JP5878641B2 - ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法及び検出装置 - Google Patents

ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法及び検出装置 Download PDF

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Description

本発明は通信分野に関し、特にネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法及び検出装置に関する。
ネットワーク情報化の急速な発展に伴い、大量のネットワークデバイスからなるPTN(Packet Transport Network:パケット伝送ネットワーク)の規模がますます大きくかつ複雑になってきている。このため、1588時間のネットワーク伝送過程において、時間誤差が生じることがある。1588時間伝送過程は、ネットワーク要素間のマスタ(Master)ポート、スレーブ(Slave)ポートについて補正や補償を行うことができる。しかしながら、ネットワーク要素のパッシブ(Passive)ポート、Masterポートの間は、1588時間が同期しているかどうかを把握することができない。
リンクに時間誤差が存在している場合にネットワーク事業者に注意を与えることができる時間誤差の検出は非常に重要である。誤差値をタイムリーに検出することができない場合、リンク上の1588時間誤差が次第に大きくなり、最終的に時間同期障害が引き起こされる可能性がある。
現在の標準では、対応するテスト方法が未だ規定されていない。特にピア‐ツー‐ピア・ネットワーク要素間の1588時間同期について、対応するテスト方法が提案されていない。実際のネットワーク運営において、ピア‐ツー‐ピア・リンク上の1588時間誤差における具体的な検出方法もなく、リンク上に1588時間誤差が存在しているかどうかを正確に判断することができない。
これに鑑みて、本発明の主な目的は、既存技術において1588時間誤差の検出方法がないという問題を解決するために、ネットワーク要素間の1588時間誤差を検出する方法及び装置を提供することにある。
本発明は、ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法を提供する。
当該方法は、
ネットワーク全体が1588時間ネットワークを確立することと、
ネットワーク要素間において1588時間誤差を検出する必要がある場合、ネットワーク要素が、ローカルタイムスタンプを含むプローブパケットを互いに反対端ネットワーク要素に送信することと、
プローブパケットを受信したネットワーク要素が、予め設定された時間差アルゴリズムに従って、ローカルタイムスタンプと前記プローブパケット内のタイムスタンプとの時間差を算出し、前記時間差に基づいて検出経路に障害があるかどうかを判断し、検出経路に障害がある場合、アラームを報告することとを含む。
本発明は、さらに、1588時間誤差の検出装置を提供する。
当該装置は、ネットワーク設定モジュール、プローブパケット送受信モジュール、時間差算出モジュール、障害判断モジュールを含み、ここで、
前記ネットワーク設定モジュールは、1588時間ネットワークを確立することに用いられ、
前記プローブパケット送受信モジュールは、ネットワーク要素間において1588時間誤差を検出する必要がある場合、ローカルタイムスタンプを含むプローブパケットを互いに反対端ネットワーク要素に送信し、反対端ネットワーク要素から送信されたプローブパケットを受信することに用いられ、
前記時間差計算モジュールは、予め設定された時間差アルゴリズムに従って、ローカルタイムスタンプと、前記プローブパケット送受信モジュールによって受信されたプローブパケット内のタイムスタンプとの時間差を算出することに用いられ、
前記障害判断モジュールは、前記時間差に基づいて検出経路に障害があるかどうかを判断し、検出経路に障害がある場合、アラームを報告することに用いられる。
本発明によれば、ネットワーク全体において1588時間ネットワークが確立された後、プローブパケットを介して、任意の2つのネットワーク要素間の1588時間誤差を検出することができる。1588時間誤差が、予め設定された閾値を超えている場合、ネットワーク要素間の検出経路に障害があると判断するこができる。任意2つのネットワーク要素間の1588時間誤差の検出によって、ネットワーク内の1588時間伝送の精度を把握することができ、時間経路に障害があるとわかったときに、タイムリーにアラームを報告し、ネットワーク管理プラットフォームに通知して1588時間誤差メンテナンスを行う。これにより、効果的に時間誤差による時間のエラー伝送を防止し、ネットワークの安定性を確保する。
