时钟跟踪关系建立方法及时钟跟踪关系计算装置

摘要

本发明公开了一种时钟跟踪关系建立方法，以时钟源接入节点为根计算到其他节点的最短路径树，并根据节点所在的最短路径树确定各个时钟源接入节点所管辖的节点，并由根到末依次建立跟踪路径。本发明还提供相应的时钟跟踪关系计算装置。由于各个节点的时钟源跟踪关系由相对集中的各个时钟源接入节点进行管辖和建立，无需节点之间的相互协调，可以配合网络的集中式控制一起使用，具有良好的扩展性；且在树型路径中依次确定跟踪关系，确保跟踪关系不会成环，并具有最优的跟踪路径。

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体涉及通讯网络中的时钟跟踪关系建立方法及时钟跟踪关系计算装置。

背景技术

在通讯网络中，时钟是一个非常重要的因素，直接关系到网络业务的质量。如果网络中的时钟出现问题，轻则导致业务数据指针的调整，重则导致整个网络瘫痪。

通常，网络采用一个或一个以上的外部时钟源为各个节点提供时钟标准，各个网络节点按照以某种方式规划的跟踪关系，跟踪一个外部时钟源，并在网络状况发生变化时，进行跟踪关系的倒换。时钟跟踪关系需要满足的一个重要原则是：在任何时候时钟跟踪关系不能成环。若跟踪关系成环，例如节点A跟踪B，而节点B又跟踪节点A，则在极短的时间内，网络业务就会裂化并导致失效。

在传统通讯网络中，例如传统的光传输网络中，网络拓扑结构一般比较简单，基本形态主要是链型网络和环型网络，每个节点的链路度数一般为2，所以跟踪倒换关系的规划和实现相应的也较为简单，当节点一端链路的时钟信号裂化时，则跟踪另一端链路的时钟信号；当节点两端链路的时钟信号都不可用时，则进入保持状态。通常可通过人工规划来保证跟踪关系不成环。

然而，随着网络结构日渐复杂，例如在引入控制平面的自动交换光网络(ASON：Automatically Switched Optical Network)中，网络节点一般会有多个度，节点间拓扑关系复杂，且时常可能发生变化。因此，已经很难用人工规划的方式来保证网络节点时钟跟踪倒换关系的正确性。

发明内容

本发明实施例提供一种适用于在复杂网络中进行时钟跟踪关系建立的方法，包括：计算网络的时钟源接入节点到其他节点的最短路径树；根据所述最短路径树以及与所述最短路径树对应的时钟源信息，选择时钟源接入节点所管辖的节点；沿所述最短路径树，从时钟源接入节点到相应的所管辖的节点依次建立时钟跟踪关系。

本发明实施例还提供相应的时钟跟踪关系计算装置。

一种包括：路径计算单元，用于计算网络的时钟源接入节点到其他节点的最短路径树；源选择单元，用于根据所述最短路径树以及与所述最短路径树对应的时钟源信息，选择时钟源接入节点所管辖的节点；路径发布单元，用于将所述路径计算单元和所述源选择单元获得的，时钟源接入节点所管辖节点的路径信息下发到相应的时钟源接入节点。

另一种包括：路径计算单元，用于计算网络的时钟源接入节点到其他节点的最短路径树；源选择单元，用于根据所述最短路径树以及与所述最短路径树对应的时钟源信息，选择时钟源接入节点所管辖的节点；跟踪触发单元，用于沿以本单元所在节点为根的最短路径树，从该节点到该节点所管辖的节点依次建立时钟跟踪关系。

本发明实施例采用以时钟源接入节点为根计算到其他节点的最短路径树，根据节点所在的最短路径树确定各个时钟源接入节点所管辖的节点，并由根到末依次建立跟踪路径的方法；由于各个节点的时钟源跟踪关系由相对集中的各个时钟源接入节点进行管辖和建立，无需节点之间的相互协调，可以配合网络的集中式控制一起使用，具有良好的扩展性；且在树型路径中依次确定跟踪关系，确保跟踪关系不会成环，并具有优化的跟踪路径。

