一种同步方法、控制器、同步节点及同步网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络通信领域,尤其涉及一种适用于软件定义网络(SDN, SoftwareDefined Network)的同步方法、控制器、同步节点及同步网络。
【背景技术】
[0002]现有的通信网络分组同步网络(PTN, Packet Transport Network)可以分为频率同步网和时间同步网。其中，频率同步网采用同步以太(SyncE, Synchronous Ethernet)网或精确定时协议(PTP，Precis1n Time Protocol)从物理码流或分组报文中提取时钟信息，并采用同步状态消息(SSM, Synchronizat1n Status Message)进行频率源选择和路径倒换。而时间同步网采用PTP从定时报文中提取时间戳信息，计算出时间偏差并进行时间校准，时间同步网采用PTP选择时间源和进行路径倒换。PTN中存在几千台设备，从而导致维护网络的工作量极大；PTN中的每一台设备都可以作为一个网络节点(NE)，一旦PTN中的参考源和/或同步链路发生故障时，在故障发生时由于现有的PTN缺乏有效的的倒换机制，从而无法保证同步链路倒换的实时性。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明实施例为解决现有技术中存在的问题而提供一种同步方法、控制器、同步节点及同步网络，能够快速地使同步链路进行倒换，从而满足同步链路倒换的实时性，进而有效地提闻整网的同步性能。
[0004]本发明实施例的技术方案是这样实现的:
[0005]第一方面，本发明实施例提供一种同步方法，所述方法包括:
[0006]控制器根据同步网络的物理链路拓扑信息、所述同步网络中同步节点的同步信息，确定所述同步网络的同步链路拓扑信息；
[0007]所述控制器根据所述同步链路拓扑信息，生成所述同步节点的同步规则；
[0008]所述控制器根据所述同步链路拓扑信息，向所述同步网络中的同步节点发送同步规则和/或请求消息。
[0009]第二方面，本发明实施例还提供一种同步方法，所述方法包括:
[0010]同步节点接收控制器发送的同步规则和/或请求消息；
[0011]所述同步节点根据所述同步规则，锁定最佳的有效参考源，并向其它端口输出参考源信息。
[0012]第三方面，本发明实施例提供一种控制器，所述控制器包括第一确定单元、生成单元和第一发送单元，其中:
[0013]所述第一确定单元，用于根据同步网络的物理链路拓扑信息、所述同步网络中同步节点的同步信息，确定所述同步网络的同步链路拓扑信息；
[0014]所述生成单元，用于根据所述同步链路拓扑信息，生成所述同步节点的同步规则；
[0015]所述第一发送单元，用于根据所述同步链路拓扑信息，向所述同步网络中的同步节点发送同步规则和/或请求消息。
[0016]第四方面，本发明实施例提供一种同步节点，所述同步节点包括第二接收单元和锁定单元，其中:
[0017]所述第二接收单元，用于接收控制器发送的同步规则和/或请求消息；
[0018]所述锁定单元，用于根据所述同步规则，锁定最佳的有效参考源，并向其它端口输出参考源信息。
[0019]第五方面，本发明实施例提供一种同步方法，所述方法包括:
[0020]控制器根据所述同步网络的物理链路拓扑信息、所述同步网络中同步节点的同步信息，确定同步链路拓扑信息；
[0021]所述控制器根据所述同步链路拓扑信息，生成所述同步节点的同步规则；
[0022]所述控制器根据所述同步链路拓扑信息，向所述同步网络中的同步节点发送同步规则和/或请求消息；
[0023]所述同步节点接收所述同步规则和/或所述请求消息；
[0024]所述同步节点根据所述同步规则，锁定最佳的有效参考源，并向其它端口输出参考源信息。
[0025]第六方面，本发明实施例提供一种同步网络，所述同步网络包括控制器和同步节点，其中，所述控制器包括第一确定单元、生成单元和第一发送单元，所述同步节点包括第二接收单元和锁定单元，其中:
[0026]所述第一确定单元，用于根据所述同步网络的物理链路拓扑信息、所述同步网络中同步节点的同步信息，确定同步链路拓扑信息；
[0027]所述生成单元，用于根据所述同步链路拓扑信息，生成所述同步节点的同步规则；
[0028]所述第一发送单元，用于根据所述同步链路拓扑信息，向所述第二接收单元发送同步规则和/或请求消息；
[0029]所述第二接收单元，用于接收所述第一发送单元发送的所述同步规则和/或所述请求消息；
[0030]所述锁定单元，用于根据所述同步规则，锁定最佳的有效参考源，并向其它端口输出参考源信息。
[0031]本发明实施例中，同步网络中的控制器根据所述同步网络的物理链路拓扑信息、所述同步网络中同步节点的同步信息，确定同步链路拓扑信息；所述控制器根据所述同步链路拓扑信息，生成所述同步节点的同步规则；所述控制器根据所述同步链路拓扑信息，向所述同步网络中的同步节点发送所述同步规则和/或请求消息；如此，能够快速地使同步链路进行倒换，从而满足同步链路倒换的实时性，进而有效地提高整网的同步性能。
【附图说明】
[0032]图1-1为相关的PTN中同步链路发生故障时的结构示意图；
[0033]图1-2为相关的PTN中同步链路发生故障时进行倒换的流程示意图；
[0034]图1-3为相关的SDN中同步链路发生故障时进行倒换的流程示意图；
[0035]图2-1为本发明实施例一同步方法的实现流程示意图一；
[0036]图2-2为本发明实施例一同步方法的实现流程示意图二 ；
[0037]图2-3为本发明实施例一同步方法的实现流程示意图三；
[0038]图2-4为本发明实施例二同步方法的实现流程示意图一；
[0039]图2-5为本发明实施例二同步方法的实现流程示意图二 ；
[0040]图3为本发明实施例三同步方法的时序示意图；
[0041]图4为本发明实施例四同步方法的时序示意图；
[0042]图5为本发明实施例五同步方法的时序示意图；
[0043]图6为本发明实施例六同步方法的时序示意图；
[0044]图7-1为本发明实施例七网络未出现异常时的网络结构示意图；
[0045]图7-2为本发明实施例七网络出现异常时的网络结构示意图一；
[0046]图7-3为本发明实施例七网络出现异常时的网络结构示意图二 ；
[0047]图8-1为本发明实施例八网络出现异常时的网络结构示意图一；
[0048]图8-2为本发明实施例八网络出现异常时的网络结构示意图二 ；
[0049]图8-3为本发明实施例八网络出现异常时的网络结构示意图三；
[0050]图9-1为本发明实施例九控制器的组成结构示意图一；
[0051]图9-2为本发明实施例九控制器的组成结构示意图二 ；
[0052]图9-3为本发明实施例九控制器的组成结构示意图三；
[0053]图10-1为本发明实施例十同步节点的组成结构示意图一；
[0054]图10-2为本发明实施例十同步节点的组成结构示意图二 ；
[0055]图10-3为本发明实施例十同步节点的组成结构示意图三；
[0056]图11-1为本发明实施例1^一同步网络的组成结构示意图一；
[0057]图11-2为本发明实施例^^一同步网络的组成结构示意图二。
【具体实施方式】
[0058]在PTN中，当参考源或同步链路发生故障，同步节点通过运行参考源选择算法选择最佳的输入参考源(可简称为参考源)，并尽快切换到新的最佳的输入参考源上，其中所述选择算法包括基于SSM的SSM协议或者PTP。在如图1-1所示的PTN网络一共包括11个节点NEl至NE11、以及主备两个时钟参考源简称为主、被参考源，其中，每一节点NE都包括两个以上的端口，在图1-1中仅示出两个或者三个节端口，例如节点NEl具有三个端口，包括:一个用于连接主参考源的输入端口即图1-1中NEl的锁定端口、分别用于连接节点NE2和NE3的两个输出端口即NEl的两个输出端口 ；在图1-1中锁定端口用实心的原点表示，而输出端口用空心的原点来表示，输出端口又称导出端口。