本発明に係るネットワーク要素間の1588時間誤差の検出方法における好適な実施例1のフローチャートである。 本発明に係るネットワーク要素間の1588時間誤差の検出方法における好適な実施例2のフローチャートである。 本発明に係る1588時間誤差の検出装置における好適な実施例の機能ブロック図である。
図面の簡単な説明の欄において説明される添付図面は、本発明に対する更なる理解のために用いられるものであり、本発明の一部を構成する。本発明の例示的な実施例及びその説明は本発明を説明するために用いられるものであり、本発明を不当に制限するものではない。
本発明の基本的な考え方は、以下のようなものである。ネットワーク全体において1588時間ネットワークが確立され、ネットワーク要素間において1588時間誤差の検出が必要な場合、ネットワーク要素が、ローカルタイムスタンプを含むプローブパケットを互いに反対端ネットワーク要素に送信する。プローブパケットを受信したネットワーク要素は、予め設定された時間差アルゴリズムに従って、ローカルタイムスタンプと、プローブパケット内のタイムスタンプとの時間差を算出し、前記時間差に基づいて検出経路に障害があるかどうかを判断する。そして、検出経路に障害がある場合、アラームを報告する。
本発明が解決しようとする技術的問題、技術的スキーム及び有益な効果をさらに明瞭かつ明確にするために、以下、添付図面及び実施例を参照して、本発明を更に詳細に説明する。ここで述べられる具体的な実施例は本発明を解釈するためにのみ用いられるものであり、本発明を限定するものではない。
本発明に係るネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法は、隣接ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法と、非隣接ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法との2種類の方法を含む。この2種類の方法は、本発明の2種類の方式、即ちプリアクティベイト(事前活性化)方式及びオンデマンド方式として定義することができる。ユーザは必要に応じて、ネットワークの検出方法を設定することができる。なお、デフォルトではプリアクティベイト(事前活性化)方式である。
図1は、本発明に係るネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法の好適な実施例1のフローチャートである。本実施例は隣接ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法、即ちプリアクティベイト(事前活性化)方式である。この方法は具体的に以下のステップを含む。
ステップS01:ネットワーク全体で1588時間ネットワークを確立する。
本ステップは、ネットワーク内の各ネットワーク要素の時間ノードタイプ、時間アルゴリズムなどを設定することを含む。
1588時間ネットワークが確立された後、1588時間についてSyncEクロック及び同期化ネットワークが確立され、ネットワークにおけるすべてのネットワーク要素が1588時間、BC(Boundary Clock、境界クロック)、OC(Ordinary Clock、通常クロック)、TC(Transparent Clock、パススルークロック)、OC+TC等のモードをサポートする。本実施例では、ネットワークにおけるすべてのネットワーク要素がBC+TCモードをサポートする。
ステップS02:隣接ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出が要求される。
ステップS03:ネットワーク要素がPassiveポートを介してハロー(hello)メッセージを反対端ネットワーク要素のMasterポートへ送信する。