附图说明

图1是本发明实施例一时钟跟踪关系建立方法流程示意图；

图2是本发明实施例一中一个示例网络的结构示意图；

图3是本发明实施例一中示例网络的一个SPT示意图；

图4是本发明实施例一中示例网络的另一个SPT示意图；

图5是本发明实施例一中示例网络的时钟跟踪关系示意图；

图6是本发明实施例二ASON中的时钟跟踪关系建立方法流程示意图；

图7是本发明实施例二中示例的时钟跟踪关系建立示意图；

图8是本发明实施例三时钟跟踪关系计算装置逻辑结构示意图；

图9是本发明实施例四时钟跟踪关系计算装置逻辑结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种时钟跟踪关系建立方法，以时钟源接入节点为根计算到其他节点的最短路径树，根据节点所在的最短路径树确定各个时钟源接入节点所管辖的节点，并由根到末依次建立跟踪路径。本发明实施例还提供与此时钟跟踪关系建立方法相应的时钟跟踪关系计算装置。以下分别进行详细说明。

实施例一、一种时钟跟踪关系建立方法，流程如图1所示，包括：

A1、计算网络的时钟源接入节点到其他节点的最短路径树(SPT：shortestpath tree)；

本发明实施例中，SPT的计算可以是完全集中式的计算，即，由独立的网络设备来承担，例如采用与网络通过某种方式连接的计算服务器来进行计算，可将负责计算的该独立的网络设备视为一个设定的计算节点；也可以是部分集中式的计算，即由各个时钟源接入节点来执行计算，当然，若网络仅有一个时钟源，则仍可视为完全集中的计算。

计算方法是以各个外部时钟源的接入节点作为根节点，计算出该节点到网络中所有其他节点的SPT，因此网络中有多少外部时钟源，对应的就会计算出多少棵SPT。具体算法可采用最短路径优先(SPF：Shortest Path First)算法等，所用算法主要用于按照一定的规则获取时钟源接入节点到其他节点的最短路径，任何能够实现该目的的算法均可被选择，实际采用何种算法可根据应用需要确定。为便于理解，以下给出一个假设的例子作为对SPT的示例性解释：

如图2所示，假定一个包括节点0～7共8个节点的网络，采用两个大楼综合时钟供给系统(BITS：Building Integrated Timing System)BITS 1和BITS2作为外部时钟源。其中节点0为BITS1的接入节点，节点5为BITS2的接入节点。各节点之间具有图2中连线所表示的拓扑关系，连线上的数字代表路径距离，数字越大表示距离越远。以节点0和节点5为根计算得到的SPT分别如图3和图4所示，图3中用双实线表示节点0的SPT路径，图4中用双虚线表示节点5的SPT路径。一般而言，确定最短路径时以跳数最少为优先，若跳数相同则选择距离最短的路径，具体规则可根据实际应用确定。

执行计算的节点(包括设定的计算节点和各个时钟源接入节点，下同)可通过获取网络的拓扑信息来进行SPT的计算。网络的拓扑信息可利用路由协议进行洪泛，发布到执行计算的节点，例如可采用开放最短路径优先(OSPF：Open Shortest Path First)协议在网络中发布拓扑信息。

A2、根据计算出的SPT以及与所述SPT对应的时钟源信息，选择时钟源接入节点所管辖的节点；

本步骤确定各个节点需要跟踪哪一个时钟源，网络中的若干节点跟踪某个时钟源时，就意味着与该时钟源相连的时钟源接入节点“管辖”这些节点。确定时钟源接入节点所管辖的节点可采用如下方法：

1、若某节点只属于一棵SPT，则说明该节点只能与一个时钟源相接，因此判断该SPT对应的时钟源接入节点管辖该节点；

2、若某节点属于多棵SPT，则说明该节点能与多个时钟源相接，可以跟踪任何一个时钟源；为优化跟踪关系，同时在采用部分集中式计算时，保证各个时钟源接入节点获得相同的管辖划分结果，可按照某种预置的选择规则为属于多棵SPT的节点确定一个管辖该节点的时钟源接入节点。具体可采用如下选择规则：

