专利名称：一种ntp网络和ptp网络之间时钟同步的方法
技术领域：
本发明涉及互联网通信技术领域，尤其涉及一种NTP网络和PTP网络之间时钟同步的方法。
背景技术：
在互联网上，一般的计算机和互联设备在时间稳定度方面的设计上没有明确的指标要求。这些设备的时钟振荡器工作在不被校对的自由振荡的状况下。由于稳定变化、电磁干扰、振荡器老化和生产调试的原因，时钟的振荡频率和便准频率之间存在一些误差。这些误差初看起来微不足道，但是在长期的积累后却会产生相当大的影响。假设一台设备采用了精确度相当高的时钟，设其精确度为0.001%，那么它在一秒中产生的误差只有10微妙， 一天产生的时钟偏差接近I秒，而运行一年后则误差将大于5分钟。在互联网上进行时间同步具有重要意义。在很多应用领域，时间都是一个非常重要的考虑因素。随着互联网发展延伸到社会的各个方面，在网络的其他领域对时间同步也提出了多种要求，例如各种实时的网上交易、制造过程控制、通信网络的时间配置、分布式的网络计算和处理等等应用，都需要精确、可靠和公认的时间。NTP (Network Time Protocol，网络时间协议)，它的目的是在国际互联网上传递统一、标准的时间，具体的实现方案是在网络上制定若干时钟源网站，为用户提供授时服务，并且这些网站间应该能够互相比对，提高准确度。PTP (Precision Time Protocol,精确时间同步协议)则是IEEE1588定义的一个能够在测量和控制系统中实现高精度时钟同步的协议。PTP协议集成了网络通信、局部计算和分布式对象等多项技术，适用于所有通过支持多播的局域网进行通信的分布式系统，特别适用于以太网，但不局限于以太网。该协议能够将异质系统中各类不同精确度、分辨率和稳定性的时钟同步起来，并且能够达到亚微秒级的同步精度，而只需占用少量的网络和本地计算资源。目前NTP早已应用在大多数需要时钟同步的系统中，而PTP则是一个相对新颖的协议，当前PTP协议也已经应用到一些场合中。所以目前如何实现NTP网络和PTP网络中的互联，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种NTP网络和PTP网络之间时钟同步的方法，用以解决现有技术中NTP网络和PTP网络间无法实现时钟同步进而无法实现网络间互联的问题。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下本发明提供一种NTP网络和PTP网络之间时钟同步的方法，包括配置PTP网络侧为主时钟、NTP网络侧为从时钟，并在所述主、从时钟间设置报文处理服务器；所述报文处理服务器接收所述PTP网络侧发送的时钟同步报文，并将所述时钟同步报文转换为NTP报文格式后转发至NTP网络侧；以及在接收到所述NTP网络侧对所述时钟同步报文的应答响应报文后，将该应答响应报文转换为PTP报文格式的延迟请求报文，并将所述延迟请求报文转发至所述PTP网络侧。进一步地，本发明所述方法中，所述报文处理服务器为所述PTP网络中的边界时钟BC ;或者，所述报文处理服务器为设置在所述PTP网络和NTP网络之间的独立的服务器。进一步地，本发明所述方法中，所述PTP网络侧发送的时钟同步报文包括同步报文，以及携带所述同步报文的发送时刻tl的跟随报文；所述NTP网络侧发送的响应报文中携带有所述NTP网络侧接收到所述同步报文的接收时刻t2。进一步地，本发明所述方法中，所述报文处理服务器将所述时钟同步报文转换为NTP报文格式具体包括基于NTP报文格式的参数构成，将所述同步报文的发送时刻tl赋值为转换后的NTP报文中的原始时间戳Originate time stamp字段，以及利用NTP报文参数字段的设置标准对转换后的NTP报文的剩余字段进行赋值。进一步地，本发明所述方法中，所述报文处理服务器将所述应答响应报文转换为PTP报文格式的延迟请求报文具体包括基于PTP报文格式的参数构成，将所述接收时刻t2赋值为转换后的PTP报文中的原始时间戳Originate time stamp字段，以及利用PTP报文头设置标准对转换后的PTP报文头进行赋值。进一步地，本发明所述方法还包括所述报文处理服务器接收所述PTP网络对所述延迟请求报文的响应报文，并将该响应报文丢弃。进一步地，本发明所述方法中，所述NTP网络侧接收格式转换后的时钟同步报文后，利用NTP协议算法对NTP网络侧的客户端进行定时。进一步地，本发明所述方法中，所述配置PTP网络侧为主时钟具体为配置PTP网络中的普通时钟OC为NTP网络侧的主时钟信息。与现有技术相比，本发明有益效果如下本发明所述方法在NTP网络和PTP网络间实现时钟的同步，使得在现有大部分都是NTP网络的现状下能与PTP网络通信，达到了节约成本，提高精度的技术效果。
