CN118138182A - 时钟同步方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机技术领域，公开了一种时钟同步方法、装置、设备及存储介质，用于提高时钟同步的准确性。时钟同步方法包括：搭建目标网络拓扑图；分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步。

Description

时钟同步方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种时钟同步方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

目前，用于网络设备之间时钟同步的常用协议是精确时钟协议(PTP)。PTP通过让主设备周期性向从设备发送同步报文与时间戳，以及让从设备向主设备发送延迟请求和响应报文，来测量报文的传输时间，以此调整和校正从设备的本地时钟。这种方法是基于网络理想环境下报文传输时间是对称的假设，但在实际的无线网络中，由于存在网络抖动、拓扑复杂、设备性能差异等多方面原因，导致报文的正反向传输时间不对称、不稳定，直接应用PTP中的时钟同步方法，导致在实际网络环境下时钟的同步不够准确。

发明内容

本发明提供了一种时钟同步方法、装置、设备及存储介质，以解决实际网络环境下时钟的同步不够准确的问题。

本发明第一方面提供了一种时钟同步方法，包括：搭建目标网络拓扑图，所述目标网络拓扑图包括各网络节点以及各网络节点之间的链路；分析所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；基于各链路的时延特性，构建所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；确定目标网络中的待同步设备组，并获取所述待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；基于所述时延分析模型确定所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时延；基于所述单向传输时延和所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点，计算出所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时间；基于所述单向传输时间调整本地时钟，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步。。

在一种可行的实施方式中，所述搭建目标网络拓扑图，包括：确定网络节点和各网络节点之间的链路；根据各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图。

在一种可行的实施方式中，所述确定各网络节点和各网络节点之间的链路，包括：获取业务需求，基于所述业务需求选择对应的网络节点；确定各网络节点之间的连接关系，形成各网络节点之间的链路，各网络节点之间的连接关系包括各网络节点之间的物理连接和逻辑连接。

在一种可行的实施方式中，所述根据各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图，包括：基于各网络节点和各网络节点之间的链路绘制初始网络拓扑图；对所述初始网络拓扑图添加标注和说明，得到处理后的初始网络拓扑图；对所述处理后的初始网络拓扑图进行审查和验证，得到目标网络拓扑图。

在一种可行的实施方式中，所述分析所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的时延特性，包括：通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和链路带宽计算各链路的传输时延；通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率估算各链路的排队时延；基于所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和各网络设备的处理速率计算出各链路的处理时延。

在一种可行的实施方式中，所述通过所述目标网络拓扑图中网络节点之间链路的到达率和服务率估算各链路的排队时延，包括：通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率计算各链路的平均队列长度；基于各链路的平均队列长度和传输速率，估算出各链路的排队时延。

在一种可行的实施方式中，所述基于各链路的时延特性，构建所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型，包括：将各链路的传输时延、排队时延和处理时延进行加和，得到时延数学模型；基于所述时延数学模型，构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

在一种可行的实施方式中，所述基于所述时延数学模型，构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型，包括：确定报文在目标网络拓扑图中的起始节点和目标节点；基于所述时延数学模型，从所述起始节点开始，选择时延最小的路径作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达所述目标节点，从而构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

在一种可行的实施方式中，所述基于所述时延数学模型，从所述起始节点开始，选择时延最小的路径作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达所述目标节点，从而构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型，包括：基于所述时延数学模型，从所述起始节点开始，计算所述起始节点与各相邻节点之间的相邻链路的时延；对各相邻链路的时延大小按照由小到大的顺序进行排序；选择排序在第一位的相邻链路作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达所述目标节点，从而构建报文在所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

在一种可行的实施方式中，所述基于所述时延分析模型确定所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时延，包括：基于所述时延分析模型计算出所述从设备将延迟请求报文传输至所述主设备的请求传输时延；基于所述时延分析模型计算出所述主设备将延迟响应报文传输至所述从设备的响应传输时延。

在一种可行的实施方式中，若所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点包括延迟请求报文的发送时间点和接收时间点、以及延迟响应报文的发送时间点和接收时间点，所述延迟请求报文包括所述从设备向所述主设备传输的第一延迟请求报文和第二延迟请求报文，所述延迟响应报文包括所述主设备向所述从设备传输的第一延迟响应报文和第二延迟响应报文，则所述基于所述单向传输时延和所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点，计算出所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时间，包括：计算所述第二延迟请求报文的接收时间点和所述第一延迟响应报文的发送时间点之间的目标差值；基于所述请求传输时延、所述响应传输时延和所述目标差值计算出延迟响应报文的单向传输时间。

