一种时钟同步的方法和系统与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种时钟同步的方法和系统。

背景技术：

在分布式设备的应用中，需要保持本地时钟与系统时钟的同步，目前常用的时钟同步协议是ieee1588时钟协议，该协议是一种精确的时钟同步协议，可以达到亚微秒级的时间同步精度，并且ieee1588时钟协议通常被运行在以太网中。

传统的ieee1588时钟处理系统直接部署在设备单板上，并通过至少一个物理通信端口连接网络，ieee1588时钟处理系统的主要功能包括：收发协议消息，维护时钟和端口数据，其中，协议消息包括事件消息和通用消息，并且事件消息需要配置精确的时间戳。收发协议消息通常由设备单板的协议栈模块处理，维护时钟和端口数据通常由设备单板的驱动模块处理，协议栈模块和单板驱动模块被编译在同一个单板软件中，并且通过函数调用的方式直接发送和接收事件消息。

云计算作为一种新兴技术被广泛应用，当使用ieee1588时钟协议的设备系统被部署在云计算环境时，一方面，由于处理ieee1588时钟协议的协议栈微服务需要运行到云计算环境中，而不是绑定在时钟处理设备上，导致通过函数调用的方式来处理事件消息的方法不能延续，另一方面，由于协议栈微服务不具备提取时间戳和打时间戳的功能，不能维护时钟和端口数据，因此事件消息报文也不能直接转发给协议栈微服务，即使协议栈微服务能够提取时间戳和打时间戳，网络转发过程中的时延也是随机的，导致ieee1588时钟的精度受到影响。

因此，传统的ieee1588时钟协议处理方式无法满足云计算环境的特点和需求，需要提供一种可以在云计算环境中部署时钟同步功能的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种时钟同步的方法和系统，旨在解决现有技术没有在云计算环境中部署时钟同步功能的问题。

本发明的第一方面，提供一种时钟同步的方法，包括：

设备端若接收到第一时钟事件报文，则从所述第一时钟事件报文中提取第一时间戳，其中，所述第一时间戳用于维护时钟数据和物理端口数据；

所述设备端将所述第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给协议栈服务端，其中，所述协议栈服务端部署在云服务器上；

所述协议栈服务端从所述第一网络消息中获取所述第一时钟事件报文，并根据所述第一时钟事件报文进行时钟协议处理。

本发明的第二方面，提供一种时钟同步的系统，所述系统包括设备端和协议栈服务端，所述设备端和所述协议栈服务端通过网络连接；

所述设备端包括：

提取模块，用于若接收到第一时钟事件报文，则从所述第一时钟事件报文中提取第一时间戳，其中，所述第一时间戳用于维护时钟数据和物理端口数据；

第一发送模块，用于将所述第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给所述协议栈服务端，其中，所述协议栈服务端部署在云服务器上；

所述协议栈服务端包括：

第一处理模块，用于从所述第一网络消息中获取所述第一时钟事件报文，并根据所述第一时钟事件报文进行时钟协议处理。

本发明与现有技术相比存在的有益效果是：设备端若接收到第一时钟事件报文，则提取第一时间戳，并将第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给协议栈服务端，其中，协议栈服务端部署在云服务器上，协议栈服务端从第一网络消息中获取第一时钟事件报文，并根据第一时钟事件报文进行时钟协议处理，本发明的技术方案通过部署在云服务器上的协议栈服务端完成时钟协议处理，并在设备端维护时钟数据和物理端口数据，实现了在满足时钟技术指标要求的同时，将时钟同步功能部署在云计算环境中，充分利用云计算的资源进行时钟协议处理，从而提高时钟同步处理的效率和性能。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种时钟同步的方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种时钟同步的方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种时钟同步的装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种时钟同步的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

实施例一：

图1是本发明实施例一提供的一种时钟同步的方法的流程图，具体包括步骤s101至s103，详述如下：

s101、设备端若接收到第一时钟事件报文，则从该第一时钟事件报文中提取第一时间戳，其中，第一时间戳用于维护时钟数据和物理端口数据。

设备端可以是分布式设备的设备单板，需要保持本地时钟与系统时间的同步。第一时钟事件报文为事件消息的网络报文，事件消息用于产生和交互时间信息，时间信息用于时间同步，包括时间偏差测量和网络延时测量等。

具体地，设备端的单板驱动模块如果接收到主设备发送的事件消息的网络报文，则从该网络报文中提取第一时间戳，并通过第一时间戳对时钟数据和物理端口数据进行维护。

s102、设备端将第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给协议栈服务端，其中，协议栈服务端部署在云服务器上。