ネットワーク要素はPassiveポートまたはMasterポートを介してプローブパケットを送受信する。ネットワーク要素間のトポグラフィが1588時間ネットワーク確立の後すぐに確立され、各ネットワーク要素間のポートの接続関係も確立される。従って、隣接ネットワーク要素が1588時間誤差の検出を行う時に、Passiveポート及びMasterポートのうちどのポートを介してプローブパケットを送受信するかは、ネットワーク要素間を接続するポートの具体的な状況に応じて選択される。例えば、ネットワーク要素AのPassiveポートがネットワーク要素BのMasterポートと接続され、ネットワーク要素AのMasterポートがネットワーク要素EのPassiveポートと接続されている場合において、1588時間誤差を検出する必要があるネットワーク要素がネットワーク要素Aとネットワーク要素Bである場合、ネットワーク要素Aは、Passiveポートを介してプローブパケットを送受信する。1588時間誤差を検出する必要なネットワーク要素がネットワーク要素Aとネットワーク要素Eであ場合、ネットワーク要素Aは、Masterポートを介してプローブパケットを送受信する。
ステップS04:前記反対端ネットワーク要素のMasterポートから返信されたRespメッセージを受信する。
ステップS03‐S04は、オプションステップであり、他の実施例では、これらのステップを実行せずに直接プローブパケットを送信してもよい。
ステップS05:予め設定された伝送速度に基づいて、Passiveポートを介して反対端ネットワーク要素のMasterポートへローカルタイムスタンプを含むプローブパケットを送信する。
プローブパケットはTCモードでネットワーク要素間において伝送される。
本発明では、プローブパケットは、具体的な応用場面に応じて、対応するフォーマットを選択することができる。
ステップS06:プローブパケットを受信する。
ステップS07:予め設定された時間差アルゴリズムに従って、ローカルタイムスタンプと、前記プローブパケット内のタイムスタンプとの時間差を算出する。
本実施例において、時間差アルゴリズムは、ローカルタイムスタンプからプローブパケット内のタイムスタンプを減算することである。
ステップS08:前記時間差に基づいて、検出経路に障害があるかどうかを判断する。障害がある場合、ステップS09を実行し、障害がない場合、ステップS05を実行する。
本ステップでは、前記時間差が、予め設定された時間差閾値よりも大きいかどうかを判断することによって検出経路に障害があるかどうかを判断する。時間差が、予め設定された時間差閾値よりも大きい場合、検出リンクに障害が生じていると判断される。
ステップS09:アラームを報告する。
例えば、ネットワークにおいて、ネットワーク要素6とネットワーク要素3が隣接しており、ネットワーク要素6のPassiveポートとネットワーク要素3のMasterポートが接続され、お互いの1588時間誤差、即ちネットワーク要素6―ネットワーク要素3の間の1588時間誤差を検出する必要がある場合を想定する。この場合の処理は、具体的に、以下の通りである。
ネットワーク要素6―ネットワーク要素3: ネットワーク要素6は、Passiveポートを介してプローブパケットhelloメッセージを送信する。ネットワーク要素6のPassiveポートとネットワーク要素3のMasterポートとの間でメッセージの正常なインタラクションが行われた後、ネットワーク要素6は、Passiveポートを介して自身のタイムスタンプT2-T1、T4-T3を含むプローブパケットを送信する。ネットワーク要素3は、Masterポートを介してプローブパケットを受信した後、まずプローブパケット内のタイムスタンプが平衡かつ対称であるかどうかを判断し、判断結果に応じて、非対称的な補償をタイムスタンプに行うかどうかを判断する。そして、プローブパケット内のタイムスタンプと自身のタイムスタンプとを使用して時間差を算出し、前記時間差が予め設定された時間差閾値よりも大きい場合、時間リンクに障害が生じたと判断する。
ネットワーク要素3―ネットワーク要素6: ネットワーク要素3は、Masterポートを介してプローブパケットhelloメッセージを送信する。ネットワーク要素3のMasterポートとネットワーク要素6のPassiveポートとの間でメッセージの正常なインタラクションが行われた後、ネットワーク要素3は、Masterポートを介して自身のタイムスタンプT2-T1、T4-T3を含むプローブパケットを送信する。ネットワーク要素6は、Passiveポートを介してプローブパケットを受信した後、まずプローブパケット内のタイムスタンプが平衡かつ対称であるかどうかを判断し、判断結果に応じて非対称的な補償をタイムスタンプに行うかどうかを判断する。そして、プローブパケット内のタイムスタンプと自身のタイムスタンプとを使用して時間差を算出し、前記時間差が予め設定された時間差閾値よりも大きい場合、時間リンクに障害が生じたと判断する。