图I为本发明提供的NTP网络和PTP网络之间时钟同步的方法的流程图；图2为本发明所述方法应用的系统连接框图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种NTP网络和PTP网络之间时钟同步的方法，该方法在NTP网络和PTP网络间实现时钟的同步，使得在现有大部分都是NTP网络的现状下能与PTP网络通信，达到了节约成本，提高精度的效果。
本发明实施例所述方法应用在NTP和PTP两个网络环境下，在具体阐述本发明前，首先对NTP网络和PTP网络所支持的报文格式以及工作模式进行介绍，具体如下一，对于NTP网络NTP的报文格式如下表所示
O8162432
LI VN ModeStratumPollPrecision
Root De丨ay(32)
Root Dispersion(32)
Reference I denti fieri 3 2)
Reference Timestampi64)
Originate Timestamp(64j Receive Tiniestamp(64)
Transmit Timestamp(64)
Authenticator (optionaD(96}NTP报文在网络上传输都采用UDP (User Datagram Protocol,用户数据包协议)，端口号是123,此号码将被使用在UDP表头里的Source Port和Destination Port两个字段中，剩余的UDP表头将被设定成规格的描述。具体的，NTP报文格式各参数字段的具体含义如下LI (Leap Indicator):此项为2bit,表示对当日发生的跳跃的最后一分钟发出警告，插入或者删除了一秒。VN(Version Number) :3bit 的整数,表示 NTP 的版本号码。Mode 3bit的整数，表示工作模式，其定义数值如下0，保留；1，主动对称；2，被动对称；3，客户端；4，服务器端；5，广播；6，保留给NTP控制信息；7，保留给个人使用。Stratum :8bit的无符号整数,定义如下0，无定义；I,首级时钟源；2,次级时钟源。Poll 8bit的有符号整数，表示相继两个消息间的最大间隔。Precision 8bit的有符号整数，表示本地时钟的准确性，单位为秒，以2的幂表
/Jn οRoot Delay 32bit的有符号定点数，表示到主要时钟源往返的时间延迟。
Root dispersion :32bit的有符号定点数,表不相对于主要时间参考源的最大差错。Reference Clock Identif ier :32bit,识别特殊的参考源。Reference timestamp :64bit,表示本地时钟最后被设定或校正的时间。Originate timestamp :64bit,表不 Client 对 Server 发出请求的本地时间。Receive timestamp :64bit,表不请求到达 Server 的本地时间。Transmit timestamp :64bit,表不 Server 对 Client 发出响应的本地时间。NTP的工作模式有三种，分别是客户机/服务器模式、对称模式、以及广播/多播模式。在客户机/服务器模式中采用一对一连接，客户机可以被服务器同步，但是服务器不能被客户机同步。在对称模式中，与前一模式基本相同，但双方均可同步对方或被对方同步，先发出申请建立连接的一方工作在主动模式下，另一方工作在被动模式下。广播/多播模式是一对多的连接，服务器主动发出时间信息，客户由此调整自己的时间，由于忽略网络延时，精度降低，适合用于高速局域网中。二，对于PTP网络在E2E(End to End)模式下PTP协议主要有四种类型的报文，分别是同步报文(Sync)、跟随报文(Fol low_Up)、延迟请求报文(Delay_Req)和延迟请求响应报文(Delay_Resp)。PTP有多种报文格式，但每种都有一个结构相同的报文头，格式如下
权利要求
