CN118101107A - 时钟同步方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开时钟同步方法、装置、电子设备及存储介质。时钟同步方法，包括：向从节点发送时钟同步信息，以供从节点根据时钟同步信息进行时钟同步；接收从节点返回的反向时钟同步信息，根据反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差；根据同步时间误差，输出从节点的时钟同步状态。在本申请部分实施例中，从节点根据主节点的时钟同步信息进行时钟同步后，由从节点反向向主节点发送反向时钟同步信息，从而使得主节点能够根据从节点发送的反向时钟同步信息，确定同步时间误差，主节点根据该同步时间误差可以确定从节点的时钟同步状态，通过从节点的时钟同步状态，判断从节点是否故障，以实现对从节点的时钟诊断。

Description

时钟同步方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及时钟同步相关技术领域，特别是时钟同步方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在多节点的网络架构中，需要进行时钟同步，以保持整个网络架构的时钟精度。

现有的时钟同步方式采用标准802.1AS实现。通过手动配置或者最佳主时钟算法(Best Master Clock Algorithm，BCMA)确立主节点(GrandMaster)。如图1所示，主节点1’周期性通过同步(Sync)报文和跟随(Follow_Up)报文向从节点2’同步时钟同步信息，以提供主时钟基准。通过在主、从时钟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、从时钟之间的往返总延时，从而在从节点进行时钟同步。

然而，现有技术的时钟同步，是由主节点向从节点发起同步，从节点在进行时钟同步后，主节点无法得知从节点的进行时钟同步的精度，无法判断从节点是否存在故障。

因此，现有技术的时钟同步方法，存在主节点无法得知从节点的进行时钟同步的精度，无法判断从节点是否存在故障的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的时钟同步方法，存在主节点无法得知从节点的进行时钟同步的精度，无法判断从节点是否存在故障的技术问题，提供时钟同步方法、装置、电子设备及存储介质。

本发明提供一种时钟同步方法，包括：

向从节点发送时钟同步信息，以供所述从节点根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

接收所述从节点返回的反向时钟同步信息，根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差；

根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

进一步地，所述反向时钟同步信息包括：正向路径延时、以及所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳，其中所述正向路径延时为所述从节点接收所述时钟同步信息的时间戳与主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值；

所述根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差，具体包括：

根据所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳与所述主节点接收所述反向时钟同步信息的时间戳的差值，计算反向路径延时；

根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差。

更进一步地，所述反向时钟同步信息还包括所述从节点校正时间，所述从节点校正时间为所述反向时钟同步信息在所述从节点到所述主节点的传输路径上各节点的驻留时间的累加值；

所述根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差，具体包括：

计算所述从节点的同步时间误差为：所述反向路径延时减去所述正向路径延时后，再减去所述从节点校正时间后得到的差值。

再进一步地，所述向从节点发送时钟同步信息，具体包括：

获取同步模式配置；

如果所述同步模式配置为节点到节点模式，则通过节点到节点的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息；

如果所述同步模式配置为端到端模式，则通过端到端的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息。

本发明提供一种时钟同步方法，应用于从节点，包括：

接收主节点发送的时钟同步信息，根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息用于所述主节点根据所述反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差，并根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

进一步地，所述向所述主节点发送反向时钟同步信息，具体包括：

计算接收所述时钟同步信息的时间戳与从所述时钟同步信息中提取的所述主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值，作为正向路径延时；

向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息包括所述正向路径延时以及发送所述反向时钟同步信息的时间戳。

本发明提供一种主节点时钟同步装置，应用于主节点，包括：

时钟同步信息发送模块，用于向从节点发送时钟同步信息，以供所述从节点根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

反向时钟同步信息接收模块，用于接收所述从节点返回的反向时钟同步信息，根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差；

判断模块，用于根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

本发明提供一种从节点时钟同步装置，应用于从节点，包括：

时钟同步信息接收模块，用于接收主节点发送的时钟同步信息，根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

反向时钟同步信息发送模块，用于向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息用于所述主节点根据所述反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差，并根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

本发明提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的时钟同步方法或者执行如前所述的时钟同步方法。

本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的时钟同步方法的所有步骤或者执行如前所述的时钟同步方法的所有步骤。

在本申请部分实施例中，从节点根据主节点的时钟同步信息进行时钟同步后，由从节点反向向主节点发送反向时钟同步信息，从而使得主节点能够根据从节点发送的反向时钟同步信息，确定同步时间误差，主节点根据该同步时间误差可以确定从节点的时钟同步状态，通过从节点的时钟同步状态，判断从节点是否故障，以实现对从节点的时钟诊断。