设备端与协议栈服务端之间通过有线或无线网络进行连接。协议栈服务端被部署在云计算环境的云服务器上，用于进行时钟协议的处理，可以根据实际的协议处理数量来获取相应的云计算资源，做到弹性伸缩，提高对时钟协议处理的效率和性能，同时，也能够利用云计算环境的热备份和热迁移等特性提高自身的可靠性。

具体地，设备端将步骤s101中接收到的第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给协议栈服务端。

s103、协议栈服务端从接收到的第一网络消息中获取第一时钟事件报文，并根据该第一时钟事件报文进行时钟协议处理。

具体地，协议栈服务端接收到设备端发送的第一网络消息，从该第一网络消息中获取第一时钟事件报文，并将该第一时钟事件报文作为事件消息，进行时钟协议处理。

进一步地，第一时钟事件报文可以为ieee1588时钟协议报文。ieee1588是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，用于实现本地时钟和系统时间的同步。

本实施例中，设备端若接收到第一时钟事件报文，则提取第一时间戳，并将第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给协议栈服务端，其中，协议栈服务端部署在云服务器上，协议栈服务端从第一网络消息中获取第一时钟事件报文，并根据第一时钟事件报文进行时钟协议处理，本发明的技术方案通过部署在云服务器上的协议栈服务端完成时钟协议处理，并在设备端维护时钟数据和物理端口数据，实现了在满足时钟技术指标要求的同时，将时钟同步功能部署在云计算环境中，充分利用云计算的资源进行时钟协议处理，从而提高时钟同步处理的效率和性能。

实施例二：

图2是本发明实施例二提供的一种时钟同步的方法的流程图，具体包括步骤s201至s207，详述如下：

s201、设备端若接收到第一时钟事件报文，则从该第一时钟事件报文中提取第一时间戳，其中，第一时间戳用于维护时钟数据和物理端口数据。

设备端可以是分布式设备的设备单板，需要保持本地时钟与系统时间的同步。第一时钟事件报文为事件消息的网络报文，事件消息用于产生和交互时间信息，时间信息用于时间同步，包括时间偏差测量和网络延时测量等。

具体地，设备端的单板驱动模块如果接收到主设备模块发送的事件消息的网络报文，则从该网络报文中提取第一时间戳，并通过第一时间戳对时钟数据和物理端口数据进行维护。

s202、设备端将第一时钟事件报文组装成第一用户数据报协议udp消息，其中，第一udp消息的净荷为所述第一时钟事件报文，第一udp消息的源ip为设备端的ip地址，第一udp消息的目的ip为协议栈服务端的ip地址，第一udp消息的端口号为预设的第一端口号，其中，协议栈服务端部署在云服务器上。

用户数据报协议(userdatagramprotocol，udp)是开放式系统互联(opensysteminterconnection，osi)参考模型中一种无连接的传输层协议，它主要用于不要求分组顺序到达的传输中，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

具体地，设备端将第一时钟事件报文组装成第一udp消息，其中第一udp消息的净荷为第一时钟事件报文，第一udp消息的源ip为设备端的ip地址，第一udp消息的目的ip为协议栈服务端的ip地址，第一udp消息的端口号为预设的第一端口号。

预设的第一端口号可以设置为15880，但并不限于次，具体可以根据实际应用的环境进行设置，此处不做限制。

设备端与协议栈服务端之间通过有线或无线网络进行连接。协议栈服务端被部署在云计算环境的云服务器上，用于进行时钟协议的处理，可以根据实际的协议处理数量来获取相应的云计算资源，做到弹性伸缩，提高对时钟协议处理的效率和性能，同时，也能够利用云计算环境的热备份和热迁移等特性提高自身的可靠性。

s203、设备端将第一udp消息发送给协议栈服务端。

具体地，设备端将步骤s202组装的第一udp消息发送给协议栈服务端。

s204、协议栈服务端从接收到的第一udp消息中获取第一时钟事件报文，并根据该第一时钟事件报文进行时钟协议处理。

具体地，协议栈服务端接收到设备端发送的第一udp消息，从该第一udp消息中提取第一udp消息的净荷，获取第一时钟事件报文，并将该第一时钟事件报文作为事件消息，进行时钟协议处理。

s205、协议栈服务端将第二时钟事件报文通过第二网络消息发送给设备端。

当协议栈服务端需要向设备端发送事件消息时，将整个时间消息作为第二时钟事件报文，并通过第二网络消息发送给设备端。

具体地，协议栈服务端将第二时钟事件报文通过第二网络消息发送给设备端可以通过步骤s2051至s2052完成，详述如下：

s2051、协议栈服务端将第二时钟事件报文组装成第二udp消息，其中，第二udp消息的净荷为第二时钟事件报文，第二udp消息的源ip为协议栈服务端的ip地址，第二udp消息的目的ip为设备端的ip地址，第二udp消息的端口号为预设的第二端口号。