1.一种网络时间协议NTP网络和精确时间同步协议PTP网络之间时钟同步的方法，其特征在于，包括 配置PTP网络侧为主时钟、NTP网络侧为从时钟，并在所述主、从时钟间设置报文处理服务器； 所述报文处理服务器接收所述PTP网络侧发送的时钟同步报文，并将所述时钟同步报文转换为NTP报文格式后转发至NTP网络侧；以及在接收到所述NTP网络侧对所述时钟同步报文的应答响应报文后，将该应答响应报文转换为PTP报文格式的延迟请求报文，并将所述延迟请求报文转发至所述PTP网络侧。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述报文处理服务器为所述PTP网络中的边界时钟BC ;或者，所述报文处理服务器为设置在所述PTP网络和NTP网络之间的独立的服 务器。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于， 所述PTP网络侧发送的时钟同步报文包括同步报文，以及携带所述同步报文的发送时刻tl的跟随报文； 所述NTP网络侧发送的响应报文中携带有所述NTP网络侧接收到所述同步报文的接收时刻t2。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述报文处理服务器将所述时钟同步报文转换为NTP报文格式具体包括 基于NTP报文格式的参数构成，将所述同步报文的发送时刻tl赋值为转换后的NTP报文中的原始时间戳Originate time stamp字段，以及利用NTP报文参数字段的设置标准对转换后的NTP报文的剩余字段进行赋值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用NTP报文参数字段的设置标准对转换后的NTP报文的剩余字段进行赋值具体包括 将转换后的NTP报文中的版本字段定义为当前NTP网络侧使用的NTP版本号，将工作模式字段定义为NTP客户端、将最大消息间隔poll字段定义为PTP网络侧发送同步报文的时间间隔，以及将剩余参数字段设置为默认值O。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述报文处理服务器将所述应答响应报文转换为PTP报文格式的延迟请求报文具体包括 基于PTP报文格式的参数构成，将所述接收时刻t2赋值为转换后的PTP报文中的原始时间戳Originate time stamp字段，以及利用PTP报文头设置标准对转换后的PTP报文头进行赋值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用PTP报文头设置标准对转换后的PTP报文头进行赋值具体包括 将转换后的PTP报文中的底层协议字段定义为用户数据包协议UDP，将报文类型字段定义为延迟请求报文，将端口标识字段定义为所述报文处理服务器对应于PTP端口的主状态，将源端口 ID字段定义为报文处理服务器上PTP端口对应的ID，将序列ID字段定义为与所述同步报文中的序列ID对应，以及将剩余参数字段按标准设置。
8.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，还包括所述报文处理服务器接收所述PTP网络对所述延迟请求报文的响应报文，并将该响应报文丢弃。
9.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述NTP网络侧接收格式转换后的时钟同步报文后，利用NTP协议算法对NTP网络侧的客户端进行定时。
10.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述配置PTP网络侧为主时钟具体为配置PTP网络中的普通时钟OC为NTP网络侧的主时钟信息。
全文摘要
本发明公开了一种NTP网络和PTP网络之间时钟同步的方法，包括配置PTP网络侧为主时钟、NTP网络侧为从时钟，并在所述主、从时钟间设置报文处理服务器；所述报文处理服务器接收所述PTP网络侧发送的时钟同步报文，并将所述时钟同步报文转换为NTP报文格式后转发至NTP网络侧；以及在接收到所述NTP网络侧对所述时钟同步报文的应答响应报文后，将该应答响应报文转换为PTP报文格式的延迟请求报文，并将所述延迟请求报文转发至所述PTP网络侧。本发明所述方法在NTP网络和PTP网络间实现时钟的同步，使得在现有大部分都是NTP网络的现状下能与PTP网络通信，达到了节约成本，提高精度的技术效果。
文档编号H04L7/00GK102710410SQ20121018362
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者何慧, 余翔湛, 刘建华, 叶建伟, 张伟哲, 张宏莉, 张旭, 王伟东, 王佰玲, 田志宏, 韩笑 申请人:哈尔滨工业大学