时钟同步方法、设备、计算机可读存储介质和系统与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种时钟同步方法、设备、计算机可读存储介质和系统。

背景技术：

1、时钟同步是通过对本地时钟的某些操作，达到为分布式系统(其包括多个控制器)提供一个统一时间标度的过程。随着以太网时钟同步技术在汽车、航天、电力等领域越来越多的应用，设计的系统也越来越复杂。

2、相关技术中，将主用时钟装置和备用时钟装置均与a网、b网连接，用于通过a、b双网接入的应用装置接收来自双网上的主时钟(master)发送的a、b双网精密定时协议(precision timing protocol，ptp)同步报文。该方案中，主用时钟装置和备用时钟装置均包括a协议栈和b协议栈，对于每个装置来说，当作为主时钟时，采用a协议栈，当作为从时钟时，采用b协议栈，因此，当两个装置中作为主时钟的装置异常时，该装置要从主时钟切换为从时钟，伴随着从a协议栈切换到b协议栈，对应的，另一个装置，要从从时钟切换为主时钟，伴随着从b协议栈切换到a协议栈。由于a协议栈和b协议栈属于两个不同的域，因此，相关技术是工作在双域系统，涉及两个协议栈，逻辑复杂，占用资源较多。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种时钟同步方法、设备、计算机可读存储介质和系统，简化了逻辑，降低了资源占用。

2、本发明实施例的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供一种时钟同步方法，所述方法应用于承载协议栈的时钟同步设备，所述时钟同步设备分别与第一设备和第二设备连接，所述时钟同步设备、所述第一设备和所述第二设备之间采用同一套协议栈，所述方法包括：当检测到作为主时钟的第一设备处于异常状态时，向作为从时钟的第二设备发送携带第一设备异常信息的第一应用报文，使得所述第二设备基于所述第一应用报文将在协议栈中的角色由从时钟切换为主时钟；基于作为主时钟的第二设备的当前时间戳，向所述第一设备发送第一时间同步报文，使得所述第一设备在工作时基于所述第一时间同步报文在同步成功后恢复常规状态；当检测到所述第一设备处于常规状态时，向所述第一设备发送第一切换指令，使得所述第一设备基于所述第一切换指令将在协议栈中的角色由从时钟切换为主时钟。

4、本方案中，只需要一套协议栈即可完成单域下时钟同步冗余，在第一设备发生异常时，第一设备和第二设备只需要更改其协议栈的角色，通过发送应用报文的方式实现时钟同步冗余设置，简化了逻辑，降低了资源占用。

5、在一些实施例中，所述当检测到作为主时钟的第一设备处于异常状态时，向作为从时钟的第二设备发送携带第一设备异常信息的第一应用报文，包括：当检测到作为主时钟的第一设备处于所述异常状态时，向作为从时钟的第二设备发送携带第一设备异常信息的第一应用报文，并向所述第一设备发送第二切换指令，使得所述第一设备基于所述第二切换指令将在协议栈中的角色由主时钟切换为从时钟。

6、本方案中，当检测到作为主时钟的第一设备处于异常状态时，对协议栈中的角色进行切换，将第一设备在协议栈的角色由主时钟切换为从时钟，将第二设备在协议栈的角色由从时钟切换为主时钟，在单域下通过发送以太网报文的方式实现了时钟冗余，简化了逻辑，降低了资源占用。

7、在一些实施例中，所述当检测到所述第一设备处于常规状态时，向所述第一设备发送第一切换指令，包括：当检测到第一设备处于常规状态时，向所述第一设备发送所述第一切换指令，并向作为主时钟的第二设备发送携带第一设备常规信息的第二应用报文，使得所述第二设备基于所述第二应用报文将在协议栈中的角色由主时钟切换为从时钟。

8、本方案中，当检测到作为从时钟的第一设备重新处于常规状态(也就是正常工作)时，对协议栈中的角色再次进行切换，将第一设备在协议栈的角色由从时钟切换为主时钟，将第二设备在协议栈的角色由主时钟切换为从时钟，在单域下通过发送以太网报文的方式实现了时钟冗余，简化了逻辑，降低了资源占用。

9、在一些实施例中，所述时钟同步设备包括交换机，所述交换机分别与所述第一设备和所述第二设备连接；通过所述交换机向作为从时钟的第二设备发送携带第一设备异常信息的第一应用报文；所述方法还包括：所述交换机基于所述第一应用报文由第一模式切换至第二模式；其中，在所述第一模式下所述交换机的第一从端口与所述第一设备连接，所述交换机的第一主端口与所述第二设备连接，在所述第二模式下所述交换机的第二从端口与所述第二设备连接，所述交换机的第二主端口与所述第一设备连接。

10、本方案中，通过交换机实现协议栈中各个设备之间的报文传输，并且交换机的工作模式(第一模式和第二模式)跟随应用报文进行切换，以保证能够成功传输以太网报文，从而能够在单域下通过发送以太网报文的方式实现时钟冗余，简化逻辑。

11、在一些实施例中，所述时钟同步设备包括交换机，所述交换机分别与所述第一设备和所述第二设备连接；通过所述交换机向作为主时钟的第二设备发送携带第一设备常规信息的第二应用报文；所述方法还包括：所述交换机基于所述第二应用报文由第二模式切换至第一模式。

12、本方案中，由协议栈对采用同一套协议的各个设备进行逻辑控制，通过交换机提供协议栈、第一设备、第二设备之间以太网报文的传输路径。交换机的工作模式(第一模式和第二模式)跟随应用报文进行切换，以保证能够成功传输以太网报文，从而能够在单域下通过发送以太网报文的方式实现时钟冗余，简化逻辑。

