时间同步方法及相关设备与流程

本技术涉及网络通信领域，尤其涉及一种时间同步方法及相关设备。

背景技术：

1、广义精确时钟协议(generalized precision time protocol，gptp)的目标是确保局域网里的所有从设备都和主设备的时间同步到一致。gptp域内的设备都有高精度的时钟源作输入，通过自主选取或者预先设置的方式选择主时钟，作为整个系统的时基。主节点通过不同种类的报文，携带并传递不同的信息，从节点感知系统通过这些信息，完成与主时钟的时间同步。对于自动驾驶车载网络，目前大多是通过tsn(time-sensitive network，时间敏感网络)gptp协议进行高精度的时间同步。

2、现有的技术中，车载网络中一般通过两个外部交换机协同进行设备之间的时间同步，可以有效降低信号传输的负载，但是此方案中的交换机对于包括时间同步信号在内的任意udp(user datagram protocol)信号均是无差别传输，而时间同步过程中对于信号传输延迟的敏感性较高，若是按照普通udp的传输延迟进行信号传输，则可能会导致时间同步不准确甚至失败，影响时间同步的稳定性。

技术实现思路

1、本技术提供一种时间同步方法，通过将第一交换机作为中转，分担时间同步信号传输的部分负载，并在时间同步信号的数据包中加入特定的目标地址字段后转发给第二交换机，第二交换机识别出该包含目标地址字段的时间同步信号，并按照预设的延迟参数将时间同步信号定向传输给待时间同步的设备以进行时间同步，从而解决现有时间同步方法中时间同步不准确甚至失败，影响时间同步的稳定性的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种时间同步方法，该方法包括：

3、第一交换机确定主时钟源节点；

4、第一交换机从主时钟源节点获取第一时间同步信号；

5、第一交换机基于预设的时间同步数据协议处理第一时间同步信号，得到第二时间同步信号；其中，第二时间同步信号的数据报文中包括目标地址字段；

6、第一交换机将第二时间同步信号发送给第二交换机；

7、第二交换机接收任意用户数据报协议信号，并确定数据报文中包括目标地址字段的第二时间同步信号；

8、第二交换机获取预设的时间同步延迟参数；

9、第二交换机基于时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步。

10、第二方面，本技术提供一种时间同步方法，该方法包括：

11、第一交换机确定主时钟源节点；

12、第一交换机从主时钟源节点获取第一时间同步信号；

13、第一交换机基于预设的时间同步数据协议处理第一时间同步信号，得到第二时间同步信号；其中，第二时间同步信号的数据报文中包括目标地址字段；

14、第一交换机将第二时间同步信号发送给第二交换机；其中，第二交换机接收任意用户数据报协议信号，并确定第二时间同步信号；第二交换机获取预设的时间同步延迟参数，并基于时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步。

15、在第二方面的第一种可能的实现方式中，第一交换机中包括由从节点、主节点以及桥接节点三者构成的虚拟网桥，从节点与主时钟源节点的目标网口连接，主节点与第二交换机连接；

16、第一交换机从主时钟源节点获取第一时间同步信号包括：

17、第一交换机通过从节点从主时钟源节点的目标网口获取第一时间同步信号；

18、第一交换机将第二时间同步信号发送给第二交换机包括：

19、第一交换机通过桥接节点将第二时间同步信号发送给主节点，并通过主节点将第二时间同步信号转发给第二交换机。

20、在第二方面的第二种可能的实现方式中，第一交换机从主时钟源节点获取第一时间同步信号之前，还包括：

21、第一交换机根据预设值设定任意时间同步信号从主时钟源节点传输至待时间同步的设备的最大传播延迟时长。

22、第三方面，本技术提供一种时间同步方法，该方法包括：

23、第二交换机接收任意用户数据报协议信号，并确定数据报文中包括目标地址字段的第二时间同步信号；

24、第二交换机获取预设的时间同步延迟参数；

25、第二交换机基于时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步。

26、在第三方面的第一种可能的实现方式中，第二交换机基于时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步包括：