在一种可行的实施方式中，所述基于所述单向传输时间调整本地时钟，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步，包括：基于所述第二延迟响应报文的发送时间和所述单向传输时间计算出目标时间；根据所述目标时间对所述从设备的本地时钟进行偏移量调整，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步。

本发明第二方面提供了一种时钟同步装置，包括：搭建模块，用于搭建目标网络拓扑图，所述目标网络拓扑图包括各网络节点以及各网络节点之间的链路；分析模块，用于分析所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；构建模块，用于基于各链路的时延特性，构建所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；处理模块，用于确定目标网络中的待同步设备组，并获取所述待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；确定模块，用于基于所述时延分析模型确定所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时延；计算模块，用于基于所述单向传输时延和所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点，计算出所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时间；同步模块，用于基于所述单向传输时间调整本地时钟，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步。

在一种可行的实施方式中，所述搭建模块包括：确定单元，用于确定各网络节点和各网络节点之间的链路；绘制单元，用于基于各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图。

在一种可行的实施方式中，所述确定单元具体用于：获取业务需求，基于所述业务需求选择对应的网络节点；确定各网络节点之间的连接关系，形成各网络节点之间的链路，各网络节点之间的连接关系包括各网络节点之间的物理连接和逻辑连接。

在一种可行的实施方式中，所述绘制单元具体用于：基于各网络节点和各网络节点之间的链路绘制初始网络拓扑图；对所述初始网络拓扑图添加标注和说明，得到处理后的初始网络拓扑图；对所述处理后的初始网络拓扑图进行审查和验证，得到目标网络拓扑图。

在一种可行的实施方式中，所述分析模块包括：第一计算单元，用于通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和链路带宽计算各链路的传输时延；估算单元，用于通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率估算各链路的排队时延；第二计算单元，用于基于所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和各网络设备的处理速率计算出各链路的处理时延。

在一种可行的实施方式中，所述估算单元具体用于：通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率计算各链路的平均队列长度；基于各链路的平均队列长度和传输速率，估算出各链路的排队时延。

在一种可行的实施方式中，所述构建模块包括：加和单元，用于将各链路的传输时延、排队时延和处理时延进行加和，得到时延数学模型；构建单元，用于基于所述时延数学模型，构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

在一种可行的实施方式中，所述构建单元包括：确定子单元，用于确定报文在目标网络拓扑图中的起始节点和目标节点；处理子单元，用于基于所述时延数学模型，从所述起始节点开始，选择时延最小的路径作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达所述目标节点，从而构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

在一种可行的实施方式中，所述处理子单元具体用于：基于所述时延数学模型，从所述起始节点开始，计算所述起始节点与各相邻节点之间的相邻链路的时延；对各相邻链路的时延大小按照由小到大的顺序进行排序；选择排序在第一位的相邻链路作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达所述目标节点，从而构建报文在所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

在一种可行的实施方式中，所述确定模块具体用于：基于所述时延分析模型计算出所述从设备将延迟请求报文传输至所述主设备的请求传输时延；基于所述时延分析模型计算出所述主设备将延迟响应报文传输至所述从设备的响应传输时延。

在一种可行的实施方式中，所述计算模块具体用于：计算所述第二延迟请求报文的接收时间点和所述第一延迟响应报文的发送时间点之间的目标差值；基于所述请求传输时延、所述响应传输时延和所述目标差值计算出延迟响应报文的单向传输时间。

在一种可行的实施方式中，所述同步模块具体用于：基于所述第二延迟响应报文的发送时间和所述单向传输时间计算出目标时间；根据所述目标时间对所述从设备的本地时钟进行偏移量调整，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步。

本发明第三方面提供了一种时间同步设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述时间同步设备执行上述的时间同步方法。

本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的时间同步方法。

本发明提供的技术方案中，搭建目标网络拓扑图，所述目标网络拓扑图包括各网络节点以及各网络节点之间的链路；分析所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；基于各链路的时延特性，构建所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；确定目标网络中的待同步设备组，并获取所述待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；基于所述时延分析模型确定所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时延；基于所述单向传输时延和所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点，计算出所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时间；基于所述单向传输时间调整本地时钟，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步。本发明实施例中，通过搭建目标网络拓扑图；分析所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；基于各链路的时延特性，构建所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；确定目标网络中的待同步设备组，并获取所述待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；基于所述时延分析模型确定所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时延；基于所述单向传输时延和所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点，计算出所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时间；基于所述单向传输时间调整本地时钟，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步，提高了时间同步的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例中时钟同步方法的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中时钟同步方法的另一个实施例示意图；