13、在一些实施例中，所述方法还包括：基于重新作为主时钟的第一设备的当前时间戳，向所述第二设备发送第二时间同步报文，并向其他设备发送第三时间同步报文，使得所述第二设备基于所述第二时间同步报文进行时间同步，所述其他设备基于所述第三时间同步报文进行各自的时间校正。

14、本方案中，该时钟冗余方法，只需要一套协议栈即可实现第二设备和其他设备的时间同步，逻辑简单，降低了占用的资源。

15、在一些实施例中，所述方法还包括：读取所述第一设备的寄存器；根据所述寄存器中存储的用于表征第一设备工作状态的参数，判断所述第一设备是否处于异常状态。

16、本方案中，读取第一设备的寄存器，根据寄存器中所存储的用于表征第一设备工作状态的参数，基于该参数判断第一设备是否处于异常状态。进而在判断出第一设备处于异常状态时，通过协议栈结合以太网报文的形式，切换第一设备的角色、切换第二设备的角色，交换机切换模式，从而能够在单域下实现时钟冗余，简化了逻辑，降低资源占用。

17、在一些实施例中，所述第一应用报文或第二应用报文均包括源地址、目的地址、工作模式和数据；其中，所述源地址表征作为主时钟的设备的地址；所述目的地址表征作为从时钟的设备的地址；所述工作模式表征作为主时钟的设备的工作状态，所述工作状态包括异常状态和常规状态；所述数据包括工作状态的判断规则。

18、本方案中，第一应用报文包括报文传输过程中的发送设备的地址和接收设备的地址，以及发送设备的工作状态的判断规则，以便能够在主时钟发生异常时，及时切换协议栈中主、从时钟的角色，通过发送应用报文的方式来实现时钟同步冗余设置，简化了逻辑，降低了资源占用。

19、在一些实施例中，所述第一时间同步报文、第二时间同步报文、第三时间同步报文、所述第一应用报文和第二应用报文属于单域上的以太网报文。

20、本方案中，时钟同步设备、第一设备和第二设备之间采用同一套协议栈，该协议栈支持以太网报文(包括第一时间同步报文、第二时间同步报文、第三时间同步报文、第一应用报文和第二应用报文)的发送、接收和解析，通过发送以太网报文的方式实现时钟冗余，简化逻辑。

21、第二方面，本发明实施例提供一种时钟同步设备，所述设备包括：存储器，用于存储可执行计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行计算机程序时，实现上述第一方面所述的时钟同步方法。

22、第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，用于被处理器执行时，实现上述第一方面所述的时钟同步方法。

23、第四方面，本发明实施例提供一种时钟同步系统，所述系统包括承载协议栈的时钟同步设备、第一设备和第二设备，所述时钟同步设备分别与所述第一设备和所述第二设备连接，所述时钟同步设备、所述第一设备和所述第二设备之间采用同一套协议栈；当所述时钟同步设备检测到作为主时钟的第一设备处于异常状态时，向作为从时钟的第二设备发送携带第一设备异常信息的第一应用报文；所述第二设备基于所述第一应用报文将在协议栈中的角色由从时钟切换为主时钟；所述时钟同步设备基于作为主时钟的第二设备的当前时间戳，向所述第一设备发送第一时间同步报文；所述第一设备在工作时基于所述第一时间同步报文在同步成功后恢复常规状态；当所述时钟同步设备检测到所述第一设备处于常规状态时，向所述第一设备发送第一切换指令；所述第一设备基于所述第一切换指令将在协议栈中的角色由从时钟切换为主时钟。

24、本发明实施例提供了一种时钟同步方法、设备、计算机可读存储介质和系统。根据本发明实施例提供的方案，该方法应用于承载协议栈的时钟同步设备，时钟同步设备分别与第一设备和第二设备连接，时钟同步设备、第一设备和第二设备之间采用同一套协议栈，也就是说，时钟同步设备、第一设备和第二设备在同一域系统；在进行主时钟和从时钟切换时，由于是同一套协议栈，无需切换域，正常情况下，将第一设备作为主时钟，第二设备作为冗余时钟(或称为从时钟)，第一设备通过协议栈向第二设备发送时间同步报文，实现时间同步。当作为主时钟的第一设备发现自己处于异常状态时，其在协议栈中的角色由主时钟切换为从时钟。该方法包括：当时钟同步设备检测到作为主时钟的第一设备处于异常状态时，向作为从时钟的第二设备发送携带第一设备异常信息的第一应用报文，使得第二设备对第一应用报文进行解析，判断出第一设备处于异常状态，进而将其将在协议栈中的角色由从时钟切换为主时钟；时钟同步设备基于作为主时钟的第二设备的当前时间戳，向第一设备发送第一时间同步报文，使得第一设备在工作时基于第一时间同步报文进行自身的时间同步，在同步成功后恢复常规状态；当时钟同步设备检测到第一设备处于常规状态时，向第一设备发送第一切换指令，使得第一设备基于第一切换指令将在协议栈中的角色由从时钟切换为主时钟，只需要一套协议栈即可完成单域下时钟同步冗余，在第一设备发生异常时，第一设备和第二设备只需要更改其协议栈的角色，通过发送应用报文的方式实现时钟同步冗余设置，简化了逻辑，降低了资源占用。

25、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开的技术方案。