27、第二交换机获取网络转发参数；

28、第二交换机根据网络转发参数配置流量控制规则；

29、第二交换机基于流量控制规则，并按照时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步。

30、在第三方面的第二种可能的实现方式中，网络转发参数包括组播参数；

31、第二交换机根据网络转发参数配置流量控制规则包括：

32、第二交换机基于组播参数执行组播配置；

33、第二交换机基于流量控制规则，并按照时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步包括：

34、第二交换机以组播的形式，并按照时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步。

35、在第三方面的第三种可能的实现方式中，第二交换机基于组播参数执行组播配置包括：

36、第二交换机启动组播路由；

37、第二交换机基于组播参数将自身与待时间同步的设备两者中的任意一个设定为组播源对象，并将另一个设定为组播接收对象；或

38、第二交换机基于组播参数将主时钟源节点与第一交换机两者中的任意一个设定为组播源对象，并将另一个设定为组播接收对象。

39、在第三方面的第四种可能的实现方式中，第二交换机启动组播路由之后，还包括：

40、第二交换机基于网际组管理协议管理组播成员。

41、在第三方面的第五种可能的实现方式中，网络转发参数包括局域网参数；

42、第二交换机根据网络转发参数配置流量控制规则包括：

43、第二交换机基于局域网参数执行vlan限制；其中，vlan限制的对象至少包括以太网传感器。

44、第四方面，本技术提供一种时间同步装置，该装置包括：

45、主时钟模块，用于第一交换机确定主时钟源节点；

46、时间信号获取模块，用于第一交换机从主时钟源节点获取第一时间同步信号；

47、信号处理模块，用于第一交换机基于预设的时间同步数据协议处理第一时间同步信号，得到第二时间同步信号；其中，第二时间同步信号的数据报文中包括目标地址字段；

48、信号发送模块，用于第一交换机将第二时间同步信号发送给第二交换机；

49、时间信号确定模块，用于第二交换机接收任意用户数据报协议信号，并确定数据报文中包括目标地址字段的第二时间同步信号；

50、延迟参数获取模块，用于第二交换机获取预设的时间同步延迟参数；

51、时间同步模块，用于第二交换机基于时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步。

52、在第四方面的第一种可能的实现方式中，第一交换机中包括由从节点、主节点以及桥接节点三者构成的虚拟网桥，从节点与主时钟源节点的目标网口连接，主节点与第二交换机连接；

53、时间信号获取模块具体用于：第一交换机通过从节点从主时钟源节点的目标网口获取第一时间同步信号；

54、信号发送模块具体用于：第一交换机通过桥接节点将第二时间同步信号发送给主节点，并通过主节点将第二时间同步信号转发给第二交换机。

55、在第四方面的第二种可能的实现方式中，该时间同步装置还包括：

56、延迟设定模块，用于第一交换机根据预设值设定任意时间同步信号从主时钟源节点传输至待时间同步的设备的最大传播延迟时长。

57、在第四方面的第三种可能的实现方式中，时间同步模块具体包括：

58、获取单元，用于第二交换机获取网络转发参数；

59、配置单元，用于第二交换机根据网络转发参数配置流量控制规则；

60、同步单元，用于第二交换机基于流量控制规则，并按照时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步。

61、在第四方面的第四种可能的实现方式中，网络转发参数包括组播参数；

62、配置单元具体用于：第二交换机基于组播参数执行组播配置；

63、同步单元具体用于：第二交换机以组播的形式，并按照时间同步延迟参数将第二时间同步信号发送给待时间同步的设备以执行时间同步。

64、在第四方面的第五种可能的实现方式中，网络转发参数包括局域网参数；

65、配置单元具体用于：第二交换机基于局域网参数执行vlan限制；其中，vlan限制的对象至少包括以太网传感器。

66、第五方面，本技术提供了一种时间同步设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述时间同步设备执行上述的时间同步方法的各个步骤。

67、第六方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的时间同步方法的各个步骤。

68、本技术通过将第一交换机作为中转，分担时间同步信号传输的部分负载，并在时间同步信号的数据包中加入特定的目标地址字段后转发给第二交换机，第二交换机识别出该包含目标地址字段的时间同步信号，并按照预设的延迟参数将时间同步信号定向传输给待时间同步的设备以进行时间同步，从而增加时间同步数据包传输的稳定性，提升时间同步的质量。