图3为本发明实施例中时钟同步装置的一个实施例示意图；

图4为本发明实施例中时钟同步装置的另一个实施例示意图；

图5为本发明实施例中时钟同步设备的一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种时钟同步方法、装置、设备及存储介质，通过单向传输时间对时钟进行调整，提高了时间同步的准确性。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

可以理解的是，本发明的执行主体可以为时钟同步装置，还可以是终端或者服务器，具体此处不做限定。本发明实施例以服务器为执行主体为例进行说明。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中时钟同步方法的一个实施例包括：

101、搭建目标网络拓扑图，目标网络拓扑图包括各网络节点以及各网络节点之间的链路；

获取网络拓扑图的搭建需求，基于搭建需求确定网络节点，当搭建需求为数据传输时，选择与数据传输相对应的网络节点，并基于各网络节点确定各网络节点之间的链路。

102、分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；

获取目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和链路带宽，计算数据大小和链路带宽的比值，得到传输时延，获取目标网络拓扑图中各网络节点之间各网络设备的处理速率，根据各网络设备的处理速率计算出平均处理速率，计算数据大小和平均处理速率的比值，得到处理时延；

获取历史网络流量数据，并提取各历史网络流量对应的历史排队时延，将历史网络流量相同的历史排队时延归类为同一组排队时延，计算各组时延的平均历史排队时延，得到历史排队时延数据，历史排队时延数据包括不同网络流量下的平均历史排队时延，获取当前网络流量，基于当前网络流量从历史排队时延数据中查找对应的平均历史排队时延，得到排队时延。

103、基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；

链路的时延＝传输时延+处理时延+排队时延；确定报文在目标网络拓扑图中的起始节点和目标节点，基于起始节点和目标节点判断是否存在至少两个传输路径，若存在至少两个传输路径，则确定各传输路径中的是否具有中转节点，中转节点为各传输路径中除起始节点和目标节点外的网络节点，若存在不具有中转节点的第一传输路径，则计算第一传输路径的起始节点与目标节点之间的总时延，若存在具有中转节点的第二传输路径，则计算第二传输路径中，起始节点与相邻的中转节点之间链路的第一时延、中转节点与相邻的中转节点之间链路的第二时延以及目标节点与相邻的中转节点之间链路的第三时延，将第二传输路径的第一时延、第二时延和第三时延相加，得到第二传输路径的总时延，将第一传输路径的总时延和第二传输路径的总时延进行汇总，选择总时延最小的传输路径作为报文在起始节点和目标节点之间的传输路径，以此类推，构建出报文在目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型。

104、确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点。

获取传输报文的传输指令，传输指令包括传输报文在目标网络中的待同步设备组，获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点，主设备与从设备之间的传输报文的时间点包括延迟请求报文的发送时间点和延迟请求报文的接收时间点、以及延迟响应报文的发送时间点和接收时间点，设延迟请求报文的发送时间点为t1，延迟请求报文的接收时间点与延迟响应报文的发送时间点为相同，为t2，延迟响应报文的接收时间点为t3。

105、基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；

基于时延分析模型计算出从设备将延迟请求报文传输至主设备的请求传输时延，以及主设备将延迟响应报文传输至从设备的响应传输时延。

106、基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；

设请求传输时延为a，响应传输时延为b，延迟请求报文的单向传输时间为T1，延迟响应报文的单向传输时间为T2，设延迟请求报文和延迟响应报文的总传输时间为T，则T＝T1+T2。

基于从设备端的延迟请求报文的发送时间点t1和延迟响应报文的接收时间点t3，计算出延迟请求报文和延迟响应报文的总传输时间T。

T＝(t3-t1)，因此，(t3-t1)＝T1+T2。

根据请求传输时延和响应传输时延计算出延迟响应报文的单向传输比例，设单向传输比例为A，则A＝b/(a+b)，因此，T2＝(t3-t1)×A。

107、基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步。

基于延迟响应报文的单向传输时间和延迟响应报文的发送时间点计算出目标时间，基于目标时间对从设备的本地时钟进行调整。

目标时间＝t2+T2。

本发明实施例中，通过搭建目标网络拓扑图；分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步，提高了时间同步的准确性。