附图说明

图1为现有技术的时钟同步报文交互示意图；

图2为本发明一实施例一种时钟同步方法的工作流程图；

图3为本发明一实施例的时钟同步方法的报文交互示意图；

图4为本发明另一实施例一种时钟同步方法的工作流程图；

图5为本发明再一实施例一种时钟同步方法的工作流程图；

图6为本发明又一实施例一种时钟同步方法的工作流程图；

图7为本发明最佳实施例一种时钟同步方法的工作流程图；

图8为本发明一实施例单域单路示意图；

图9为本发明一实施例双域单路示意图；

图10为本发明一实施例双域双路示意图；

图11为本发明一实施例一种主节点时钟同步装置的示意图；

图12为本发明一实施例一种从节点时钟同步装置的示意图；

图13为本发明一种电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

现有的时钟同步方式采用标准802.1AS实现。通过手动配置或者最佳主时钟算法(Best Master Clock Algorithm，BCMA)确立主节点(GrandMaster)。如图1所示，主节点1’周期性通过同步(Sync)报文和跟随(Follow_Up)报文向从节点2’同步时钟同步信息，以提供主时钟基准。

在实现节点同步之前，各个精密时钟协议(Precision Timing Protocol，PTP)节点通过信令(Signaling)报文协商计算相邻速率比率(NeighborRateRatio)的间隔、计算链路延迟(Mean Link Delay)的间隔等信息。其中，精密时钟协议一般由IEEE std 1588标准成员构成。最后，各从节点利用已有的相邻速率比率、链路延迟以及接受到的主节点1’发送的同步及跟随报文，利用跟随报文中的校正字段中的校正时间信息修正后，就能得出主时钟现在的时刻。同时，主节点通过跟随报文向从节点提供同步报文的发送时间，从节点接收同步报文和跟随报文，并记录同步报文的接收时间，通过计算同步报文的发送时间t1’和接收时间t2’的时间差t-ms，从而在从节点进行时钟同步。另外，现有技术还通过从节点2’向主节点1’发送延时测量请求(Delay_Req)报文，主节点1’响应于延时测量请求报文，向从节点2’返回包含接收延时测量请求报文时间的延时测量响应(Delay_Resp)报文，从节点2’根据延时测量请求报文发送时间t3’与延时报文请求接收时间t4’的时间差t-sm，来确定报文从从节点2’到达主节点1’的延时，作为从节点到主节点的传输路径延时。

然而，现有技术的时钟同步，是由主节点向从节点发起同步，从节点在进行时钟同步后，主节点无法得知从节点的进行时钟同步的精度，无法判断从节点是否存在故障。

因此，现有技术的时钟同步方法，存在主节点无法得知从节点的进行时钟同步的精度，无法判断从节点是否存在故障的技术问题。

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种时钟同步方法、装置、电子设备及存储介质。

如图2所示为本发明一实施例一种时钟同步方法的工作流程图，应用于主节点，包括：

步骤S201，向从节点发送时钟同步信息，以供所述从节点根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

步骤S202，接收从节点返回的反向时钟同步信息，根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差；

步骤S203，根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

具体来说，本发明可以应用在多节点网络架构中，时钟同步所确立的主节点设备上。多节点网络架构可以为车辆的多节点网络架构。

主节点执行步骤S201，向从节点发送时钟同步信息。如图3所示，主节点1向从节点2发送时钟同步信息。时钟同步信息包括正确原始时间戳(origin timestamp)以及校正字段(correction fields)。如图3所示，其中同步报文发送的正确原始时间戳为t1。由于在报文发送过程中，报文可能会在传输路径的各节点驻留。例如在传输路径的交换机驻留。因此，传输路径的节点将会测量驻留时间，并把驻留时间作为校正时间累加在报文的校正字段中。传输路径上的各节点可以采用现有的方式，测量驻留时间以及填写校正字段。

主节点1可以通过同步(Sync)报文向从节点2发送时钟同步信息。即主节点1在同步报文中填写正确原始时间戳以及校正字段并发送到从节点2。另一方面，主节点1也可以向从节点2发送同步报文，然后再向通过跟随(Follow_Up)报文向从节点2发送同步报文的时钟同步信息。跟随报文中填写同步报文发送时的正确原始时间戳以及校正字段。

从节点接收到时钟同步信息后，记录时钟同步信息的报文的接收时间，并基于接收时间以及时钟同步信息进行时钟同步。

具体来说，可以记录同步报文接收时间，并从同步报文或者跟随报文中解析出正确原始时间戳以及校正字段中的校正时间，该校正时间为主节点校正时间。然后计算：时钟偏移值＝从节点时钟-主节点时钟＝同步报文接收时间-正确原始时间戳-主节点校正时间-从节点到主节点的传输路径延时。

其中，从节点到主节点的传输路径延时path delay to master，采用现有的传输延时方式进行预先测量，并记录从节点到主节点的传输路径延时。

例如，通过从节点2向主节点1发送延时测量请求(Delay_Req)报文，主节点1响应于延时测量请求报文，向从节点2返回包含接收延时测量请求报文时间的延时测量响应(Delay_Resp)报文，从节点2根据延时测量请求报文发送时间与延时报文请求接收时间的时间差，来确定报文从从节点2到达主节点1的延时，即从节点到主节点的传输路径延时。