A、选择与时钟质量等级最高的时钟源相连的时钟源接入节点；

B、若时钟质量等级相同，选择与优先级最高的时钟源相连的时钟源接入节点；

C、若时钟质量等级与优先级均相同，选择到节点路径最短的时钟源接入节点；

D、若上述诸项均相同，可采用一些能够产生唯一结果的规则进行进一步的区分，例如，可选择编号最小的时钟源接入节点等。

例外的，若网络中某节点不在任何计算出的SPT中，则表示该节点与所有时钟源在网络拓扑中已分离、不连通，因此该节点不属于任何时钟源接入节点“管辖”。

在确定节点的管辖关系后，结合与管辖该节点的时钟源接入节点相连的时钟源，以及该节点在该时钟源接入节点对应的SPT中的路径，即可确定该节点的时钟跟踪关系。在采用完全集中式的计算方式时，设定的计算节点需要将计算出的时钟跟踪关系下发到各个时钟源接入节点，以便后续执行时钟跟踪关系的建立。计算节点可以将全网节点的时钟跟踪关系统一下发给各个接入节点，由接入节点自行选择所管辖的部分；也可以有针对性的对各个接入节点只下发其所管辖的部分。

为便于理解，仍以图2中网络为例，说明节点的时钟跟踪关系的确定。假设图2中BITS1和BITS2具有相同的质量等级和优先级，则管辖各个节点的时钟源接入节点根据节点所在SPT的最短路径来确定。比较图3和图4，显然，节点5管辖节点3、4；节点0管辖节点1、2、6、7，节点的时钟跟踪关系如图5所示，图5中用双实线表示节点0管辖的节点的跟踪路径，用双虚线表示节点5管辖的节点的跟踪路径。

由上述时钟源接入节点的管辖选择规则可以看出，在确定节点的管辖关系时，执行计算的节点可能需要依据相关的时钟源信息，包括质量等级和优先级等，该信息同样可以通过洪泛的方式由时钟源接入节点向整个网络发布。

通过步骤A1、A2可以看出，由于基于相同的信息并采用统一的计算方式和选择规则，无论采用完全集中式的还是部分集中式的计算，各个时钟源接入节点得到的时钟跟踪关系(包括节点的管辖关系以及相应的跟踪路径)都是一致而不相冲突的，无需进行相互协调，确保满足时钟跟踪关系倒换的时间要求。

A3、沿SPT从时钟源接入节点到相应的所管辖的节点依次建立时钟跟踪关系；

时钟源接入节点可以通过向自身所管辖的节点发送信令的方式，来进行时钟跟踪关系的建立。信令沿以该接入节点为根的SPT路径进行传递，每个节点依次建立对上一节点的时钟跟踪关系，确保跟踪关系不会成环。

上述时钟跟踪关系的建立过程可在系统启动初始化后，进入正常运行状态时执行。此外，由于建立时钟跟踪关系所依据的网络的拓扑信息反映的是当前网络的实际状态，是一个动态信息，具有实时性；而所依据的时钟源信息也可能随着时钟源状态的变化发生改变；这些信息的更新都可能导致当前使用的时钟跟踪关系发生损坏或不是最优。

可能的网络拓扑信息更新包括：

1、链路发生中断或降级；

2、链路由中断或降级状态恢复正常；

3、时钟源接入节点重启等。

可能的时钟源信息更新包括：

1、时钟源质量等级或优先级变化；

2、时钟源损坏或恢复；

3、时钟源重置导致的中断和恢复等。

因此，当网络拓扑信息以及时钟源信息的更新发布到执行计算的节点时，为了保证时钟跟踪关系的有效性，就可能需要触发时钟跟踪关系的重新计算，此时可以采用两种策略：

一是，只要网络拓扑信息或时钟源信息发生更新，就重新进行时钟跟踪关系的计算；

二是，在网络拓扑信息或时钟源信息发生更新时，先判断更新的信息是否对当前的时钟跟踪关系产生影响，只在判断为是时，则重新触发SPT的计算和对时钟源接入节点所管辖的节点的选择。例如，在图5所示的时钟跟踪关系下，若节点3、4之间的链路中断，则判断不会影响跟踪关系，不触发重新计算；若节点0、7之间的链路中断，则判断会影响跟踪关系，需要触发重新计算。