请参阅图2，本发明实施例中时钟同步方法的另一个实施例包括：

201、确定各网络节点和各网络节点之间的链路；

获取业务需求，基于业务需求选择对应的网络节点；确定各网络节点之间的连接关系，形成各网络节点之间的链路，各网络节点之间的连接关系包括各网络节点之间的物理连接和逻辑连接。

业务需求包括数据传输、语音通信、视频会议等，网络节点包括工作站、服务器、终端设备、网络设备等，若业务需求为数据传输，由于数据传输对带宽要求较高、对网络的延迟和抖动敏感，因此在选择网络节点时，应选择具有足够带宽的网络节点，保证数据传输的效率和稳定性，且需选择低延迟、低抖动的网络节点，从而保证数据的实时性和准确性，另外，数据传输需选择可靠性较高的网络节点，从而确保数据的完整性和安全性。

确定各网络节点之间的通信需求，基于通信需求和各网络节点的功能，确定各网络节点之间的连接关系，其中，通信需求包括数据流量、通信频率和通信协议。通过获取网络监控工具，从网络监控工具中提取各网络节点之间的流量统计数据，得到各网络节点之间数据流量；通过获取时间序列数据，从时间序列数据中确定各网络节点之间的通信时间，得到各网络节点之间通过频率；通过获取网络数据包，基于协议解码器对网络数据包进行解析，得到各网络节点之间的通信协议。

物理连接包括基于光纤、网线等的连接，逻辑连接包括基于VLAN、路由协议等的连接。

202、基于各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图；

基于各网络节点和各网络节点之间的链路绘制初始网络拓扑图；对初始网络拓扑图添加标注和说明，得到处理后的初始网络拓扑图；对处理后的初始网络拓扑图进行审查和验证，得到目标网络拓扑图。

选择绘图工具，在绘图工具中创建目标画布，基于各网络节点和各网络节点之间的链路在目标画布上添加各网络节点，并在各网络节点之间添加链路，以表示各网络节点之间的连接关系，对各网络节点和链路配置对应的属性，属性包括颜色、形状、大小等，对目标画布中的各网络节点和链路的位置和布局进行调整，得到初始网络拓扑图；对初始网络拓扑图中的各网络节点和各链路进行标注，并添加图例和文档，得到处理后的初始网络拓扑图，图例用于解释不同图标、形状、颜色等信息的含义，文档用于对各网络节点的配置、链路的参数、网络的安全策略等进行详细的描述，网络节点的标注主要用于说明其设备类型、设备名称、IP地址等信息，链路的标注主要用于说明链路的类型、带宽等信息；通过网络拓扑分析工具对处理后的网络拓扑图进行自动化审查和验证，识别是否存在配置错误和连接错误，若存在配置错误或者连接错误，则将配置错误对应的网络节点和链路重新进行配置，或者将连接错误对应的网络节点和链路重新进行连接，直至审查和验证无误，得到目标网络拓扑图。

203、分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；

通过目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和链路带宽计算各链路的传输时延；通过目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率估算各链路的排队时延；基于目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和各网络设备的处理速率计算出各链路的处理时延。

通过目标网络拓扑图中网络节点之间链路的到达率和服务率估算各链路的排队时延的执行步骤为：通过目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率计算各链路的平均队列长度；基于各链路的平均队列长度和传输速率，估算出各链路的排队时延。

传输时延＝数据大小/链路带宽；处理时延＝数据大小/处理速率。

到达率表示单位时间内到达链路的数据包数量，服务率表示单位时间内链路能够处理的数据包数量；平均队列长度反映了链路上等待处理的数据包数量。

平均队列长度＝到达率/(服务率-到达率)；排队时延＝平均队列长度/链路的传输速率。

204、基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；

将各链路的传输时延、排队时延和处理时延进行加和，得到时延数学模型；基于时延数学模型，构建报文在目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

基于时延数学模型，构建报文在目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型的具体执行步骤为：确定报文在目标网络拓扑图中的起始节点和目标节点；确定报文在目标网络拓扑图中的起始节点和目标节点；基于时延数学模型，从起始节点开始，选择时延最小的路径作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达目标节点，从而构建报文在目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