然后从节点基于时钟偏移值采用现有的时钟校正方法，校正从节点的时钟，进行时钟同步。

从节点时钟同步完成后，向主节点发送反向时钟同步信息，触发步骤S202。主节点接收反向时钟同步信息，并根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差。其中，同步时间误差用于指示所述从节点进行时钟同步后的时间误差，即判断从节点是否有正确地进行时钟同步，从而使得主节点能够获知从节点的时钟同步状态。误差可以是一个差值，也可以是一种状态。对于误差状态，例如，以[0,0.01]为轻度误差，[0.01,0.05]为中度误差。

最后，主节点执行步骤S203，根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

在其中一个实施例中，确定所述从节点的时钟同步状态后，所述主节点输出从节点的时钟同步状态。

在其中一个实施例中，所述时钟同步状态包括故障状态和正常状态，所述根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态，具体包括：

如果所述同步时间误差的绝对值小于预设误差阈值，则确定所述从节点的时钟同步状态为正常状态；

如果所述同步时间误差的绝对值大于等于预设误差阈值，则确定所述从节点的时钟同步状态为故障状态告警。

本发明的从节点在进行时钟同步后向主节点发送反向时钟同步信息，并由主节点监测从节点的时钟同步状态，实现一种反向监测机制。

可以由主节点向网络架构的上层发布通过本发明的反向机制监测到的从节点的时钟同步状态、质量等，作为网络维护与监测(可维可测)的重要依据。

本实施例，从节点根据主节点的时钟同步信息进行时钟同步后，由从节点反向向主节点发送反向时钟同步信息，从而使得主节点能够根据从节点发送的反向时钟同步信息，确定同步时间误差，主节点根据该同步时间误差可以确定从节点的时钟同步状态，通过从节点的时钟同步状态，判断从节点是否故障，以实现对从节点的时钟诊断。

如图4所示为本发明另一实施例中一种时钟同步方法的工作流程图，应用于主节点，包括：

步骤S401，向从节点发送时钟同步信息，以供所述从节点根据所述时钟同步信息进行时钟同步。

在其中一个实施例中，所述向从节点发送时钟同步信息，具体包括：

获取同步模式配置；

如果所述同步模式配置为节点到节点模式，则通过节点到节点的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息；

如果所述同步模式配置为端到端模式，则通过端到端的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息。

步骤S402，接收从节点返回的反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息包括：正向路径延时、以及所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳，其中所述正向路径延时为所述从节点接收所述时钟同步信息的时间戳与主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值。

步骤S403，根据所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳与所述主节点接收所述反向时钟同步信息的时间戳的差值，计算反向路径延时。

步骤S404，根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差。

在其中一个实施例中，所述反向时钟同步信息还包括所述从节点校正时间，所述从节点校正时间为所述反向时钟同步信息在所述从节点到所述主节点的传输路径上各节点的驻留时间的累加值；

所述根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差，具体包括：

计算所述从节点的同步时间误差为：所述反向路径延时减去所述正向路径延时后，再减去所述从节点校正时间后得到的差值。

步骤S405，根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

具体来说，主节点执行步骤S401，向从节点发送时钟同步信息。从节点采用现有的时钟同步方式，进行时钟同步。

在其中一个实施例中，所述向从节点发送时钟同步信息，具体包括：

获取同步模式配置；

如果所述同步模式配置为节点到节点模式，则通过节点到节点的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息；

如果所述同步模式配置为端到端模式，则通过端到端的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息。

本实施例支持节点到节点模式(Peer-to-Peer，P2P)和端到端模式(End-to-End，E2E)。其中节点到节点模式支持相邻节点间通信，测量的传输路径延时为相邻节点间的传输延时。而端到端模式，则主节点与从节点之间可以是直接相连的，也可能中间穿插了普通的交换机。端到端模式允许网络中有普通的交换机。而节点到节点模式要求网络中的交换机必须全部支持节点到节点模式。

具体可以通过获取同步模式配置文件，从同步模式配置文件中确定同步模式为节点到节点模式或者端到端模式。如果为节点到节点模式，则采用现有的节点到节点的时钟同步模式，向相邻的从节点发送时钟同步信息。如果同步模式配置为端到端模式，则通过端到端的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息。

从节点时钟同步完成后，向主节点发送反向时钟同步信息，触发步骤S402。主节点接收反向时钟同步信息，其中反向时钟同步信息包括：正向路径延时、以及所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳，其中所述正向路径延时为所述从节点接收所述时钟同步信息的时间戳与主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值。

正向路径延时为所述从节点接收所述时钟同步信息的时间戳减去主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值。正向路径延时由从节点计算得到，并包含在反向时钟同步信息中发送给主节点。如图3所示，主节点1发送同步报文的时间戳为t1，从节点2接收到主节点1发送的同步报文的时间戳为t2。因此，图3中的正向路径延时为deltaT1＝t2-t1。从节点2发送反向时钟同步信息的时间戳为t3。从节点2可以通过反向同步(Reverse_Sync)报文发送反向时钟同步信息，即从节点2通过反向同步(Reverse_Sync)报文发送正向路径延时以及从节点发送所述反向同步报文的时间戳。从节点2也可以通过反向同步(Reverse_Sync)报文和反向跟随(Reverse_Follow_Up)报文发送反向时钟同步信息，即从节点2通过反向同步报文发送正向路径延时，然后通过反向跟随报文发送从节点发送反向同步报文的发送时间。反向同步报文的发送时间即发送反向同步报文的时间戳。以发送反向同步报文的时间戳作为发送所述反向时钟同步信息的时间戳。