図2は、本発明に係るネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法の好適な実施例2のフローチャートである。本実施例は、非隣接ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出方法、即ちオンデマンド方式である。この方法は具体的に、以下のステップを含む。
ステップS11:ネットワーク全体で1588時間ネットワークを確立する。
ステップS12:非隣接ネットワーク要素間における1588時間誤差の検出が要求される。
ステップS13:前記ネットワーク要素間における時間経路に基づいて、現在の検出における検出経路を設定する。
前記1588時間がETH1588である場合、レイヤ2ユニキャストモードで、前記時間経路における全てのネットワーク要素間にVLAN(Virtual Local Area Network:仮想ローカルエリアネットワーク)交換ドメインを設定して検出経路の設定を実現する。
前記1588時間がIP15888である場合、レイヤ3ユニキャストモードで、前記時間経路における全てのネットワーク要素にIPルーティングを設定して検出経路の設定を実現する。
ネットワーク要素は、PassiveポートまたはMasterポートを介してプローブパケットを送受信する。ネットワーク要素間のトポグラフィは1588時間ネットワークの確立後にすぐに確立され、各ネットワーク要素間のポートの接続関係も確立される。従って、非隣接ネットワーク要素に検出経路が設定されるときに、確定されたポート対応関係に基づいて検出経路を選択する必要がある。
本実施例のポート対応関係は、Passiveポート対Masterポートである。例えば、隣接しないネットワーク要素Aとネットワーク要素Eの間の1588時間ネットワークを検出する必要があり、ネットワーク要素AのPassiveポートがネットワーク要素Bと接続され、ネットワーク要素AのMasterポートがネットワーク要素Dと接続されているとする。また、ネットワーク要素EのPassiveポートがネットワーク要素Cと接続され、ネットワーク要素EのMasterポートがネットワーク要素Fと接続されているとする。そして、ネットワーク要素Aとネットワーク要素Eの間に時間経路が2本あり、それぞれ、A-B-C-EとA-D-H-F-Eであるとする。本実施例では時間経路A-D-H-F-Eを検出経路として選択する必要がある。他の実施例では、具体的な要求に応じて、ポートの対応関係が選択されてもよい。
ステップS14:ネットワーク要素は、予め設定された伝送速度に従って、Passiveポートを介して反対端ネットワーク要素のMasterポートへローカルタイムスタンプを含むプローブパケットを送信する。
ステップS15:プローブパケットを受信する。
ステップS16:予め設定された時間差アルゴリズムに従って、ローカルタイムスタンプと前記プローブパケット内のタイムスタンプとの時間差を算出する。
ステップS17:前記時間差に基づいて検出経路に障害があるかどうかを判断する。障害がある場合、ステップS18を実行し、障害がない場合、ステップS14を実行する。
ステップS18:アラームを報告する。
例えば、ネットワークにおいて、10個のネットワーク要素(それぞれネットワーク要素1―ネットワーク要素10)が存在し、ネットワーク要素6―ネットワーク要素8の間の1588時間誤差を検出する必要がある場合を想定する。この場合の処理は、具体的に、以下のとおりである。
ネットワーク要素6―ネットワーク要素8:ネットワーク要素6、ネットワーク要素8は隣接しないネットワーク要素であり、従って、検出経路を設定する必要がある。仮にネットワーク要素6―ネットワーク要素8の間の時間経路が、ネットワーク要素6----ネットワーク要素3----ネットワーク要素5----ネットワーク要素10----ネットワーク要素8であるとする。経路が首尾よく設定された後、ネットワーク要素6----ネットワーク要素8の間に1588時間誤差検出経路が確立される。ネットワーク要素6は、Passiveポートを介してタイムスタンプT2-T1、T4-T3を含むプローブパケットを送信する。プローブパケットは、ネットワーク要素6----ネットワーク要素3----ネットワーク要素5----ネットワーク要素10----ネットワーク要素8による検出経路を経由してネットワーク要素8のMasterポートに到達する。ネットワーク要素8は、プローブパケットを受信した後、まずプローブパケット内のタイムスタンプが平衡かつ対称であるかどうかを判断し、判断結果に応じて、非対称的な補償をタイムスタンプに対して行うかどうかを判断する。そして、プローブパケット内のタイムスタンプと自身のタイムスタンプと使用して時間差を算出し、前記時間差が予め設定された時間差閾値よりも大きい場合、時間リンクに障害が生じたと判断する。