基于时延数学模型，从起始节点开始，选择时延最小的路径作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达目标节点，从而构建报文在目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型的具体执行步骤为：基于时延数学模型，从起始节点开始，计算起始节点与各相邻节点之间的相邻链路的时延；对各相邻链路的时延大小按照由小到大的顺序进行排序；选择排序在第一位的相邻链路作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达目标节点，从而构建报文在目标网络拓扑图中各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

205、确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；

获取传输报文的传输指令，传输指令包括传输报文在目标网络中的待同步设备组，获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点，主设备与从设备之间的传输报文的时间点包括延迟请求报文的发送时间点和接收时间点、以及延迟响应报文的发送时间点和接收时间点，延迟请求报文包括从设备向主设备传输的第一延迟请求报文和第二延迟请求报文，延迟响应报文包括主设备向从设备传输的第一延迟响应报文和第二延迟响应报文，第一延迟请求报文的发送时间点为t1，第一延迟请求报文的接收时间点和第一延迟响应报文的发送时间点相同，为t2，第一延迟响应报文的接收时间点与第二延迟请求报文的发送时间点相同，为t3，第二延迟请求报文的接收时间点和第二延迟响应报文的发送时间点相同，为t4。

206、基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；

基于时延分析模型计算出从设备将延迟请求报文传输至主设备的请求传输时延；基于时延分析模型计算出主设备将延迟响应报文传输至从设备的响应传输时延。

基于延时分析模型确定从设备至主设备之间的第一目标传输路径，并计算目标传输路径的总时延，得到请求传输时延，基于延时分析模型确定主设备至从设备之间的第二目标传输路径，并计算第二目标传输路径的总时延，得到响应传输时延。

207、基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；

计算第二延迟请求报文的接收时间点和第一延迟响应报文的发送时间点之间的目标差值；基于请求传输时延、响应传输时延和目标差值计算出延迟响应报文的单向传输时间。

设目标差值为ΔT，请求传输时延为a，响应传输时延为b，第一延迟请求报文和第二延迟请求报文的单向传输时间相同，为T1，第一延迟响应报文和第二延迟响应报文的单向传输时间相同，为T2，一个延迟请求报文和一个延迟响应报文的总传输时间为T，则T＝T1+T2。

总传输时间T＝(t3-t1)＝(t4-t2)，其中，t1和t3为在从设备端获取的数据，t2和t4为在主设备端获取的数据，在本实施例中，以若以主设备端获取的数据为基准进行计算，其中，ΔT＝(t4-t2)。

根据请求传输时延和响应传输时延计算出延迟响应报文的单向传输比例，设单向传输比例为A，则A＝b/(a+b)，T2＝ΔT×A。

208、基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步。

基于第二延迟响应报文的发送时间和单向传输时间计算出目标时间；根据目标时间对从设备的本地时钟进行偏移量调整，以使本地时钟与主设备的时钟同步，其中，目标时间＝t4+T2。

本发明实施例中，通过确定网络节点和各网络节点之间的链路；根据各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图；分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步，提高了时间同步的准确性。

上面对本发明实施例中时钟同步方法进行了描述，下面对本发明实施例中时钟同步装置进行描述，请参阅图3，本发明实施例中时钟同步装置一个实施例包括：

搭建模块301，用于搭建目标网络拓扑图，目标网络拓扑图包括各网络节点以及各网络节点之间的链路；

分析模块302，用于分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；

构建模块303，用于基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；

处理模块304，用于确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；

确定模块305，用于基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；

计算模块306，用于基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；

同步模块307，用于基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步。

本发明实施例中，通过搭建目标网络拓扑图；分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步，提高了时间同步的准确性。

请参阅图4，本发明实施例中时钟同步装置的另一个实施例包括：

搭建模块301，用于搭建目标网络拓扑图，目标网络拓扑图包括各网络节点以及各网络节点之间的链路；

分析模块302，用于分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；

构建模块303，用于基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；

处理模块304，用于确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；

确定模块305，用于基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；

计算模块306，用于基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；

同步模块307，用于基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步。

可选的，搭建模块301包括：

确定单元3011，用于确定各网络节点和各网络节点之间的链路；

绘制单元3012，用于基于各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图。

可选的，确定单元3011可以具体用于：

获取业务需求，基于业务需求选择对应的网络节点；确定各网络节点之间的连接关系，形成各网络节点之间的链路，各网络节点之间的连接关系包括各网络节点之间的物理连接和逻辑连接。