特别地，为避免瞬时链路抖动引起的频繁更新，可设置一定的防抖延迟，在延迟后保持稳定的网络更新信息才被视为有效的更新信息。

当然，时钟跟踪关系的重新计算并不一定意味着时钟倒换，可以只在重新计算的结果发生变化时，才进行时钟倒换。此时，可以仅触发发生变化部分的时钟跟踪关系的更新，也可以以一个时钟源接入节点所管辖的全部节点为单位触发更新，或者还可以触发全网的更新。

下面基于一种特定的网络--ASON，在实施例一的基础上提供一种具体的实施方法。

实施例二、一种ASON中的时钟跟踪关系建立方法，本实施例与实施例一的区别在于，基于ASON中所采用的多协议标签交换/通用多协议标签交换(MPLS/GMPLS：Multi-Protocol Label Switch/Generalized Multi-Protocol LabelSwitch)协议，提供以信令来建立跟踪关系的方式，流程如图6所示，包括：

B1、计算网络的时钟源接入节点到其他节点的SPT；

B2、根据计算出的SPT以及与所述SPT对应的时钟源信息，选择各个时钟源接入节点所管辖的节点；

上述两个步骤与实施例一中的对应步骤类似。

B3、采用路径(PATH)消息从时钟源接入节点到相应的所管辖的节点依次建立时钟跟踪关系；具体包括：

时钟源接入节点沿SPT，以所管辖的节点中的分支末节点为目的节点，逐跳发送携带特定标识的PATH消息。该特定标识表示所发送的PATH消息是用来建立时钟跟踪关系的特殊PATH消息，具体标识形式本发明不作限定。

PATH消息经过和到达的各个节点，根据其中的特定标识判断是用于建立时钟跟踪关系的PATH消息，跟踪所述PATH消息的入链路的时钟。随着PATH消息沿SPT从根到末的依次转发，时钟源接入节点所管辖的各个节点都建立起到与该时钟源接入节点相连的时钟源的跟踪关系。

这里基于一个基本的事实，即，时钟源接入节点到其所管辖的分支末节点的SPT路径所经过的所有节点都是该接入节点所管辖的节点。因此，虽然时钟源接入节点可能管辖多个节点，但只需要向所管辖的分支末节点按照SPT路径发送PATH消息即可，可减少所需要的信令过程。为便于理解，以下给出一个假设的例子作为对上述跟踪关系建立过程的示例性解释：

如图7所示，假定时钟源接入节点A管辖B、C、D、E四个节点，其中节点D、E为分支末节点。因此，需要从节点A发起的建立时钟跟踪关系的PATH信令过程有两条路径，分别是A→B→C→D和A→E。

上述利用PATH消息建立时钟跟踪关系的过程类似于建立业务的标签交换路径(LSP：Label Switching Path)的过程。例如，图7中PATH信令沿两条建立路径走完后就得到两条时钟跟踪的LSP，这些LSP信息会存储在信令层面，造成一定的资源浪费，因此，优选地，可以增加执行下述步骤来释放资源：

B4、采用路径信息删除(PATHERR)消息删除PATH消息建立的LSP；具体包括：

分支末节点在收到所述PATH消息后，还以发送该PATH消息的时钟源接入节点为目的节点，逐跳发送PATHERR消息。

PATHERR消息经过和到达的各个节点，删除对所述PATH消息建立的LSP信息。图7中，以与PATH消息传递方向相反的箭头表示出这一过程。这样，时钟跟踪关系建立后，信令层面可以不保存任何“时钟LSP”的信息。

应当理解，实现本发明时钟跟踪关系建立方法的软件可以存储于计算机可读介质中。该软件的在执行时，包括如下步骤：计算网络的时钟源接入节点到其他节点的最短路径树；根据所述最短路径树以及与所述最短路径树对应的时钟源信息，选择时钟源接入节点所管辖的节点；沿所述最短路径树，从时钟源接入节点到相应的所管辖的节点依次建立时钟跟踪关系。所述的可读介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

下面对本发明实施例的时钟跟踪关系计算装置进行详细说明。

实施例三、一种时钟跟踪关系计算装置10，基于本发明实施例一提供的完全集中式计算方式，本实施例时钟跟踪关系计算装置10设置于独立的计算节点，该装置如图8所示，包括：

