使用多个网络路径的时钟同步的制作方法
【专利说明】使用多个网络路径的时钟同步
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本公开内容要求以下各项的权益:
[0003]于2012 年 5 月 9 日提交的、题为“Slave Diversity:Using Multiple Paths toImprove the Accuracy of Clock Synchronizat1n Protocols，，的第 61/644，722 号美国临时专利申请；
[0004]于2012 年 5 月 15 日提交的、题为“Slave Diversity:Using Multiple Paths toImprove the Accuracy of Clock Synchronizat1n Protocols，，的第 61/647，123 号美国临时专利申请；
[0005]于2012 年 5 月 15 日提交的、题为 “Running PTP Over Multiple Paths:AProposed Extens1n to the IEEE 1588” 的第 61/647，173 号美国临时专利申请;
[0006]于2012 年 8 月 31 日提交的、题为“Mult1-Path Time Protocols”的第 61/695，367号美国临时专利申请；
[0007]于2012 年 8 月 31 日提交的、题为“Mult1-Masters Precis1n Time Protocols”的第61/695，371号美国临时专利申请；以及
[0008]于2012 年 9 月 27 日提交的、题为“Mult1-Path Time Protocols”的第 61/706，526号美国临时专利申请。
[0009]于2012 年 10 月 15 日提交的、题为 “Running PTP Over Multiple Paths:AProposed Extens1n to the IEEE 1588” 的第 61/713，818 号美国临时专利申请;
[0010]另夕卜，本申请是于2013年2月11日提交的、题为“Clock Synchronizat1nUsing Multiple Network Paths”的第13/764，732号美国专利申请的部分继续申请，该第13/764,732号美国专利申请尤其要求于2012年2月9日提交的、题为“TimeSynchronizat1n Diversity”的第61/597，092号美国临时专利申请的权益。
[0011]所有以上引用的申请的公开内容的全部内容通过弓I用被合并到本文中。
技术领域
[0012]本公开内容总体上涉及维持时钟的设备，并且更具体地涉及用于跨网络同步时钟的技术。
【背景技术】
[0013]本文中所提供的背景描述以总体上呈现本公开内容的情境为目的。在其在此【背景技术】部分中被描述的程度上，当前署名的发明人的工作以及说明书的在提交时可能尚未成为现有技术的方面，既未明确地也未隐含地被视为针对本公开内容的现有技术。
[0014]基于数据包的网络中普遍使用时钟同步协议以对在不同网络设备处被维持的时钟进行同步。在这样的时钟同步协议中，维持主时钟的第一网络设备将包括主时钟时间的协议消息发送给维持从时钟的第二网络设备。第二网络设备使用主时钟时间和估计的网络延迟来调整从时钟，以便使从时钟与主时钟同步。
【发明内容】
[0015]在实施例中，一种网络设备包括:耦合至网络的一个或多个端口 ；以及时间同步模块。时间同步模块被配置成:处理在通过两个或更多个不同的通信路径并且经由一个或多个端口中的至少一个端口从主时钟设备接收的多个时间同步数据包中的至少一些时间同步数据包中的每个时间同步数据包中包括的(i)各自的路径信息以及(ii)各自的时间同步信息，其中各自的路径信息指示网络中各自的时间同步数据包经由其被接收的各自的通信路径。时间同步模块还被配置成:响应于对在多个时间同步数据包中的至少一些时间同步数据包中包括的路径信息和时间同步信息的处理而确定系统时间时钟。