可选的，绘制单元3012可以具体用于：

基于各网络节点和各网络节点之间的链路绘制初始网络拓扑图；对初始网络拓扑图添加标注和说明，得到处理后的初始网络拓扑图；对处理后的初始网络拓扑图进行审查和验证，得到目标网络拓扑图。

可选的，分析模块302包括：

第一计算单元3021，用于通过目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和链路带宽计算各链路的传输时延；

估算单元3022，用于通过目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率估算各链路的排队时延；

第二计算单元3023，用于基于目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和各网络设备的处理速率计算出各链路的处理时延。

可选的，估算单元3022可以具体用于：

通过目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率计算各链路的平均队列长度；基于各链路的平均队列长度和传输速率，估算出各链路的排队时延。

可选的，构建模块303包括：

加和单元3031，用于将各链路的传输时延、排队时延和处理时延进行加和，得到时延数学模型；

构建单元3032，用于基于时延数学模型，构建报文在目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

可选的，构建单元3032包括：

确定子单元30321，用于确定报文在目标网络拓扑图中的起始节点和目标节点；

处理子单元30322，用于基于时延数学模型，从起始节点开始，选择时延最小的路径作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达目标节点，从而构建报文在目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

可选的，处理子单元30322可以具体用于：

基于时延数学模型，从起始节点开始，计算起始节点与各相邻节点之间的相邻链路的时延；对各相邻链路的时延大小按照由小到大的顺序进行排序；选择排序在第一位的相邻链路作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达目标节点，从而构建报文在目标网络拓扑图中各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

可选的，确定模块305可以具体用于：

基于时延分析模型计算出从设备将延迟请求报文传输至主设备的请求传输时延；基于时延分析模型计算出主设备将延迟响应报文传输至从设备的响应传输时延。

可选的，计算模块306可以具体用于：

计算第二延迟请求报文的接收时间点和第一延迟响应报文的发送时间点之间的目标差值；基于请求传输时延、响应传输时延和目标差值计算出延迟响应报文的单向传输时间。

可选的，同步模块307可以具体用于：

基于第二延迟响应报文的发送时间和单向传输时间计算出目标时间；根据目标时间对从设备的本地时钟进行偏移量调整，以使本地时钟与主设备的时钟同步。

本发明实施例中，通过确定网络节点和各网络节点之间的链路；根据各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图；分析目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；基于各链路的时延特性，构建目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；确定目标网络中的待同步设备组，并获取待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；基于时延分析模型确定主设备与从设备之间传输报文的单向传输时延；基于单向传输时延和主设备与从设备之间的传输报文的时间点，计算出主设备与从设备之间传输报文的单向传输时间；基于单向传输时间调整本地时钟，以使本地时钟与主设备的时钟同步，提高了时间同步的准确性。

上面图3和图4从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的时间同步装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中时间同步设备进行详细描述。

参见图5所示，该时间同步设备包括处理器500和存储器501，该存储器501存储有能够被处理器500执行的机器可执行指令，该处理器500执行机器可执行指令以实现上述时间同步方法。

进一步地，图5所示的时间同步设备还包括总线502和通信接口503，处理器500、通信接口503和存储器501通过总线502连接。

其中，存储器501可能包含高速随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如，至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口503(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线502可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器500可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器500中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器500可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器501，处理器500读取存储器501中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法步骤。

本发明还提供一种时间同步设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行上述各实施例中的所述时间同步方法的步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述时间同步方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种时钟同步方法，其特征在于，所述时钟同步方法包括：

搭建目标网络拓扑图，所述目标网络拓扑图包括各网络节点以及各网络节点之间的链路；

分析所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；

基于各链路的时延特性，构建所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；

确定目标网络中的待同步设备组，并获取所述待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；

基于所述时延分析模型确定所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时延；

基于所述单向传输时延和所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点，计算出所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时间；

基于所述单向传输时间调整本地时钟，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步。

2.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述搭建目标网络拓扑图，包括：

确定网络节点和各网络节点之间的链路；

根据各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图。

3.根据权利要求2所述的时钟同步方法，其特征在于，所述确定各网络节点和各网络节点之间的链路，包括：

获取业务需求，基于所述业务需求选择对应的网络节点；

确定各网络节点之间的连接关系，形成各网络节点之间的链路，各网络节点之间的连接关系包括各网络节点之间的物理连接和逻辑连接。

4.根据权利要求2所述的时钟同步方法，其特征在于，所述根据各网络节点和各网络节点之间的链路绘制目标网络拓扑图，包括：

基于各网络节点和各网络节点之间的链路绘制初始网络拓扑图；

对所述初始网络拓扑图添加标注和说明，得到处理后的初始网络拓扑图；

对所述处理后的初始网络拓扑图进行审查和验证，得到目标网络拓扑图。

5.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述分析所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的时延特性，包括：