然后，主节点执行步骤S403，根据所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳与接收所述反向时钟同步信息的时间戳的差值，计算反向路径延时。

其中，接收所述反向时钟同步信息的时间戳可以为主节点接收到从节点发送的同步报文的时间戳。如图3所示，主节点1接收到从节点2发送的同步报文的时间戳为t4。

反向路径延时为主节点接收所述反向时钟同步信息的时间戳减去从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳。如图3所示，主节点1接收反向同步报文的时间戳为t4，从节点2发送反向同步报文的时间戳为t3。因此，图3中的反向路径延时为deltaT2＝t4-t3。

然后主节点执行步骤S404，根据正向路径延时和反向路径延时计算同步时间误差。其中，同步时间误差用于指示所述从节点进行时钟同步后的时间误差，即判断从节点是否有正确地进行时钟同步，从而使得主节点能够获知从节点的时钟同步状态。

在其中一个实施例中，所述反向时钟同步信息还包括所述从节点校正时间，所述从节点校正时间为所述反向时钟同步信息在所述从节点到所述主节点的传输路径上各节点的驻留时间的累加值；

所述根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差，具体包括：

计算所述从节点的同步时间误差为：所述反向路径延时减去所述正向路径延时后，再减去所述从节点校正时间后得到的差值。

由于在报文发送过程中，报文可能会在从节点到主节点的传输路径的各节点驻留。例如在传输路径的交换机驻留。因此，传输路径的节点将会测量驻留时间，并把驻留时间作为校正时间累加在报文的校正字段中。因此，反向时钟同步信息中将包括从节点校正时间。从节点校正时间即报文的校正字段的值。传输路径上的各节点可以采用现有的方式，测量驻留时间以及填写校正字段。

同步时间误差为主节点计算与从节点时钟的偏差，因此计算：

同步时间误差＝主节点时钟-从节点时钟

＝反向同步报文接收时间-发送反向同步报文时间的原始时间戳-从节点校正时间-主节点到从节点的传输路径延时

＝deltaT2-deltaT1-c，其中：

deltaT2为所述反向路径延时，即反向同步报文接收时间减去发送反向同步报文时间的原始时间戳的差值；

deltaT1为所述正向路径延时，即主节点到从节点的传输路径延时；

c为所述从节点校正时间。

当从节点进行了精确的时钟同步，在主节点计算的主节点时钟与从节点时钟的偏差应该很小。因此，如果同步时间误差较大，则表示从节点的时钟同步不精确，存在故障。

最后，主节点执行步骤S405，根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

在其中一个实施例中，所述时钟同步状态包括故障状态和正常状态，所述根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态，具体包括：

如果所述同步时间误差的绝对值小于预设误差阈值，则确定所述从节点的时钟同步状态为正常状态；

如果所述同步时间误差的绝对值大于等于预设误差阈值，则确定所述从节点的时钟同步状态为故障状态告警。

本发明的从节点在进行时钟同步后向主节点发送反向时钟同步信息，并由主节点监测从节点的时钟同步状态，实现一种反向监测机制。

可以由主节点向网络架构的上层设备发布通过本发明的反向机制监测到的从节点的时钟同步状态、质量等，作为网络维护与监测(可维可测)的重要依据。

本实施例由从节点返回正向路径延时，并通过主节点计算反向路径延时，通过比较正向路径延时和反向路径延时，确定从节点是否进行了正确的时钟同步，从而根据时间误差来判断从节点的时钟同步状态，实现对从节点的时钟诊断。

如图5所示为本发明再一实施例一种时钟同步方法的工作流程图，包括：

步骤S501，接收主节点发送的时钟同步信息，根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

步骤S502，向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息用于所述主节点根据所述反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差，并根据所述同步时间误差，判断所述从节点的时钟同步状态。

具体来说，本发明可以应用在多节点网络架构中，时钟同步所确立的从节点设备上。

从节点执行步骤S501，接收主节点发送的时钟同步信息。如图3所示，主节点1向从节点2发送时钟同步信息。时钟同步信息包括正确原始时间戳(origin timestamp)以及校正字段(correction fields)。如图3所示，其中同步报文发送的正确原始时间戳为t1。由于在报文发送过程中，报文可能会在传输路径的各节点驻留。例如在传输路径的交换机驻留。因此，传输路径的节点将会测量驻留时间，并把驻留时间作为校正时间累加在报文的校正字段中。传输路径上的各节点可以采用现有的方式，测量驻留时间以及填写校正字段。另外，报文从主节点发送到从节点，整个传输路径上的传输路径延时path delay to master，也将由主节点和从节点，采用现有的传输延时方式进行预先测量，并记录传输路径延时。