路径计算单元11，用于计算网络的时钟源接入节点到其他节点的最短路径树；

源选择单元12，用于根据路径计算单元11计算出的最短路径树以及与所述最短路径树对应的时钟源信息，选择各个时钟源接入节点所管辖的节点；

路径发布单元13，用于将路径计算单元11和源选择单元12获得的，时钟源接入节点所管辖节点的路径信息，下发到相应的时钟源接入节点。

为了能够根据计算依赖信息的实时变化对计算得到的时钟跟踪关系进行更新，本实施例时钟跟踪关系计算装置10还包括更新触发单元14，用于在收到更新的网络拓扑信息和/或外部时钟源信息时，重新触发路径计算单元11和源选择单元12进行最短路径树的计算和对各个时钟源接入节点所管辖的节点的选择。进一步的，更新触发单元14可对更新信息进行分析，仅在确定更新信息对当前的时钟跟踪关系产生影响时触发更新，此时，更新触发单元可采用如下结构，包括：

控制子单元141，用于在收到更新的网络拓扑信息和/或时钟源信息时，判断所述更新的网络拓扑信息和/或时钟源信息是否对当前的时钟跟踪关系产生影响；

触发子单元142，用于在控制子单元141判断为是时，重新触发所述路径计算单元和源选择单元进行最短路径树的计算和对时钟源接入节点所管辖的节点的选择。

实施例四、一种时钟跟踪关系计算装置20，基于本发明实施例一提供的部分集中式计算方式，本实施例时钟跟踪关系计算装置20设置于网络的各个时钟源接入节点，该装置如图9所示，包括：

路径计算单元21，用于计算网络的时钟源接入节点到其他节点的最短路径树；

源选择单元22，用于根据路径计算单元21计算出的最短路径树以及与所述最短路径树对应的时钟源信息，选择时钟源接入节点所管辖的节点；

跟踪触发单元23，用于沿以本单元所在节点为根的最短路径树，从本节点到本节点所管辖的节点依次建立时钟跟踪关系。跟踪触发单元23建立时钟跟踪关系可采用向被管辖的节点发送信令的方式；例如，在ASON网络中，可通过以所管辖的节点中的分支末节点为目的节点，发送携带特定标识的PATH消息的方式来进行时钟跟踪关系的建立，具体执行方式可参考实施例二。

与实施例三中相仿，为了能够根据计算依赖信息的实时变化对计算得到的时钟跟踪关系进行更新，本实施例时钟跟踪关系计算装置20同样可包括更新触发单元24，并且该单元同样可进一步采用如下结构，包括：

控制子单元241，用于在收到更新的网络拓扑信息和/或时钟源信息时，判断所述更新的网络拓扑信息和/或时钟源信息是否对当前的时钟跟踪关系产生影响；

触发子单元242，用于在控制子单元241判断为是时，重新触发所述路径计算单元和源选择单元进行最短路径树的计算和对时钟源接入节点所管辖的节点的选择。

通过上述实施例可以看出，本发明实施例采用以时钟源接入节点为根计算到其他节点的最短路径树，根据节点所在的最短路径树确定各个时钟源接入节点所管辖的节点，并由根到末依次建立跟踪路径的方法；由于各个节点的时钟源跟踪关系由相对集中的各个时钟源接入节点进行管辖和建立，无需节点之间的相互协调，可以配合网络的集中式控制一起使用，具有良好的扩展性；且在树型路径中依次确定跟踪关系，确保跟踪关系不会成环，并具有优化的跟踪路径。并且，各个时钟源都有对应的最短路径树，基于一定的选择原则，使得多个相同质量的时钟源可以同时发挥作用。此外，在本发明实施例应用于ASON的方法中，由于使用信令来建立跟踪关系，不仅在进行跟踪关系倒换时能够满足时间上的要求；同时，由于信令过程本身保证了满足可靠性传输的要求，因此无须开发新的可靠性协议，对现有网络改动小。

以上对本发明实施例所提供的时钟跟踪关系建立方法和时钟跟踪关系计算装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。