[0016]在另一实施例中，一种方法包括:经由耦合至网络的一个或多个端口，通过两个或更多个不同的通信路径从主时钟设备接收多个时间同步数据包，其中每个时间同步数据包包括(i)各自的路径信息以及(ii)各自的时间同步信息，并且其中各自的路径信息指示网络中各自的时间同步数据包经由其被接收的各自的通信路径。该方法还包括:对于多个时间同步数据包中的至少一些时间同步数据包中的每个时间同步数据包，处理(i)各自的路径信息以及(ii)各自的时间同步信息。另外，该方法包括:响应于对在多个时间同步数据包中的至少一些时间同步数据包中包括的路径信息和时间同步信息的处理而确定系统时间时钟。
[0017]在又一实施例中，一种系统包括:第一网络设备，经由通信网络在通信上耦合至第一网络设备的第二网络设备。第一网络设备包括:耦合至通信网络的一个或多个第一端口 ；以及主时钟模块。主时钟模块被配置成:生成多个时间同步数据包，每个时间同步数据包具有(i)各自的路径信息以及(ii)各自的时间同步信息，其中各自的路径信息指示网络中各自的时间同步数据包经由其被发送的各自的通信路径；以及使得多个时间同步数据包(i)经由一个或多个第一端口中的至少一个第一端口以及(ii)经由通信网络中的多个不同的通信路径而被发送。第二网络设备包括:耦合至通信网络的一个或多个第二端口 ；以及时间同步模块。时间同步模块被配置成:处理在由主时钟设备经由一个或多个端口中的至少一个端口发送的多个时间同步数据包中的至少一些时间同步数据包中的每个时间同步数据包中包括的⑴各自的路径信息以及(ii)各自的时间同步信息；以及响应于对在多个时间同步数据包中的至少一些时间同步数据包中包括的路径信息和时间同步信息的处理而确定系统时间时钟。
【附图说明】
[0018]图1A是根据实施例的示例系统的框图，其中从时钟基于主时钟以及基于由主时钟经由网络中的多个路径发送的信号而被维持。
[0019]图1B是根据实施例的另一示例系统的框图，其中从时钟基于主时钟以及基于由主时钟经由网络中的多个路径发送的信号而被维持。
[0020]图2A和图2B是根据实施例的用于使用经由网络中的多个路径从主时钟接收的多个时钟信号来维持从时钟的示例方法的流程图。
[0021]图3是根据实施例的图示经由在从时钟与主时钟之间的多个路径而被交换的信号的时序图。
[0022]图4是根据实施例的用于使用经由网络中的多个路径从主时钟接收的多个时钟信号来维持从时钟的示例方法的流程图。
[0023]图5是根据实施例的用于使用从主时钟接收的数据包来维持从时钟的示例方法的流程图。
[0024]图6是根据实施例的用于促进确定跨网络的时钟值的示例方法的流程图。
[0025]图7是根据实施例的用于促进确定跨网络的时钟值的另一示例方法的流程图。
[0026]图8A是根据实施例的另一示例系统的框图，其中从时钟基于主时钟以及基于由主时钟经由网络中的多个路径发送的信号而被维持。
[0027]图SB是根据实施例的另一示例系统的框图，其中从时钟基于主时钟以及基于由主时钟经由网络中的多个路径发送的信号而被维持。
[0028]图9是根据实施例的用于促进确定跨网络的时钟值的另一示例方法的流程图。
【具体实施方式】
[0029]图1A是根据实施例的示例系统100的框图，示例系统100具有经由通信网络112在通信上耦合至第二网络设备108的第一网络设备104。第一网络设备104实现主时钟，并且第一网络设备104在本文中有时被称为主时钟设备104。第二网络设备108实现从时钟，并且第二网络设备108在本文中有时被称为从时钟设备108。
[0030]主时钟设备104包括被配置成维持主时钟的时钟模块120。在实施例中，主时钟是日时间(time-of-day)时钟。在另一实施例中，主时钟是没有直接链接至日时间的计数器。在实施例中，时钟模块120包括或者使用维持主时钟的计数器电路。在实施例中，时钟模块120是在多层通信协议栈中的应用层操作的应用层模块。在实施例中，多层通信协议栈(例如传输控制协议/网际协议(TCP/IP)协议组)包括链路层、网际层、传输层和应用层，其中应用层在协议栈中的传输层、网际层和链路层之上。在另一实施例中，多层通信协议栈(例如对应于开放系统互连(OSI)模型)包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，其中应用层在协议栈中的表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层之上。在其它实施例中，时钟模块120在至少在多层通信协议栈中的第四层的另一合适的层操作。