主节点1可以通过同步(Sync)报文向从节点2发送时钟同步信息。即主节点1在同步报文中填写正确原始时间戳以及校正字段并发送到从节点2。另一方面，主节点1也可以向从节点2发送同步(Sync)报文，然后再向通过跟随(Follow_Up)报文向从节点2发送同步报文的时钟同步信息。跟随报文中填写同步报文发送时的正确原始时间戳以及校正字段。

从节点接收到时钟同步信息后，触发步骤S501，根据所述时钟同步信息进行时钟同步。时钟同步方式可以采用现有的从节点时钟同步方式实现。

在其中一个实施例中，所述根据所述时钟同步信息进行时钟同步，具体包括：

记录时钟同步信息的报文的接收时间，并基于接收时间以及时钟同步信息进行时钟同步。

具体来说，从节点记录同步报文接收时间，并从同步报文或者跟随报文中解析出正确原始时间戳以及校正字段中的校正时间，该校正时间为主节点校正时间。然后计算：时钟偏移值＝从节点时钟-主节点时钟＝同步报文接收时间-正确原始时间戳-主节点校正时间-从节点到主节点的传输路径延时。

然后从节点基于时钟偏移值采用现有的时钟校正方法，校正从节点的时钟，进行时钟同步。

从节点时钟同步完成后，执行步骤S502，向主节点发送反向时钟同步信息。主节点接收反向时钟同步信息后，根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差。其中，同步时间误差用于指示所述从节点进行时钟同步后的时间误差，即判断从节点是否有正确地进行时钟同步，从而使得主节点能够获知从节点的时钟同步状态。

最后，主节点根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

本发明的从节点在进行时钟同步后向主节点发送反向时钟同步信息，并由主节点监测从节点的时钟同步状态，实现一种反向监测机制。

可以由主节点向网络架构的上层发布通过本发明的反向机制监测到的从节点的时钟同步状态、质量等，作为网络维护与监测(可维可测)的重要依据。

本实施例，从节点根据主节点的时钟同步信息进行时钟同步后，由从节点反向向主节点发送反向时钟同步信息，从而使得主节点能够根据从节点发送的反向时钟同步信息，确定同步时间误差，主节点根据该同步时间误差可以确定从节点的时钟同步状态，通过从节点的时钟同步状态，判断从节点是否故障，以实现对从节点的时钟诊断。

如图6所示为本发明又一实施例中一种时钟同步方法的工作流程图，包括：

步骤S601，接收主节点发送的时钟同步信息，根据所述时钟同步信息进行时钟同步。

步骤S602，计算接收所述时钟同步信息的时间戳与从所述时钟同步信息中提取的所述主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值，作为正向路径延时；

步骤S603，向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息包括所述正向路径延时以及发送所述反向时钟同步信息的时间戳，所述反向时钟同步信息用于所述主节点根据所述反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差，并根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

具体来说，从节点执行步骤S601，接收主节点发送的时钟同步信息。然后，从节点采用现有的时钟同步方式，进行时钟同步。

从节点时钟同步完成后，从节点执行步骤S602计算正向路径延时。所述正向路径延时为所述从节点接收所述时钟同步信息的时间戳与主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值。

具体地，正向路径延时为所述从节点接收所述时钟同步信息的时间戳减去主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值。正向路径延时由从节点计算得到。如图3所示，主节点1发送同步报文的时间戳为t1，从节点2接收到主节点1发送的同步报文的时间戳为t2。因此，图3中的正向路径延时为deltaT1＝t2-t1。

然后从节点执行步骤S603,向主节点发送反向时钟同步信息，其中反向时钟同步信息包括：正向路径延时、以及所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳。

从节点2发送反向时钟同步信息的时间戳为t3。从节点2可以通过反向同步(Reverse_Sync)报文发送反向时钟同步信息，即从节点2通过反向同步(Reverse_Sync)报文发送正向路径延时以及从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳。从节点2也可以通过反向同步(Reverse_Sync)报文和反向跟随(Reverse_Follow_Up)报文发送反向时钟同步信息，即从节点2通过反向同步报文发送正向路径延时，然后通过反向跟随报文发送从节点发送反向同步报文的发送时间。反向同步报文的发送时间即发送反向同步报文的时间戳。以发送反向同步报文的时间戳作为发送所述反向时钟同步信息的时间戳。

所述反向时钟同步信息用于所述主节点根据所述反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差，并根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

具体来说，主节点根据所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳与接收所述反向时钟同步信息的时间戳的差值，计算反向路径延时。

其中，接收所述反向时钟同步信息的时间戳可以为主节点接收到从节点发送的同步报文的时间戳。如图3所示，主节点1接收到从节点2发送的同步报文的时间戳为t4。

反向路径延时为主节点接收所述反向时钟同步信息的时间戳减去从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳。如图3所示，主节点1接收反向同步报文的时间戳为t4，从节点2发送反向同步报文的时间戳为t3。因此，图3中的反向路径延时为deltaT2＝t4-t3。