在图1-1中的每一条同步链路上都标注有时钟质量等级(QL)，在ITU-TG707标准中，定义SSM中的SI字节来传递同步状态信息，SSM的QL等级由高到低为:QL = 0000 = O表示同步质量不可知；QL = 0010 = 2表示一级时钟；QL = 0100 = 4表示二级时钟；QL = 1000 = 8表示三级时钟；QL = 1011 = 11表示同步数字体系(SDH, Synchronous Digital Hierarchy)设备时钟；QL = 1111 = 15 表示不可用，即不可用作同步时钟。由于当前采用QL = 2的主参考源，因此，图1-1中同步链路的QL = 2。假设节点NE3的输入参考源发生故障，如节点NEl与节点NE3之间的同步链路发生故障时，节点NE3需要尽快切换到新的参考源上，即进入步骤SlOO的倒换的步骤，对于节点NE3的倒换时间要求在几百毫秒(ms)内完成，否则将影响节点NE3的所有下游节点的同步性能。
[0059]如图1-2所示，当节点NE3和节点NE5之间的链路发生故障，此时会通过携带有故障信息的SSM消息传递给节点NE5，在节点NE5将根据SSM协议运行参考源选择算法，经过该算法计算后发现节点NE5没有更好的参考源，则节点NE5进入保持状态。节点NE5进入如步骤SlOl的降质通告的步骤，包括:节点NE5将向下游通告降质后的时钟质量等级(QL=11，即SDH设备时钟);由于没有更好的参考源，下游节点NE6和NE7将继续锁定NE5，并向下游通告降级的参考源时钟质量等级(QL = 11);携带QL = 11的SSM消息逐跳传递到节点NE8，节点NE8将根据SSM协议运行参考源选择算法，经过该算法计算后将选择QL = 2的参考源，节点NE8将锁定节点NE9方向的参考源。然后，节点NE5进入如步骤S102所示的保护倒换步骤，包括:节点NE8将向下游通告新的参考源质量等级(QL = 2);携带QL = 2的SSM消息逐跳通告到节点NE7、节点NE6和节点NE5，节点NE7至NE5运行参考源选择算法，将逐个倒换到新的参考源。上述SSM消息的逐跳传递存在一定的延迟，总的倒换延迟随跳数增加，从而影响频率同步性能和时间同步性能。
[0060]另外，如果故障节点下游没有备选参考源，但具有更高质量的同步节点，这时需要尽快通知该故障节点进入保持状态。如图1-2所示，当节点NE3和节点NE5之间的链路发生故障，而对于节点NE5的下游节点NE6至NE8来说，节点NE6至NE8均没有备选参考源，但是NE8具有比质量等级QL = 11更高的质量等级QL = 2的同步节点NE9，但采用如图1_2中的逐跳转发机制存在一定的延迟，也不能尽快通告末端的时间从时钟(TSC, Time SlaveClock)节点NE8进入保持模式。
[0061]针对如图1-1和图1-2中问题，在SDN技术中采用了控制和转发分离的架构，即由控制器计算同步链路拓扑，由同步设备完成频率同步和/或时间同步。但同步链路的保护倒换有严格的时间要求，要求在故障情况下能尽快切换到备份的同步链路，以满足现有标准规范的性能指标要求。但采用SDN方式部署同步网，如果完全由控制器进行同步链路倒换，由于控制器和设备之间消息延迟和处理延迟的不确定性，使得同步链路的倒换实时性难于满足。如图1-3所示，假设节点NE3与节点NE5之间的链路发生故障，然后节点NE5进入如步骤S103的进入保持的步骤，接着，同步网络进入步骤S104的QL降级，逐跳通告的步骤；由于开始时节点NE8锁定节点NE7，然后控制器命令节点NE8和节点NE7倒换，但由于通信延迟的不确定性，节点NE7先进行倒换，从而导致节点NE7将锁定节点NE8，但这时节点NE8仍锁定节点NE7，从而导致节点NE7和节点NE8同步链路互锁，虽然互锁时间短暂，但还是会给整个同步网的性能到来不确定的影响因素。
[0062]下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述