同步云网络数据传输控制方法及其控制系统与流程

本发明涉及云网络通信技术领域，具体涉及同步云网络数据传输领域。

背景技术：

在云网络中，当各个云服务器及云终端设备之间传输某些特定实时业务时，如语音、视频及流媒体等，常需要服务器端与云终端之间保持时钟定时同步功能，为此服务器端需要不断向云终端传输定时同步信息(TSM)，从而才能保证服务器端与云终端之间的时延抖动相对较小，继而保证云终端上播放云服务器实时业务的服务质量。

一般的定时同步采用网络定时协议NTP(Network Timing Protocol)，更精确的定时同步则通过IEEE 1588协议，也称为精密定时协议PTP(Precision Timing Protocol)来实现。但NTP或IEEE 1588是通过报文方式传送定时同步信息(TSM)，如果报文经过复杂的网络路由，则会造成时钟定时抖动及非对称的不可控，从而难以从传递的报文中恢复精确时钟来保证云终端的定时精度要求，此外，NTP和IEEE 1588协议在实际应用中都需要服务器端与云终端之间定时发送定时同步信息报文，这极大占用了网络传输带宽，提高了网络额外开销，降低了云网络整体业务的利用率和吞吐率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种同步云网络数据传输控制方法及其控制系统，能够提高云网络利用率和吞吐率。

为实现上述目的，在本发明的一个方面，提供了一种同步云网络数据传输控制方法，包括以下步骤：

云服务器向云终端发送定时业务，供该云终端根据该定时业务的报文校正该云终端的本地时钟，其中，在该云服务器向该云终端发送定时业务期间，该云服务器停止向该云终端发送定时同步报文；

当该云服务器没有定时业务向该云终端发送时，该云服务器向该云终端发送至少一次定时同步报文，供该云终端根据该定时同步报文校正该云终端的本地时钟，该定时同步报文是单独承载定时同步信息的报文。

在本发明的优选例中，该方法还包括以下步骤：

当该云服务器没有定时业务向该云终端发送的持续时间超过预定门限时，该云服务器停止向该云终端发送定时同步报文。

在本发明的优选例中，在该云服务器向该云终端发送定时业务的步骤之前还包括以下步骤：

如果该定时业务中的定时报文是该定时业务的第一个报文，则在该定时报文中插入该云服务器的定时同步信息，并将该定时报文发送到该云终端。

在本发明的优选例中，在该云服务器向云终端发送定时业务的步骤之前还包括以下步骤：

如果该定时业务中的定时报文与上一次的定时报文的时间间隔超出预定阈值，则在该定时报文中插入该云服务器的定时同步信息，并将该定时报文发送到该云终端。

在本发明的优选例中，该定时业务的报文或该定时同步报文在独立时钟网络中传递。

在本发明的优选例中，该定时业务的报文或该定时同步报文在数据共享网络中传递。

在本发明的优选例中，该方法还包括以下步骤：

当该云终端收到该定时业务的报文时，使用本地锁相环根据该定时业务的报文恢复时钟信息，并将该云终端的本地时钟锁定在恢复的时钟信息上；

当该云终端收到该定时同步报文时，使用本地锁相环根据该定时同步报文恢复时钟信息，并将该云终端的本地时钟锁定在恢复的时钟信息上。

在本发明的另一方面，提供了一种同步云网络数据传输控制系统，包括：

定时业务发送模块，用于向云终端发送定时业务，供该云终端根据该定时业务的报文校正该云终端的本地时钟；

定时同步报文发送模块，用于向该云终端发送定时同步报文，供该云终端根据该定时同步报文校正该云终端的本地时钟；

控制模块，用于在该定时业务发送模块向该云终端发送定时业务期间，禁止该定时同步报文发送模块向该云终端发送定时同步报文，并且，在判定该云服务器没有定时业务向该云终端发送时，控制该定时同步报文发送模块向该云终端发送至少一次定时同步报文。