然后主节点根据正向路径延时和反向路径延时计算同步时间误差。其中，同步时间误差用于指示所述从节点进行时钟同步后的时间误差，即判断从节点是否有正确地进行时钟同步，从而使得主节点能够获知从节点的时钟同步状态。

在其中一个实施例中，所述反向时钟同步信息还包括所述从节点校正时间，所述从节点校正时间为所述反向时钟同步信息在所述从节点到所述主节点的传输路径上各节点的驻留时间的累加值；

所述根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差，具体包括：

计算所述从节点的同步时间误差为：deltaT2-deltaT1-c，其中deltaT2为所述反向路径延时，deltaT1为所述正向路径延时，c为所述从节点校正时间。

由于在报文发送过程中，报文可能会在从节点到主节点的传输路径的各节点驻留。例如在传输路径的交换机驻留。因此，传输路径的节点将会测量驻留时间，并把驻留时间作为校正时间累加在报文的校正字段中。因此，反向时钟同步信息中将包括从节点校正时间。从节点校正时间即报文的校正字段的值。传输路径上的各节点可以采用现有的方式，测量驻留时间以及填写校正字段。

最后，计算同步时间误差为：deltaT2-deltaT1-c，其中deltaT2为所述反向路径延时，deltaT1为所述正向路径延时，c为所述从节点校正时间。

因此，同步时间误差为发送反向路径延时与正向路径延时在通过从节点校正时间的校正后的误差，由于发送时钟同步信息经过的传输路径与接收反向时钟同步信息的传输路径相同，因此当从节点进行了精确的时钟同步，反向路径延时与正向路径延时经过校正后的误差应该很小。因此，如果同步时间误差较大，则表示从节点的时钟同步不精确，存在故障。

最后，主节点根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

在其中一个实施例中，所述时钟同步状态包括故障状态和正常状态，所述根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态，具体包括：

如果所述同步时间误差的绝对值小于预设误差阈值，则确定所述从节点的时钟同步状态为正常状态；

如果所述同步时间误差的绝对值大于等于预设误差阈值，则确定所述从节点的时钟同步状态为故障状态告警。

本发明的从节点在进行时钟同步后向主节点发送反向时钟同步信息，并由主节点监测从节点的时钟同步状态，实现一种反向监测机制。

可以由主节点向网络架构的上层发布通过本发明的反向机制监测到的从节点的时钟同步状态、质量等，作为网络维护与监测(可维可测)的重要依据。

本实施例由从节点返回正向路径延时，并通过主节点计算反向路径延时，通过比较正向路径延时和反向路径延时，确定从节点是否进行了正确的时钟同步，从而根据时间误差来判断从节点的时钟同步状态，实现对从节点的时钟诊断。

如图7所示为本发明最佳实施例一种时钟同步方法的工作流程图，本实施例基于LinuxPTP，计算时间误差测量所需的可观测性的时钟同步信息包含在同步报文(消息)和跟随报文中。本实施例的反向同步报文使用的消息交换机制从标准广义精确时间同步协议(generalized Precision Timing Protocol，gPTP)消息流开始，然后添加了反向同步报文的传输。其中，标准广义精确时间同步协议一般由IEEE std 802.1AS成员构成。报文交互示意图如图3所示，简化的报文交换流程包括：

步骤S701，主节点1发送一条带有正确原始时间戳和校正字段的同步/跟随报文，以便从节点2能够根据与主节点1的当前时钟偏移值调整其本地时钟，正确原始时间戳和校正字段即为时钟同步信息。时钟偏移值的计算如下：

时钟偏移值＝从节点时钟-主节点时钟＝同步报文接收时间-正确原始时间戳-主节点校正时间-从节点到主节点的传输路径延时。

如图3所示，从节点2在接收到同步报文时，确定同步报文接收时间recoveredslave time为t2。而在接收到跟随报文时，通过解析跟随报文得到正确原始时间戳origintimestamp为t1。主节点校正时间为跟随报文所提供的校正字段correction fields中的值。从节点到主节点的传输路径延时path delay to master，采用现有的传输延时方式进行预先测量，并记录从节点到主节点的传输路径延时。

步骤S702，从节点2发送反向同步/反向跟随报文以向主节点1传递反向时钟同步信息。其中反向时钟同步信息包含从节点指示当前发送反向同步报文时间的原始时间戳和从节点计算得到的正向路径延时，使得主节点1能够计算从节点2相对于其从主节点1恢复的时钟的时钟偏差作为同步时间误差。