具体地，预设的第二端口号可以设置为15881，但并不限于次，具体可以根据实际应用的环境进行设置，此处不做限制。

s2052、协议栈服务端将第二udp消息发送给设备端。

具体地，协议栈服务端将步骤s2051组装的第二udp消息发送给设备端。

s206、设备端从第二网络消息中获取第二时钟事件报文。

具体地，设备端接收到协议栈服务端发送的第二udp消息，从该第二udp消息中提取第二udp消息的净荷，获取第二时钟事件报文。

s207、设备端将第二时钟事件报文打上第二时间戳。

具体地，设备端将步骤s206获取到的第二时钟事件报文打上第二时间戳，并作为事件消息发送给主设备模块。

进一步地，第一时钟事件报文和第二时钟事件报文可以为ieee1588时钟协议报文。ieee1588是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，用于实现本地时钟和系统时间的同步。

为了更好的理解本实施例，现通过在云计算环境中部署ieee1588时钟功能为例，举例说明如下：

从设备需要通过ieee1588时钟来进行与主设备的系统时钟的同步。从设备的单板驱动模块部署在设备单板上，其对外ip为184.9.52.10，协议栈服务端部署在云计算环境的虚拟机上，其对外ip是172.8.10.2。

当单板驱动模块接收到ieee1588事件消息的网络报文时，单板驱动模块提取时间戳，用于维护时钟数据和物理端口数据，然后将该网络报文封装成一个udp报文并发送，其源ip为184.9.52.10，目的ip为172.8.10.2，udp端口号设置为15880。

当运行在虚拟机中的协议栈服务端接收到单端驱动模块发送的udp报文时，协议栈服务端提取该udp报文的净荷，用于ieee1588时钟协议的处理。

当协议栈服务端需要发送事件消息报文时，协议栈服务端将事件消息报文封装为一个udp报文并发送，其源ip为172.8.10.2，目的ip为184.9.52.10，udp端口号设置为15881。

当单板驱动模块接收到协议栈服务端发送的udp报文时，单板驱动模块从该udp报文中提取净荷，并打上时间戳，作为事件消息发送给主设备对应的模块进行处理。

本实施例中，设备端若接收到第一时钟事件报文，则提取第一时间戳，并将第一时钟事件报文组装成udp报文，通过第一udp消息发送给协议栈服务端，其中，协议栈服务端部署在云服务器上，协议栈服务端从第一udp消息中获取第一时钟事件报文，并根据第一时钟事件报文进行时钟协议处理，同时，协议栈服务端将需要发送给设备端的第二时钟事件报文组装成udp报文，通过第二udp消息发送给设备端，设备端从第二udp报文中获取第二时钟事件，并打上第二时间戳。本发明的技术方案通过部署在云服务器上的协议栈服务端完成时钟协议处理，并在设备端维护时钟数据和物理端口数据，实现了在满足时钟技术指标要求的同时，将时钟同步功能部署在云计算环境中，充分利用云计算的资源进行时钟协议处理，从而提高时钟同步处理的效率和性能；同时，通过udp协议实现设备端和协议栈服务端之间的消息收发，有效提高消息收发的速度，提高执行效率。

实施例三：

图3是本发明实施例三提供的一种时钟同步的系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。图3示例的一种时钟同步的系统可以是前述实施例一提供的时钟同步的方法的执行主体。图3示例的一种时钟同步的系统包括设备端31和协议栈服务端32，设备端31和协议栈服务端32通过网络连接。设备端31包括提取模块311和第一发送模块312，协议栈服务端32包括第一处理模块321，各功能模块详细说明如下：

提取模块311，用于若接收到第一时钟事件报文，则从该第一时钟事件报文中提取第一时间戳，其中，第一时间戳用于维护时钟数据和物理端口数据；

第一发送模块312，用于将提取模块311接收到的第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给协议栈服务端32，其中，协议栈服务端32部署在云服务器上；