ネットワーク要素8―ネットワーク要素6では、ネットワーク要素6―ネットワーク要素8と同様の処理が実行される。
図3は、本発明に係る1588時間誤差の検出装置における好適な実施例の機能ブロック図である。本実施例は、ネットワーク設定モジュール10、プローブパケット送受信モジュール20、時間差算出モジュール30、障害判断モジュール40を含む。
ネットワーク設定モジュール10は、1588時間ネットワークを確立すること、及びユーザに伝送速度を設定するインターフェイスを提供してユーザ設定を保存することに用いられる。また、1588時間誤差の検出を行う必要があるネットワーク要素が隣接していない場合、ネットワーク要素間における時間経路に基づいて、現在の検出における検出経路を設定することに用いられる。
プローブパケット送受信モジュール20は、ネットワーク要素間において1588時間誤差を検出する必要がある場合、helloメッセージを反対端ネットワーク要素へ送信すること、反対端ネットワーク要素から送信されたRespメッセージを受信した後、ローカルタイムスタンプを含むプローブパケットを反対端ネットワーク要素へ送信すること、及び反対端ネットワーク要素から送信されたプローブパケットを受信することに用いられる。
時間差計算モジュール30は、前記プローブパケット内のタイムスタンプが平衡かつ対称であるかどうかを判断すること、前記タイムスタンプが平衡でないかまたは非対称である場合に、前記タイムスタンプに対して非対称的な補償を行うこと、及び予め設定された時間差アルゴリズムに従って、ローカルタイムスタンプと、前記プローブパケット送受信モジュールが受信したプローブパケット内のタイムスタンプとの時間差を算出することに用いられる。
障害判断モジュール40は、前記時間差が、予め設定された時間差閾値より大きいかどうかを判断すること、前記時間差に基づいて検出経路に障害があるかどうかを判断すること、及び検出経路に障害がある場合に、アラームを報告することに用いられる。
以上の説明では、本発明の好適な実施例を例示して述べたが、先に述べたように、本発明は、本願で開示された形式に制限されず、他の実施例を排除することを意図するものではない。本発明は、様々な他の組み合わせ、修正及び環境に応用することができ、また、本発明は、本願で述べられた発明の範囲内において、上述の示唆または関連分野の技術や知識に基づいて変更することができる。本分野の当業者は、本発明に対して各種の修正及び変更が可能である。本発明の主旨及び範囲内において実施されたいかなる修正、等価的置換、改良等も、本発明の保護範囲以内に含まれる。

Claims (10)

  1. ネットワーク要素間における1588時間同期誤差の検出方法であって、
    ネットワーク全体が1588時間ネットワークを確立することと、
    ネットワーク要素間において1588時間同期誤差を検出する必要がある場合、前記ネットワーク要素間が、予め設定された伝送速度に従って、PassiveポートまたはMasterポートを介してローカルタイムスタンプを含むプローブパケットを互いに反対端ネットワーク要素に送信することと、
    プローブパケットを受信したネットワーク要素が、予め設定された時間差アルゴリズムに従って、ローカルタイムスタンプと前記プローブパケット内のタイムスタンプとの時間差を算出し、前記時間差に基づいて検出経路に障害があるかどうかを判断し、検出経路に障害がある場合、アラームを報告することと
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 1588時間同期誤差の検出を行う必要があるネットワーク要素が隣接していない場合、当該方法は、さらに、前記ネットワーク要素間の経路に応じて、現在の検出における検出経路を設定することを含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記プローブパケットは、TC(Transparent Clock)モードで前記ネットワーク要素間において伝送される
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記時間差アルゴリズムは、ローカルタイムスタンプからプローブパケット内のタイムスタンプを減算することである
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記ネットワーク要素が検出経路に障害があるかどうかを判断することは、