其中，如图3所示，从节点2发送反向同步报文时间的原始时间戳为t3。而正向路径延时deltaT1＝t2-t1。其中，同步时间误差的计算为：

同步时间误差＝主节点时钟-从节点时钟

＝反向同步报文接收时间-发送反向同步报文时间的原始时间戳-从节点校正时间-主节点到从节点的传输路径延时

＝deltaT2–deltaT1-c＝t4–t3–(t2–t1)-c。其中：

deltaT2为反向路径延时，即反向同步报文接收时间减去发送反向同步报文时间的原始时间戳的差值，在图3中为deltaT2＝t4-t3；

deltaT1为正向路径延时，即主节点到从节点的传输路径延时，在图3中为deltaT1＝t2-t1；

c为所述从节点校正时间。

最后，可以由主节点向网络架构的上层设备发布通过本发明的反向机制监测到的从节点的时钟同步状态、质量等，作为网络维护与监测(可维可测)的重要依据。如果所述同步时间误差的绝对值小于预设误差阈值，则确定所述从节点的时钟同步状态为正常状态。如果所述同步时间误差的绝对值大于等于预设误差阈值，则确定所述从节点的时钟同步状态为故障状态告警。

最后可以通过配置文件，确定采用节点到节点模式(Peer-to-Peer，P2P)或者端到端模式(End-to-End，E2E)。

如图8所示，本实施例在同一网络域中，主节点81测量从节点82的时钟同步精度及可用性、可靠性等。

如图9所示，本实施例在不同网络域中，主节点91测量从节点92的时钟同步精度及可用性、可靠性等。其中，主节点91通过第一网络域的端口911向从节点92的第一网络域的端口921发送同步时钟信息，从节点92通过第二网络域的端口922向主节点91的第二网络域的端口912发送反向同步时钟信息。

如图10所示，本实施例在不同网络域中，主节点101测量从节点102的时钟同步精度及可用性、可靠性等。其中，主节点101通过第一网络域的端口1011向从节点102的第一网络域的端口1021发送同步时钟信息，从节点102通过第一网络域的端口1021向主节点101的第一网络域的端口1011发送反向同步时钟信息。主节点101通过第二网络域的端口1012向从节点102的第二网络域的端口1022发送同步时钟信息，从节点102通过第二网络域的端口1022向主节点101的第二网络域的端口1012发送反向同步时钟信息。

本实施例为LinuxPTP新增反向同步特性，能够计算从节点相对于其从主节点恢复的时钟的时间误差，并可评估从节点时钟的可用性和稳定性。同时支持节点到节点模式和端到端模式。通过LinuxPTP的反向同步特性对节点到节点模式和端到端模式的支持，仅通过配置便可适配不同的使用场景，增加了对普通交换机等交换机集成电路(IntegratedCircuit，IC)/子系统的兼容。最后，可将通过反向同步机制监测到的从节点的时钟同步状态、质量等，作为网络可维可测的重要依据，支撑自动驾驶功能更好的运行。

如图11所示为本发明一实施例一种主节点时钟同步装置的示意图，包括：

时钟同步信息发送模块1101，用于向从节点发送时钟同步信息，以供所述从节点根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

反向时钟同步信息接收模块1102，用于接收所述从节点返回的反向时钟同步信息，根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差，所述同步时间误差为所述从节点进行时钟同步后，主节点时钟与从节点时钟的时钟偏差；

判断模块1103，用于根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

本发明在从节点根据主节点的时钟同步信息进行时钟同步后，由从节点反向向主节点发送反向时钟同步信息，从而使得主节点能够根据从节点发送的反向时钟同步信息，确定同步时间误差，同步时间误差用于指示所述从节点进行时钟同步后的时间误差，通过计算同步时间误差，主节点能够确定从节点进行时钟同步后的时间误差，从而可以根据该时间误差来判断从节点的时钟同步状态，实现对从节点的时钟诊断。

在其中一个实施例中，所述反向时钟同步信息包括：正向路径延时、以及所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳，其中所述正向路径延时为所述从节点接收所述时钟同步信息的时间戳与主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值；

所述根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差，具体包括：

根据所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳与所述主节点接收所述反向时钟同步信息的时间戳的差值，计算反向路径延时；

根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差。

在其中一个实施例中，所述反向时钟同步信息还包括所述从节点校正时间，所述从节点校正时间为所述反向时钟同步信息在所述从节点到所述主节点的传输路径上各节点的驻留时间的累加值；

所述根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差，具体包括：

计算所述从节点的同步时间误差为：所述反向路径延时减去所述正向路径延时后，再减去所述从节点校正时间后得到的差值。

在其中一个实施例中，所述向从节点发送时钟同步信息，具体包括：

获取同步模式配置；

如果所述同步模式配置为节点到节点模式，则通过节点到节点的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息；

如果所述同步模式配置为端到端模式，则通过端到端的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息。

如图12所示为本发明一实施例一种从节点时钟同步装置的示意图，包括：

时钟同步信息接收模块1201，用于接收主节点发送的时钟同步信息，根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

反向时钟同步信息发送模块1202，用于向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息用于所述主节点根据所述反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差，并根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