在本发明的优选例中，该系统还包含第一判断模块，用于判断该云服务器没有定时业务向该云终端发送的持续时间是否超过预定门限，如果是则禁止该定时同步报文发送模块向该云终端发送定时同步报文。

在本发明的优选例中，该系统还包含第二判断模块，用于判断该定时业务中的定时报文是否是该定时业务的第一个报文，如果是则在该定时报文中插入该云服务器的定时同步报文。

本发明的实施方式与现有技术相比，至少具有以下区别和效果：

利用定时业务本身的特性由云终端恢复定时信息，解决云网络终端同步和传递开销大的问题。

云终端时钟由定时业务或定时同步信息来保持与云服务器同步，其中定时业务驱动数字锁相环提高了同步的稳健性。

当云网络规模较小时，可采用独立时钟网进行传输，进一步减小同步云时钟对高质量定时数据传输的影响。

应理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施方式)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的同步云网络数据传输控制方法的流程示意图；

图2是本发明的一个实施例的云网络系统结构图；

图3是本发明的一个实施例的单个云服务器网络结构图；

图4是本发明的一个实施例的服务器端报文信息发送状态流程图；

图5是本发明的一个实施例的云服务器定时业务生成器功能实现流程图；

图6是本发明的一个实施例的发送的定时报文格式结构图；

图7是本发明的一个实施例的云终端定时恢复流程图；

图8是本发明的一个实施例的同步云网络数据传输控制系统的结构示意图。

图9是本发明的另一个实施例的同步云网络数据传输控制系统的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

201：主云服务器

202：其他云服务器

203：其他云服务器

204-207：云网络交换单元

208-213：云终端

301：定时业务生成器

302、304、306：云服务器本地定时时钟

303、305、307：云服务接收定时时钟信息单元

401：云服务器定时时钟

402：云服务器业务接口

403：云服务器定时业务生成器

404：云服务器网络接口

406：云终端网络接口

40x：独立时钟网络

40y：数据共享网络

406：云终端网络接口

601：前导码

602：可选时钟传递单元

603：单元定界字符

604：地址信息

605：报文载荷

701：云终端网络接口

702：定时同步信息报文

703：定时业务的定时报文

704：数字锁相环

705：本地时钟

706：云终端定时同步时钟

801：定时业务发送模块

802：定时同步报文发送模块

803：控制模块

804：第一判断模块

805：第二判断模块

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，发现通过NTP和IEEE1588协议在云服务器与云终端之间发送定时同步报文实现同步的方式，占用网络传输带宽大、提高网络额外开销，根据定时业务与定时同步报文结合的方式实现对云终端的本地时钟的校正，提高了云网络的利用率和吞吐率。

术语

如本文所用，术语“定时业务”又可称为实时业务，如语音、视频和多媒体等。

如本文所用，术语“定时报文”指由云服务器端依据定时业务产生的报文，它具有定时发送的特点。

如本文所用，术语“定时同步信息”指云服务器端发送给云终端用于同步两者时钟的信息，例如，云服务器可以将自己实时的时钟信息发给云终端，云终端可以根据该时钟信息同步本地时钟。

如本文所用，术语“定时同步报文”是单独承载定时同步信息的报文。

如本文所用，术语“云网络独立时钟网”指当云网络结构较为简单时，可以在原云网络的结构上叠加一个时钟网络，该网络只传输云网络的时钟信息，故称为云网络独立时钟网。

如本文所用，术语“数据共享网络”指与“云网络独立时钟网”对应的网络，此网络中服务器端的时钟定时信息传输与数据传输共享一个云网络，即采用定时同步报文与数据业务报文复用共享传输方式。

如本文所用，术语“数字锁相环”所起的作用是当有外部输入时钟信息时，可将本地时钟同步到外部时钟上；当没有外部输入时钟信息时，可使本地的时钟保持一段时间，该时间与本地时钟稳定度有关，即本地时钟是由数字锁相环输出，它既可锁定在外部时钟上，也可自由保持在本地时钟的稳定时期。

