专利名称：协议单播方式同步的方法、设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及到通信领域，特别涉及到一种协议单播方式同步的方法、设备和系统。
背景技术：
IEEE 1588协议中定义了一种精确时间协议(Precision Time Protocol，以下简称PTP)，用于对网络中各网元设备的时间和频率进行同步。协议描述了主从设备之间进行时钟同步的通信方式有组播(IEEE、IPV4、IPV6)和单播(IPV4、IPV6)。针对单播方式的应用，系统主、从设备之间采用了如下所述的单播协商机制进行通信。单播协商主要用于建立主设备和从设备的链接。当启动单播协商机制后，从设备的一个端口(请求者)可以通过发送一个携带RQUEST_UNICAST_TRANSMISSION结构的signaling消息，请求主设备的一个端口(授权者)以单播形式传播announce、sync、 delay_resp 或 pdelay_resp 报文。主设备通过返回携带 GRANT_UNICAST_TRANSMISSION 结构的signaling消息来同意或拒绝该请求。主设备和从设备必须都启动了单播协商机制，否则主设备返回带CANCEL_UNICAST_TRANSMISSION结构的signaling消息来拒绝请求。单播协商时，以TLV形式指定请求单播的报文类型(announce、sync、delay_resp或 pdelay_resp)，如果请求成功，与sync报文对应的follow_up报文，pdelay_resp报文对应的pdelay_reSp_f0ll0W_up报文都需要以单播方式发送。TLV中同时还会指定报文的发送频率和单播持续时间。以上单播协商机制，至少存在如下不足1、信令消息(signaling消息)需要周期性发送，大大增加网络流量。2、主设备和从设备之间的单播通信关系，超过指定时间后即自动解除。如果要长期保持这种关系，则需要消耗系统资源来维护，这无疑会增加系统的复杂度。3、通过请求-授权的机制建立单播关系，需要报文的交互，存在一定的收敛时间。 同时，新增的鉴权消息的交互，更易受网络质量恶化的影响。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种协议单播方式同步的方法、设备和系统，克服现有单播协商机制中复杂的请求-授权过程，缩短了单播关系建立的时间。本发明提出一种协议单播方式同步的方法，包括主设备发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口 ； 得到从设备端口的请求报文后，主设备发送应答报文至所述从设备端口，以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行同步。优选地，所述从设备端口的静态地址为环回地址。优选地，在执行所述主设备发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口之前，还包括在本地配置所述从设备端口的静态地址。
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优选地，在执行所述主设备发送携带时间戳的应答报文至所述从设备端口，还包括对所述从设备端口的请求报文进行鉴权。本发明还提出一种协议单播中进行同步的主设备，包括第一发送模块，用于发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口 ；第二发送模块，用于得到从设备端口的请求报文后，发送应答报文至所述从设备端口，以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行同步。优选地，所述从设备端口的静态地址为环回地址。
优选地，所述主设备还包括配置模块，用于在本地配置所述从设备端口的静态地址。优选地，所述主设备还包括鉴权模块，用于对所述从设备端口的请求报文进行鉴权。本发明还提出一种协议单播方式时钟的系统，包括主设备和至少一从设备端口， 所述主设备已经预先在本地配置所述从设备端口的静态地址；当需要同步时，所述主设备与所述从设备端口建立链接并进行同步。优选地，所述从设备端口的静态地址为环回地址。本发明提出的一种协议单播方式同步的方法、设备和系统，通过在主设备端配置静态的单播地址池的方式，克服了现有单播协商机制中复杂的请求-授权过程，简化主、从设备之间通信的流程，避免了信令报文的频繁交互，减少了网络流量，缩短单播关系建立的时间，使系统中各设备能够更快达到整网同步。且在单播通信过程中，利用主设备配置的静态地址池对网络上交互的报文进行鉴权，更利于网络安全。
图1为本发明协议单播方式同步的方法第一实施例的流程示意图；图2为本发明协议单播方式同步的方法第二实施例的流程示意图；图3为本发明协议单播方式同步的主设备第三实施例的结构示意图；图4为本发明协议单播方式同步的主设备第四实施例的结构示意图；图5为本发明协议单播方式同步的系统第五实施例的结构示意图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式应当理解，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。参照图1，提出本发明协议单播方式同步的方法一实施例，包括步骤S101、主设备在本地配置所述从设备端口的静态地址。为方便解释，本实施以1588协议为例进行说明。实施例中的从设备端口可为一或多个，主设备在本地预先配置从设备端口的静态地址，当从设备端口为多个时，从设备端口的静态地址在主设备端配置成静态地址池。步骤S102、主设备发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口 ；步骤S102具体实施过程为
