将不同目标节点的GPTP数据映射到不通VLAN网络中，实现数据直接的隔离。

本公开实施例的时间同步方法，可以针对硬件无法支持GPTP协议的情况，通过软件实现GPTP协议同步方式。因此，可以提高硬件的兼容性，降低更新硬件带来的成本。

图9是根据本公开一实施例的时间同步装置的结构示意图，该装置应用于源设备，该源设备支持广义精密时间协议GPTP，该装置可以包括：

获取模块901，用于根据虚拟局域网与目标设备的对应关系，获取针对该目标设备的第一数据；其中，该第一数据包括时间同步数据和该目标设备对应的虚拟局域网标识；

发送模块902，用于通过交换设备根据该虚拟局域网标识向该目标设备透传该时间同步数据。

图10是根据本公开另一实施例的时间同步装置的结构示意图。该装置可以包括上述实施例的时间同步装置的一个或多个特征。在一种实施方式中，该获取模块901，包括：

查找子模块1001，用于在该虚拟局域网与该目标设备的对应关系中，查找与该目标设备对应的虚拟局域网标识；

组合子模块1002，用于将该虚拟局域网标识与该时间同步数据组合为该第一数据。

在一种实施方式中，如图10所示，该装置还包括：

广播模块1003，用于广播第二数据，该第二数据包括同步报文和/或跟随报文；

接收模块1004，用于接收该目标设备响应于该第二数据反馈的第三数据；

保存模块1005，用于根据该第三数据中该目标设备的信息，在该源设备中保存该虚拟局域网与该目标设备的对应关系。

在一种实施方式中，该第三数据中包括该目标设备的MAC地址，该虚拟局域网与该目标设备的对应关系包括虚拟局域网标识与该目标设备的MAC地址的对应关系。

在一种实施方式中，该虚拟局域网标识用于指示该虚拟局域网在该交换设备中的接收端口和发送端口。

在一种实施方式中，与该目标设备对应的虚拟局域网标识用于指示与该目标设备对应的虚拟局域网在该交换设备中的接收端口和发送端口。

图11是根据本公开一实施例的时间同步装置的结构示意图。该装置应用于交换设备。该装置可以包括：

接收模块1101，用于根据该虚拟局域网标识接收来自于源设备的第一数据；其中，该第一数据包括时间同步数据和虚拟局域网标识；

透传模块1102，用于根据该虚拟局域网标识向该目标设备透传该时间同步数据。

在一种实施方式中，该虚拟局域网标识用于指示该虚拟局域网标识在该交换设备中的接收端口和发送端口；

该接收模块1101，还用于采用该虚拟局域网标识指示的接收端口接收来自于源设备的第一数据；

该透传模块1102，还用于采用该虚拟局域网标识指示的发送端口向该目标设备透传该时间同步数据。

图12是根据本公开另一实施例的时间同步装置的结构示意图。该装置可以包括上述实施例的时间同步装置的一个或多个特征。在一种实施方式中，该装置还包括：

保存模块1201，用于在交换设备中保存虚拟局域网的信息，该虚拟局域网的信息包括该虚拟局域网标识，以及该虚拟局域网在该交换设备中的接收端口和发送端口。

在一种实施方式中，与该目标设备对应的虚拟局域网标识用于指示与该目标设备对应的虚拟局域网在该交换设备中的接收端口和发送端口。

本公开实施例的装置的各模块、子模块的具体功能和示例的描述，可以参见上述方法实施例中对应步骤的相关描述，在此不再赘述。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图13示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1300的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字助理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图13所示，设备1300包括计算单元1301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1302中的计算机程序或者从存储单元1308加载到随机访问存储器(RAM)1303中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1303中，还可存储设备1300操作所需的各种程序和数据。计算单元1301、ROM 1302以及RAM 1303通过总线1304彼此相连。输入/输出(I/O)接口1305也连接至总线1304。

设备1300中的多个部件连接至I/O接口1305，包括：输入单元1306，例如键盘、鼠标等；输出单元1307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1309允许设备1300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元1301可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1301的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1301执行上文所描述的各个方法和处理，例如时间同步方法。例如，在一些实施例中，时间同步方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1302和/或通信单元1309而被载入和/或安装到设备1300上。当计算机程序加载到RAM 1303并由计算单元1301执行时，可以执行上文描述的时间同步方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元1301可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行时间同步方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入、或者触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (23)

1.一种时间同步方法，应用于源设备，所述源设备支持广义精密时间协议GPTP，所述方法包括：

根据虚拟局域网与目标设备的对应关系，获取针对所述目标设备的第一数据；其中，所述第一数据包括时间同步数据和所述目标设备对应的虚拟局域网标识；

通过交换设备根据所述虚拟局域网标识向所述目标设备透传所述时间同步数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据虚拟局域网与目标设备的对应关系，获取针对所述目标设备的第一数据，包括：