[0031]时钟模块120被配置成使得多个时间标记的数据包通过网络112经由各自不同的通信路径从主时钟设备104被发送至从时钟设备108。在实施例中，多个时间标记的数据包使用由时钟模块120维持的主时钟的一个或多个值而被时间标记。
[0032]网络112包括专用网络、公共网络、骨干网络、提供商网络、因特网等中的一个或多个网络。在实施例中，网络112包括多个网络交换机和/或路由器124(下文中为了简便起见而仅被称为交换机)，并且第一路径128对应于经由交换机124c从交换机124a至交换机124b的链路。第二路径132对应于经由交换机124f从交换机124d至交换机124e的链路。
[0033]时钟模块120被配置成使得第一时间标记的数据包经由路径128从主时钟设备104被发送至从时钟设备108，并且使得第二时间标记的数据包经由路径132从主时钟设备104被发送至从时钟设备108。在实施例中，主时钟设备104包括多个端口 140，并且时钟模块120被配置成使得第一时间标记的数据包经由路径140a被发送，并且使得第二时间标记的数据包经由路径140b被发送。在其它实施例和/或场景中，时间标记的数据包中的至少一些时间标记的数据包中的每个时间标记的数据包经由相同的端口 140被发送(图1A中未示出)。虽然图1A中图示了两个端口 140，然而在其它实施例中，主时钟设备104包括另一合适数目的端口 140 (例如仅一个端口或者多于两个端口)。
[0034]在一个实施例中，主时钟设备104仅包括单个端口 140，并且路径多样性(pathdiversity)完全由网络112来提供。例如，在一些实施例中，在本地管理的网络112中，交换机/路由器可以被配置成在发送去往相同的端点设备但是包括不同头信息(例如源地址、目的地址、层4端口等)的数据包时使用不同的路径。作为另一示例，在一些实施例中，公共网络和/或提供商网络(至少网络112中的一些交换机/路由器)应用负载平衡技术，其中去往相同端点设备的数据包基于数据包中不同的头信息(例如源地址、目的地址、层4端口等)而沿着不同的路径被定向。因此，在一些实施例中，为了使得网络112经由不同的路径向从时钟设备108发送数据包，主时钟设备104改变数据包中的头信息(例如源地址、目的地址、层4端口等)。
[0035]不同于图1A(其示出了耦合至交换机124中的不同交换机的不同端口 140)中的描绘，在一些实施例中，端口 140中的两个或更多个端口被耦合至单个交换机124。在这样的实施例中，不同网络路径中的至少一些网络路径穿过耦合至主时钟设备104的两个或更多个端口 140的单个交换机124的不同端口。例如，在一些实施例中，在本地管理的网络112中，交换机/路由器可以被配置成在发送去往相同的端点设备但是包括不同的头信息(例如源地址、目的地址、层4端口等)的数据包时和/或在经由交换机/路由器的不同物理端口接收数据包时使用不同的路径。作为另一示例，在一些实施例中，公共网络和/或提供商网络(至少网络112中的一些交换机/路由器)应用负载平衡技术，其中去往相同的端点设备的数据包基于数据包中不同的头信息(例如源地址、目的地址、层4端口等)和/或基于交换机/路由器的物理端口(数据包经由其被接收)而沿着不同的路径被定向。因此，在一些实施例中，为了使得网络112经由不同的路径向从时钟设备108发送数据包，主时钟设备104改变数据包中的头信息(例如源地址、目的地址、层4端口等)和/或经由主时钟设备104的不同的物理端口发送数据包，其中主时钟设备104的不同的物理端口分别耦合至交换机124的不同的物理端口。
[0036]从时钟设备108的时钟同步模块150被配置成确定与由主时钟设备104发送的多个时间标记的数据包对应的以及与通过网络112的多个不同的通信路径对应的不同的时钟结果。例如，时钟同步模块150被配置成确定与经由第一路径128被发送的第一时间标记的数据包对应的第一时钟结果以及经由第二路径132被发送的第二时间标记的数据包对应的第二时钟结果。在实施例中，从时钟设备108包括多个端口 154，并且第一时间标记的数据包经由端口 154a被接收，而第二时间标记的数据包经由端口 154