当启动主-从设备之间的时钟同步时，主设备遍历本地的静态地址池，依次向各个静态地址对应的从设备端口发送同步报文sync报文(两步法时，还包括folloW_up报文)。从设备收到sync报文后，检验该sync报文的目的地址是否与从设备的静态地址相匹配，匹配则发送对应的请求报文delay_req报文至主设备，并进入步骤S103。delay_ req报文的目的地址由收到的UDP包中获取，如果不匹配则丢弃收到的sync报文。步骤S103、得到从设备端口的请求报文delay_req报文后，对所述从设备端口的请求报文进行鉴权。检验该报文的源地址是否与本地静态地址池中的静态地址相匹配，并进入步骤S104。步骤S104、匹配则以该静态地址为目的地址，主设备发送应答报文delay_reSp报文至所述从设备端口，以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行时钟同步。如果不符则丢弃该delay_req报文。从设备收到delay_reSp报文后，检验该报文的目的地址是否与本地静态地址相匹配。匹配则分别提取同步报文、请求报文和应答报文的时间戳，并根据上述时间戳计算链路延迟和时间偏移，完成一次与主端的时间同步。如果不符则丢弃该delay_reSp报文。重复步骤S102-S104，从设备端口与主设备持续进行时间同步。本实施例与现有技术的区别在于主设备发出报文的目的地址，是人为静态配置的(该地址与从设备对应)。主设备只向配置的静态地址池中的静态地址发送PTP报文。本实施例虽然以时钟同步为例，但也适用于通过1588协议进行频率同步的应用场景。由于1588协议的频率同步，同样利用主-从设备之间PTP报文的交互来完成的，因此只要主-从设备之间采用单播通信，均可以利用本发明。除此之外，本实施例还可扩展至 1588协议之外的其它通过报文交互来完成单播通信的协议。本实施例通过在主设备端配置静态的单播地址池的方式，克服了现有单播协商机制中复杂的请求-授权过程，简化主、从设备之间通信的流程，避免了信令报文的频繁交互，减少了网络流量，缩短单播关系建立的时间，使系统中各设备能够更快达到整网同步。 且在单播通信过程中，利用主设备配置的静态地址池对网络上交互的报文进行鉴权，更利于网络安全。参照图2，提出本发明协议单播方式同步的方法第二实施例，包括步骤S201、主设备在本地配置所述从设备端口的环回地址。步骤S202、主设备发送同步报文至本地预设的环回地址对应的从设备端口 ；步骤S203、得到从设备端口的请求报文后，对所述从设备端口的请求报文进行鉴权。步骤S204、主设备发送应答报文至所述从设备端口，以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行时钟同步。本实施例与第一实施例的区别在于提出了以从设备的环回地址(loopkick接口地址)作为单播目的地址。在主设备配置静态的单播目的地址，可以选择从设备的端口地址作为单播的静态地址。但是，从设备上的slave端口有可能发生改变，如原来的slave端口为portl，端口地址为Α. Α. Α. A，此后变成了 port2，端口地址为B. B. B. B0在主设备端，如果将Α. Α. A. A和B. B. B. B均加入静态配置列表的话，则会增加主设备端的单播连接数，加重主设备负担。鉴于上述原因，本实施例在第一实施例的基础上进一步优化，采用从设备的环回地址作为单播目的地址。由于环回地址作为从设备的标识，地址固定，不随从设备slave端口的改变而改变。于是可以减少主设备端的静态地址池的大小，减少主-从设备之间的单播连接数(相对端口地址而言)，减轻主设备的负担，节省设备资源和网络带宽。此外，环回地址的唯一性，还可有效避免slave端口改变后，端口数据集变化所引发的时钟芯片工作异常的问题。参照图3，提出本发明协议单播中进行同步的主设备100第三实施例，包括配置模块10，用于在本地配置所述从设备端口的静态地址。第一发送模块20，用于发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口 ；鉴权模块30，用于得到从设备端口的请求报文后，对所述从设备端口的请求报文进行鉴权。第二发送模块40，用于发送应答报文至所述从设备端口，以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行时钟同步。为方便解释，本实施以1588协议为例进行说明。实施例中的从设备端口可为一或多个，配置模块10在主设备100端预先配置从设备端口的静态地址，当从设备端口为多个时，从设备端口的静态地址在主设备100端配置成静态地址池。当启动主-从设备之间的时钟同步时第一发送模块20遍历本地的静态地址池，依次向各个静态地址对应的从设备端口发送同步报文sync报文(两步法时，还包括follow_ up报文)。从设备收到sync报文后，检验该sync报文的目的地址是否与从设备的静态地址相匹配，匹配则响应对应的请求报文delay_req报文至主设备100，delay_req报文的目的地址由收到的UDP包中获取，如果不匹配则丢弃收到的sync报文。鉴权模块30收到delay_req报文后，检验该报文的源地址是否与本地静态地址池中的静态地址相匹配。匹配则第二发送模块40以该静态地址为目的地址，发出delay_reSp 报文至从设备端口，如果不符则丢弃该delay_req报文。从设备收到delay_reSp报文后，检验该报文的目的地址是否与本地静态地址相匹配。匹配则分别提取同步报文、请求报文和应答报文的时间戳，并根据上述时间戳计算链路延迟和时间偏移，完成一次与主设备100的时间同步。如果不符则丢弃该delay_reSp报文。第一发送模块20、鉴权模块30和第二发送模块40重复上述工作，使得从设备端口与主设备100持续进行时间同步。本实施例与现有技术的区别在于主设备100发出报文的目的地址，是人为静态配置的(该地址与从设备对应)。主设备100只向配置的静态地址池中的静态地址发送PTP 报文。本实施例虽然以时钟同步为例，但也适用于通过1588协议进行频率同步的应用场景。由于1588协议的频率同步，同样利用主-从设备之间PTP报文的交互来完成的，因此只要主-从设备之间采用单播通信，均可以利用本发明。除此之外，本实施例还可扩展至 1588协议之外的其它通过报文交互来完成单播通信的协议。