在所述虚拟局域网与所述目标设备的对应关系中，查找与所述目标设备对应的虚拟局域网标识；

将所述虚拟局域网标识与所述时间同步数据组合为所述第一数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

广播第二数据，所述第二数据包括同步报文和/或跟随报文；

接收所述目标设备响应于所述第二数据反馈的第三数据；

根据所述第三数据中所述目标设备的信息，在所述源设备中保存所述虚拟局域网与所述目标设备的对应关系。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第三数据中包括所述目标设备的介质访问控制MAC地址，所述虚拟局域网与所述目标设备的对应关系包括虚拟局域网标识与所述目标设备的MAC地址的对应关系。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述虚拟局域网标识用于指示所述虚拟局域网在所述交换设备中的接收端口和发送端口。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，与所述目标设备对应的虚拟局域网标识用于指示与所述目标设备对应的虚拟局域网在所述交换设备中的接收端口和发送端口。

7.一种时间同步方法，应用于交换设备，所述方法包括：

根据虚拟局域网标识接收来自于源设备的第一数据；其中，所述第一数据包括时间同步数据和虚拟局域网标识；

根据所述虚拟局域网标识向目标设备透传所述时间同步数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述虚拟局域网标识用于指示所述虚拟局域网标识在所述交换设备中的接收端口和发送端口；

根据虚拟局域网标识接收来自于源设备的第一数据，包括：采用所述虚拟局域网标识指示的接收端口接收来自于源设备的第一数据；

根据所述虚拟局域网标识向所述目标设备透传所述时间同步数据，包括：采用所述虚拟局域网标识指示的发送端口向所述目标设备透传所述时间同步数据。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，还包括：

在所述交换设备中保存虚拟局域网的信息，所述虚拟局域网的信息包括所述虚拟局域网标识，以及所述虚拟局域网在所述交换设备中的接收端口和发送端口。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，与所述目标设备对应的虚拟局域网标识用于指示与所述目标设备对应的虚拟局域网在所述交换设备中的接收端口和发送端口。

11.一种时间同步装置，应用于源设备，所述源设备支持GPTP，所述装置包括：

获取模块，用于根据虚拟局域网与目标设备的对应关系，获取针对所述目标设备的第一数据；其中，所述第一数据包括时间同步数据和所述目标设备对应的虚拟局域网标识；

发送模块，用于通过交换设备根据所述虚拟局域网标识向所述目标设备透传所述时间同步数据。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述获取模块，包括：

查找子模块，用于在所述虚拟局域网与所述目标设备的对应关系中，查找与所述目标设备对应的虚拟局域网标识；

组合子模块，用于将所述虚拟局域网标识与所述时间同步数据组合为所述第一数据。

13.根据权利要求11或12所述的装置，还包括：

广播模块，用于广播第二数据，所述第二数据包括同步报文和/或跟随报文；

接收模块，用于接收所述目标设备响应于所述第二数据反馈的第三数据；

保存模块，用于根据所述第三数据中所述目标设备的信息，在所述源设备中保存所述虚拟局域网与所述目标设备的对应关系。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第三数据中包括所述目标设备的MAC地址，所述虚拟局域网与所述目标设备的对应关系包括虚拟局域网标识与所述目标设备的MAC地址的对应关系。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中，所述虚拟局域网标识用于指示所述虚拟局域网在所述交换设备中的接收端口和发送端口。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，与所述目标设备对应的虚拟局域网标识用于指示与所述目标设备对应的虚拟局域网在所述交换设备中的接收端口和发送端口。

17.一种时间同步装置，应用于交换设备，所述装置包括：

接收模块，用于根据虚拟局域网标识接收来自于源设备的第一数据；其中，所述第一数据包括时间同步数据和虚拟局域网标识；

透传模块，用于根据所述虚拟局域网标识向目标设备透传所述时间同步数据。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述虚拟局域网标识用于指示所述虚拟局域网标识在所述交换设备中的接收端口和发送端口；

所述接收模块，还用于采用所述虚拟局域网标识指示的接收端口接收来自于源设备的第一数据；

所述透传模块，还用于采用所述虚拟局域网标识指示的发送端口向所述目标设备透传所述时间同步数据。

19.根据权利要求17或18所述的装置，其中，还包括：

保存模块，用于在所述交换设备中保存虚拟局域网的信息，所述虚拟局域网的信息包括所述虚拟局域网标识，以及所述虚拟局域网在所述交换设备中的接收端口和发送端口。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，与所述目标设备对应的虚拟局域网标识用于指示与所述目标设备对应的虚拟局域网在所述交换设备中的接收端口和发送端口。

21.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-10中任一项所述的方法。

22.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法。

23.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-10中任一项所述的方法。