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本发明的第一实施方式涉及一种同步云网络数据传输控制方法，如图1所示，该控制方法包括以下步骤：

在步骤S110中：云服务器向云终端发送业务。

在步骤S120中：云服务器判断该业务是否是定时业务，如果是，则执行步骤S130；如果否，则执行步骤S140。

在步骤S130中：云终端根据定时业务的报文校正云终端的本地时钟，并且，在云服务器发送定时业务期间停止向云终端发送定时同步报文。

在步骤S140中：云服务器向云终端发送至少一次定时同步报文。

在步骤S150中：云终端根据定时同步报文校正云终端的本地时钟。

上面描述了本发明的一个实施例的同步云网络数据传输控制方法，进一步地说，在本发明的实施例中，如图5所示，判断该业务是否是定时业务的步骤(即步骤S120)还进一步包括如下子步骤：

在步骤S501中：云服务器在发送业务时读取业务特征。

在步骤S502中：云服务器根据业务特征判断要发送的报文是否是定时报文，如果是，则执行步骤S504，否则，执行步骤S503。

在步骤S503中：云服务器根据云服务器的定时时钟发送定时同步报文，然后执行上文中的步骤S130。

在步骤S504中：云服务器判断该定时报文是否是该定时业务的第一个报文，如果是，则执行步骤S505；如果否，则执行步骤S506。

在步骤S505中：云服务器依据云服务器的定时时钟在该定时报文中插入定时同步信息发送给云终端，然后执行上文中的步骤S130。

在步骤S506中：云服务器判断该定时报文与上一次定时报文的时间间隔是否超出云终端时钟稳定时间Ts；如果是，则执行步骤S505；如果否，则执行步骤S507。

在步骤S507中：将步骤S506的该定时报文发送到云终端，然后执行上文中的步骤S130。

如上所述，在步骤S130中：根据该定时业务的报文校正所述云终端的本地时钟，云服务器停止向所述云终端发送定时同步报文。

进一步地说，在本发明的另一实施例中，在步骤S503中，当云服务器没有定时业务向云终端发送的持续时间超过预定门限时，云服务器停止向云终端发送定时同步报文。

云网络

图2示出了本发明一个实施例的云网络系统结构图。

该云网络系统包括云服务器、多级云网络、云网络交换单元和云终端，具体地，如图2所示，主云服务器201与其他云服务器202和203组成云服务器群。

主云服务器201包括定时时钟单元，该定时时钟单元为主云同步时钟，负责发送定时同步报文。云服务器201-203中的业务信息与时钟信息通过一级云网络发送到网络交换单元204，网络交换单元204再通过二级云网络将相应的信息发送到网络交换接口单元205-207，网络交换接口单元205-207再通过三级云网络将相应的信息分发到云终端208-213中。

应理解，在本发明中，云服务器群可由多个云服务器组成，并且云网络交换单元与云网络接口单元的数量以及云网络的层级取决于云服务器与云终端的具体需求，并不局限于本实施例。

单个云服务器网络

图3是本发明的一实施例的单个云服务器网络结构图。

如图3所示，301是定时业务生成器，其中的业务数据具有一定的周期性，如语音传输速度为64kb/s，压缩后的语音数据为10ms或20ms定时一帧(即每10ms或20ms有一帧)，定时业务生成器301将生成的数据信息依次通过一级云网络、云网络交换单元、二级云网络传递到云终端的云服务接收定时时钟报文单元303、305和307，云服务器本地时钟302、304和306分别根据云服务接收定时时钟报文单元303、305和307接收到的定时时钟报文中的定时同步信息与云服务器定时时钟保持同步。

云服务器时钟信息发送状态流程

图4是云服务器时钟信息发送状态流程图。

如图4所示，云服务器定时时钟401具有较高的时钟稳定性，云服务器业务接口402可以读取当前输出业务的特性和报文序号、即时数据业务和实时业务如语言、视频或流媒体等，云服务器定时业务生成器403用于生成定时同步报文，并且云服务器定时业务生成器403根据从云服务器业务接口402读取的业务特征、报文序号以及报文间隔时间来决定是否依据云服务器定时时钟401生成定时同步报文，然后通过云服务器网络接口404经由独立时钟网络40x或数据共享网络40y将定时同步报文传递到云终端接口406上。