    前記時間差が予め設定された時間差閾値より大きいかどうかを判断することであり、前記時間差が予め設定された時間差閾値より大きい場合、前記検出経路に障害があると判断される
    ことを特徴とする請求項1または4に記載の方法。
  6. 前記1588時間がETH1588である場合、レイヤ2ユニキャストモードで前記経路における全てのネットワーク要素間に仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN:Virtual Local Area Network)交換ドメインを設定することによって検出経路の設定を実現し、
    前記1588時間がIP1588である場合、レイヤ3ユニキャストモードで前記経路における全てのネットワーク要素にIP(Internet Protocol)ルーティングを設定することによって検出経路の設定を実現する
    ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  7. 前記ネットワーク要素が時間差を算出する前に、当該方法は、さらに、
    前記プローブパケット内のタイムスタンプのネットワーク要素間の遅延時間が平衡かつ対称であるかどうかを判断し、前記タイムスタンプのネットワーク要素間の遅延時間が平衡ではないかまたは非対称である場合、前記タイムスタンプのネットワーク要素間の遅延時間に対して非対称的な補償を行うことを含む
    ことを特徴とする請求項1または6に記載の方法。
  8. 前記ネットワーク要素が反対端ネットワーク要素へプローブパケットを送信する前に、当該方法は、さらに、
    helloメッセージを反対端ネットワーク要素へ送信することと、
    前記反対端ネットワーク要素から返されたRespメッセージを受信した後、予め設定された伝送速度に基づいて、反対端ネットワーク要素へプローブパケットを送信することと
    を含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 1588時間同期誤差の検出装置であって、当該装置は、ネットワーク設定モジュール、プローブパケット送受信モジュール、時間差算出モジュール、障害判断モジュールを含み、
    前記ネットワーク設定モジュールは、1588時間ネットワークを確立することに用いられ、
    前記プローブパケット送受信モジュールは、ネットワーク要素間において1588時間同期誤差を検出する必要がある場合、前記ネットワーク要素間が、予め設定された伝送速度に従って、PassiveポートまたはMasterポートを介してローカルタイムスタンプを含むプローブパケットを反対端ネットワーク要素に送信し、反対端ネットワーク要素から送信されたプローブパケットを受信することに用いられ、
    前記時間差計算モジュールは、予め設定された時間差アルゴリズムに従って、ローカルタイムスタンプと、前記プローブパケット送受信モジュールによって受信されたプローブパケット内のタイムスタンプとの時間差を算出することに用いられ、
    前記障害判断モジュールは、前記時間差に基づいて検出経路に障害があるかどうかを判断し、検出経路に障害がある場合、アラームを報告することに用いられる
    ことを特徴とする装置。
  10. 前記ネットワーク設定モジュールは、さらに、ユーザに伝送速度を設定するためのインターフェイスを提供し、ユーザ設定を保存することに用いられ、1588時間同期誤差の検出を行う必要があるネットワーク要素が隣接していない場合、前記ネットワーク要素間の経路に基づいて、現在の検出における検出経路を設定することに用いられ、
    前記プローブパケット送受信モジュールは、さらに、反対端ネットワーク要素へプローブパケットを送信する前に、helloメッセージを反対端ネットワーク要素に送信することに用いられ、
    前記時間差算出モジュールは、時間差を算出する前に、前記プローブパケット内のタイムスタンプのネットワーク要素間の遅延時間が平衡かつ対称であるかどうかを判断し、前記タイムスタンプのネットワーク要素間の遅延時間が平衡ではないかまたは非対称である場合、前記タイムスタンプのネットワーク要素間の遅延時間に対して非対称的な補償を行うことに用いられ、
    前記障害判断モジュールは、さらに、前記時間差が、予め設定された時間差閾値より大きいかどうかを判断することに用いられる
    ことを特徴とする請求項9に記載の装置。
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