本发明在从节点根据主节点的时钟同步信息进行时钟同步后，由从节点反向向主节点发送反向时钟同步信息，从而使得主节点能够根据从节点发送的反向时钟同步信息，确定同步时间误差，同步时间误差用于指示所述从节点进行时钟同步后的时间误差，通过计算同步时间误差，主节点能够确定从节点进行时钟同步后的时间误差，从而可以根据该时间误差来判断从节点的时钟同步状态，实现对从节点的时钟诊断。

在其中一个实施例中，所述向所述主节点发送反向时钟同步信息，具体包括：

计算接收所述时钟同步信息的时间戳与从所述时钟同步信息中提取的所述主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值，作为正向路径延时；

向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息包括所述正向路径延时以及发送所述反向时钟同步信息的时间戳。

如图13所示为本发明一种电子设备的硬件结构示意图，包括：

至少一个处理器1301；以及，

与至少一个所述处理器1301通信连接的存储器1302；其中，

所述存储器1302存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的时钟同步方法或者执行如前所述的时钟同步方法。

图13中以一个处理器1301为例。

电子设备还可以包括：输入装置1303和显示装置1304。

处理器1301、存储器1302、输入装置1303及显示装置1304可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器1302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的时钟同步方法对应的程序指令/模块，例如，图2、图4、图5、图6所示的方法流程。处理器1301通过运行存储在存储器1302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的时钟同步方法。

存储器1302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据时钟同步方法的使用所创建的数据等。此外，存储器1302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1302可选包括相对于处理器1301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行时钟同步方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置1303可接收输入的用户点击，以及产生与时钟同步方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置1304可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器1302中，当被所述一个或者多个处理器1301运行时，执行上述任意方法实施例中的时钟同步方法。

本实施例，从节点根据主节点的时钟同步信息进行时钟同步后，由从节点反向向主节点发送反向时钟同步信息，从而使得主节点能够根据从节点发送的反向时钟同步信息，确定同步时间误差，主节点根据该同步时间误差可以确定从节点的时钟同步状态，通过从节点的时钟同步状态，判断从节点是否故障，以实现对从节点的时钟诊断。

本发明一实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的时钟同步方法的所有步骤。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种时钟同步方法，应用于主节点，其特征在于，包括：

向从节点发送时钟同步信息，以供所述从节点根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

接收所述从节点返回的反向时钟同步信息，根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差；

根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

2.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述反向时钟同步信息包括：正向路径延时、以及所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳，其中所述正向路径延时为所述从节点接收所述时钟同步信息的时间戳与主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值；

所述根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差，包括：

根据所述从节点发送所述反向时钟同步信息的时间戳与所述主节点接收所述反向时钟同步信息的时间戳的差值，计算反向路径延时；

根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差。

3.根据权利要求2所述的时钟同步方法，其特征在于，所述反向时钟同步信息还包括所述从节点校正时间，所述从节点校正时间为所述反向时钟同步信息在所述从节点到所述主节点的传输路径上各节点的驻留时间的累加值；

所述根据所述正向路径延时和所述反向路径延时，计算所述从节点的同步时间误差，具体包括：

计算所述从节点的同步时间误差为：所述反向路径延时减去所述正向路径延时后，再减去所述从节点校正时间后得到的差值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的时钟同步方法，其特征在于，所述向从节点发送时钟同步信息，包括：

获取同步模式配置；

如果所述同步模式配置为节点到节点模式，则通过节点到节点的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息；

如果所述同步模式配置为端到端模式，则通过端到端的时钟同步模式，向从节点发送时钟同步信息。

5.一种时钟同步方法，应用于从节点，其特征在于，包括：

接收主节点发送的时钟同步信息，根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息用于所述主节点根据所述反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差，并根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

6.根据权利要求5所述的时钟同步方法，其特征在于，所述向所述主节点发送反向时钟同步信息，具体包括：

计算接收所述时钟同步信息的时间戳与从所述时钟同步信息中提取的所述主节点发送所述时钟同步信息的时间戳的差值，作为正向路径延时；

向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息包括所述正向路径延时以及发送所述反向时钟同步信息的时间戳。

7.一种主节点时钟同步装置，应用于主节点，其特征在于，包括：

时钟同步信息发送模块，用于向从节点发送时钟同步信息，以供所述从节点根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

反向时钟同步信息接收模块，用于接收所述从节点返回的反向时钟同步信息，根据所述反向时钟同步信息，确定所述从节点的同步时间误差；

判断模块，用于根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

8.一种从节点时钟同步装置，应用于从节点，其特征在于，包括：

时钟同步信息接收模块，用于接收主节点发送的时钟同步信息，根据所述时钟同步信息进行时钟同步；

反向时钟同步信息发送模块，用于向所述主节点发送反向时钟同步信息，所述反向时钟同步信息用于所述主节点根据所述反向时钟同步信息，确定从节点的同步时间误差，并根据所述同步时间误差，确定所述从节点的时钟同步状态。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如权利要求1至4任一项所述的时钟同步方法或者执行如权利要求5至6任一项所述的时钟同步方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如权利要求1至4任一项所述的时钟同步方法的所有步骤或者执行如权利要求5至6任一项所述的时钟同步方法的所有步骤。