通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和链路带宽计算各链路的传输时延；

通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率估算各链路的排队时延；

基于所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路传输的数据大小和各网络设备的处理速率计算出各链路的处理时延。

6.根据权利要求5所述的时钟同步方法，其特征在于，所述通过所述目标网络拓扑图中网络节点之间链路的到达率和服务率估算各链路的排队时延，包括：

通过所述目标网络拓扑图中各网络节点之间链路的到达率和服务率计算各链路的平均队列长度；

基于各链路的平均队列长度和传输速率，估算出各链路的排队时延。

7.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述基于各链路的时延特性，构建所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型，包括：

将各链路的传输时延、排队时延和处理时延进行加和，得到时延数学模型；

基于所述时延数学模型，构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

8.根据权利要求7所述的时钟同步方法，其特征在于，所述基于所述时延数学模型，构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型，包括：

确定报文在目标网络拓扑图中的起始节点和目标节点；

基于所述时延数学模型，从所述起始节点开始，选择时延最小的路径作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达所述目标节点，从而构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

9.根据权利要求8所述的时钟同步方法，其特征在于，所述基于所述时延数学模型，从所述起始节点开始，选择时延最小的路径作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达所述目标节点，从而构建报文在所述目标网络拓扑图的各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型，包括：

基于所述时延数学模型，从所述起始节点开始，计算所述起始节点与各相邻节点之间的相邻链路的时延；

对各相邻链路的时延大小按照由小到大的顺序进行排序；

选择排序在第一位的相邻链路作为报文的下一个链路，以此类推，直至到达所述目标节点，从而构建报文在所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的传输路径，得到各网络节点之间的时延分析模型。

10.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述基于所述时延分析模型确定所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时延，包括：

基于所述时延分析模型计算出所述从设备将延迟请求报文传输至所述主设备的请求传输时延；

基于所述时延分析模型计算出所述主设备将延迟响应报文传输至所述从设备的响应传输时延。

11.根据权利要求10所述的时钟同步方法，其特征在于，若所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点包括延迟请求报文的发送时间点和接收时间点、以及延迟响应报文的发送时间点和接收时间点，所述延迟请求报文包括所述从设备向所述主设备传输的第一延迟请求报文和第二延迟请求报文，所述延迟响应报文包括所述主设备向所述从设备传输的第一延迟响应报文和第二延迟响应报文，则所述基于所述单向传输时延和所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点，计算出所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时间，包括：

计算所述第二延迟请求报文的接收时间点和所述第一延迟响应报文的发送时间点之间的目标差值；

基于所述请求传输时延、所述响应传输时延和所述目标差值计算出延迟响应报文的单向传输时间。

12.根据权利要求11所述的时钟同步方法，其特征在于，所述基于所述单向传输时间调整本地时钟，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步，包括：

基于所述第二延迟响应报文的发送时间和所述单向传输时间计算出目标时间；

根据所述目标时间对所述从设备的本地时钟进行偏移量调整，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步。

13.一种时钟同步装置，其特征在于，所述时钟同步装置包括：

搭建模块，用于搭建目标网络拓扑图，所述目标网络拓扑图包括各网络节点以及各网络节点之间的链路；

分析模块，用于分析所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的链路的时延特性；

构建模块，用于基于各链路的时延特性，构建所述目标网络拓扑图中各网络节点之间的时延分析模型；

处理模块，用于确定目标网络中的待同步设备组，并获取所述待同步设备组上主设备与从设备之间的传输报文的时间点；

确定模块，用于基于所述时延分析模型确定所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时延；

计算模块，用于基于所述单向传输时延和所述主设备与所述从设备之间的传输报文的时间点，计算出所述主设备与所述从设备之间传输报文的单向传输时间；

同步模块，用于基于所述单向传输时间调整本地时钟，以使所述本地时钟与所述主设备的时钟同步。

14.一种时钟同步设备，其特征在于，所述时钟同步设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；

所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述时钟同步设备执行如权利要求1-12中任意一项所述的时钟同步方法。

15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-12中任一项所述时钟同步方法。