第一处理模块321，用于从第一发送模块312发送的第一网络消息中获取第一时钟事件报文，并根据该第一时钟事件报文进行时钟协议处理。

本实施例提供的一种时钟同步的系统中各模块实现各自功能的过程，具体可参考前述图1所示实施例的描述，此处不再赘述。

从上述图3示例的一种时钟同步的系统可知，本实施例中，设备端若接收到第一时钟事件报文，则提取第一时间戳，并将第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给协议栈服务端，其中，协议栈服务端部署在云服务器上，协议栈服务端从第一网络消息中获取第一时钟事件报文，并根据第一时钟事件报文进行时钟协议处理，本发明的技术方案通过部署在云服务器上的协议栈服务端完成时钟协议处理，并在设备端维护时钟数据和物理端口数据，实现了在满足时钟技术指标要求的同时，将时钟同步功能部署在云计算环境中，充分利用云计算的资源进行时钟协议处理，从而提高时钟同步处理的效率和性能。

实施例四：

图4是本发明实施例四提供的一种时钟同步的系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。图4示例的一种时钟同步的系统可以是前述实施例二提供的时钟同步的方法的执行主体。图4示例的一种时钟同步的系统包括设备端41和协议栈服务端42，设备端41和协议栈服务端42通过网络连接。设备端41包括提取模块411和第一发送模块412，协议栈服务端42包括第一处理模块421，各功能模块详细说明如下：

提取模块411，用于若接收到第一时钟事件报文，则从该第一时钟事件报文中提取第一时间戳，其中，第一时间戳用于维护时钟数据和物理端口数据；

第一发送模块412，用于将提取模块411接收到的第一时钟事件报文通过第一网络消息发送给协议栈服务端42，其中，协议栈服务端42部署在云服务器上；

第一处理模块421，用于从第一发送模块412发送的第一网络消息中获取第一时钟事件报文，并根据该第一时钟事件报文进行时钟协议处理。

进一步地，第一发送模块412包括：

第一udp构造子模块4121，用于将提取模块411接收到的第一时钟事件报文组装成第一用户数据报协议udp消息，其中，第一udp消息的净荷为该第一时钟事件报文，第一udp消息的源ip为设备端41的ip地址，第一udp消息的目的ip为协议栈服务端42的ip地址，第一udp消息的端口号为预设的第一端口号；

第一udp发送子模块4122，用于将第一udp构造子模块4121组装的第一udp消息发送给协议栈服务端42；

第一处理模块421，还用于从第一udp消息中获取第一时钟事件报文。

进一步地，协议栈服务端42还包括：

第二发送模块422，用于将第二时钟事件报文通过第二网络消息发送给设备端41；

设备端41还包括：

获取模块413，用于从第二发送模块422发送的第二网络消息中获取第二时钟事件报文；

第二处理模块414，用于将获取模块413获取的第二时钟事件报文打上第二时间戳。

进一步地，第二发送模块422包括：

第二udp构造子模块4221，用于将第二时钟事件报文组装成第二udp消息，其中，第二udp消息的净荷为该第二时钟事件报文，第二udp消息的源ip为协议栈服务端42的ip地址，第二udp消息的目的ip为设备端41的ip地址，第二udp消息的端口号为预设的第二端口号；

第二udp发送子模块4222，用于将第二udp构造子模块4221组装的第二udp消息发送给设备端41；

获取模块413，还用于从第二udp发送子模块4222发送的第二udp消息中获取第二时钟事件报文。

进一步地，第一时钟事件报文和所述第二时钟事件报文为ieee1588时钟协议报文。

本实施例提供的一种时钟同步的系统中各模块实现各自功能的过程，具体可参考前述图2所示实施例的描述，此处不再赘述。

从上述图4示例的一种时钟同步的系统可知，本实施例中，设备端若接收到第一时钟事件报文，则提取第一时间戳，并将第一时钟事件报文组装成udp报文，通过第一udp消息发送给协议栈服务端，其中，协议栈服务端部署在云服务器上，协议栈服务端从第一udp消息中获取第一时钟事件报文，并根据第一时钟事件报文进行时钟协议处理，同时，协议栈服务端将需要发送给设备端的第二时钟事件报文组装成udp报文，通过第二udp消息发送给设备端，设备端从第二udp报文中获取第二时钟事件，并打上第二时间戳。本发明的技术方案通过部署在云服务器上的协议栈服务端完成时钟协议处理，并在设备端维护时钟数据和物理端口数据，实现了在满足时钟技术指标要求的同时，将时钟同步功能部署在云计算环境中，充分利用云计算的资源进行时钟协议处理，从而提高时钟同步处理的效率和性能；同时，通过udp协议实现设备端和协议栈服务端之间的消息收发，有效提高消息收发的速度，提高执行效率。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每一个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或者相似的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。