由于实时业务存储在云服务器上，当判断出云服务器开始传递实时业务时，云服务器定时业务生成器403根据云服务器定时时钟401生成定时同步报文，之后，根据相邻定时业务报文的时间间隔决定是否插入定时同步，间隔时间的大小与云终端时钟稳定度有关，由于云终端的本地时钟具有一定的稳定度，这就允许云终端的本地时钟自由运行一段时间，即一段时间可以不用与云服务器的定时时钟同步也可保证云终端定时的准确性。

报文格式

图6示出了本发明的一个实施例中传递的定时同步报文的两种格式。

如图6(a)所示，601为前导码，602为可选时钟传递单元，603为单元定界字符，604是地址信息，605是报文载荷。图6(a)所示的报文格式中将定时同步报文插入到前导码601中，可节省报文传递开销。

如图6(b)所示，报文格式中将定时同步信息插入到报文载荷之前605地址信息602之后。

在本发明中，对报文格式没有特别的限定，插入前导码中可以减小占用的开销，效果更好。

云终端定时恢复流程

图7是本发明的一实施例的云终端定时恢复流程图。

如图7所示，云终端网络接口701从云服务器接收两种类型信息，一种是云服务器的定时同步报文702，另一种是云服务器下传的定时业务的定时报文703。若接收到的是定时同步报文702，则直接利用该报文中的定时同步信息通过数字锁相环704校正本地时钟705并输出本地定时同步时钟706。若接收到的是定时业务的定时报文703，则需要根据本地时钟705恢复一个参考时钟，将该参考时钟输入数字锁相环704，之后输出本地定时同步时钟706。其中，本地时钟705具有一定的时钟稳定度，当与云服务器同步后即校准后，能保持一段时间内与云服务器同步，因此，本地时钟只需要在超出时钟稳定度的范围之前校正即可与云服务器保持同步。

实施例2

本发明的第二实施例是一种同步云网络数据传输控制系统，如图8所示，该同步云网络数据传输控制系统包括：

定时业务发送模块801，用于向云终端发送定时业务，供所述云终端根据该定时业务的报文校正所述云终端的本地时钟；

定时同步报文发送模块802，用于向所述云终端发送定时同步报文，供所述云终端根据该定时同步报文校正所述云终端的本地时钟；

控制模块803，用于在所述定时业务发送模块801向所述云终端发送定时业务期间，禁止所述定时同步报文发送模块802向所述云终端发送定时同步报文，并且，在判定所述云服务器没有定时业务向所述云终端发送时，控制所述定时同步报文发送模块802向所述云终端发送至少一次定时同步报文。

在另一优选例中，如图9所示，同步云网络数据传输控制系统还包括第一判断模块804，用于判断所述云服务器没有定时业务向所述云终端发送的持续时间是否超过预定门限，如果是则禁止所述定时同步报文发送模块802向所述云终端发送定时同步报文。该同步云网络数据传输控制系统还包括第二判断模块805，用于判断所述定时业务中的定时报文是否是该定时业务的第一个报文，如果是则在该定时报文中插入所述云服务器的定时同步信息，之后再通过定时业务发送模块801将该定时报文发送到云终端。

应理解的是，在另一优选例中，第一判断模块804可单独加入到图8所示的同步云网络数据传输控制系统中，并与定时同步报文发送模块802结合形成新实施例；或者，第二判断模块805可单独加入到图8所示的同步云网络数据传输控制系统中，并与定时同步报文发送模块801结合形成新实施例。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各模块都是逻辑模块，在物理上，一个逻辑模块可以是一个物理模块，也可以是一个物理模块的一部分，还可以以多个物理模块的组合实现，这些逻辑模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑模块所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的模块。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。