本实施例通过在主设备100端配置静态的单播地址池的方式，克服了现有单播协商机制中复杂的请求-授权过程，简化主、从设备之间通信的流程，避免了信令报文的频繁交互，减少了网络流量，缩短单播关系建立的时间，使系统中各设备能够更快达到整网同步。且在单播通信过程中，利用主设备100配置的静态地址池对网络上交互的报文进行鉴权，更利于网络安全。参照图4，提出本发明协议单播中进行同步的主设备100第四实施例，包括配置模块50，用于在本地配置所述从设备端口的环回地址。第一发送模块60，用于发送同步报文至本地预设的环回地址对应的从设备端口 ；鉴权模块70，用于得到从设备端口的请求报文后，对所述从设备端口的请求报文进行鉴权。第二发送模块80，用于发送应答报文至所述从设备端口，以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行时钟同步。本实施例与第三实施例的区别在于提出了以从设备的环回地址(loopkick接口地址)作为单播目的地址。在主设备100配置静态的单播目的地址，可以选择从设备的端口地址作为单播的静态地址。但是，从设备上的slave端口有可能发生改变，如原来的s 1 ave端口为port 1， 端口地址为A.A.A.A，此后变成了 ？0汁2，端口地址为凡8.8.8。在主设备100端，如果将 Α. Α. A. A和B. B. B. B均加入静态配置列表的话，则会增加主设备100端的单播连接数，加重主设备100负担。鉴于上述原因，本实施例在第三实施例的基础上进一步优化，采用从设备的环回地址作为单播目的地址。由于环回地址作为从设备的标识，地址固定，不随从设备slave端口的改变而改变。于是可以减少主设备100端的静态地址池的大小，减少主-从设备之间的单播连接数(相对端口地址而言)，减轻主设备100的负担，节省设备资源和网络带宽。 此外，环回地址的唯一性，还可有效避免slave端口改变后，端口数据集变化所引发的时钟芯片工作异常的问题。参照图5，提出本发明协议单播中进行同步的系统第五实施例，包括主设备100和至少一从设备端口 200，所述主设备100已经预先在本地配置所述从设备200端口的静态地址；当需要同步时，所述主设备100与所述从设备200端口建立链接并进行同步。优选地，所述从设备200端口的静态地址为环回地址。本实施例的主设备100、从设备200与第三实施例、第四实施例中描述的主设备 100和从设备类似，此处不再重复描述。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。本实施例的主设备100、从设备200与第三实施例、第四实施例中描述的主设备 100和从设备类似，此处不再重复描述。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种协议单播方式同步的方法，其特征在于，包括主设备发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口；得到从设备端口的请求报文后，主设备发送应答报文至所述从设备端口，以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行同步。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从设备端口的静态地址为环回地址。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在执行所述主设备发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口之前，还包括在本地配置所述从设备端口的静态地址。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在执行所述主设备发送携带时间戳的应答报文至所述从设备端口，还包括对所述从设备端口的请求报文进行鉴权。
5.一种协议单播中进行同步的主设备，其特征在于，包括第一发送模块，用于发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口 ；第二发送模块，用于得到从设备端口的请求报文后，发送应答报文至所述从设备端口， 以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行同步。
6.如权利要求5所述的主设备，其特征在于，所述从设备端口的静态地址为环回地址。
7.如权利要求5或6所述的主设备，其特征在于，还包括配置模块，用于在本地配置所述从设备端口的静态地址。
8.如权利要求5或6所述的主设备，其特征在于，还包括鉴权模块，用于对所述从设备端口的请求报文进行鉴权。
9.一种协议单播方式同步的系统，其特征在于，包括主设备和至少一从设备端口，所述主设备已经预先在本地配置所述从设备端口的静态地址；当需要同步时，所述主设备与所述从设备端口建立链接并进行同步。
10.如权利要求9所述的系统，所述从设备端口的静态地址为环回地址。
全文摘要
本发明揭示了一种协议单播方式同步的方法，包括主设备发送同步报文至本地预设的静态地址对应的从设备端口；得到从设备端口的请求报文后，主设备发送应答报文至所述从设备端口，以便从设备根据所述同步报文、请求报文和应答报文的时间戳进行同步。本发明还提出了对应的设备和系统。本发明提出的协议单播方式同步的方法、设备和系统克服现有单播协商机制中复杂的请求-授权过程，缩短了单播关系建立的时间。
文档编号H04L29/06GK102412956SQ201110387448
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者刘东甲, 李波 申请人:中兴通讯股份有限公司