一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法技术

本发明专利技术公开一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法，包括构建1

【技术实现步骤摘要】
一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法


[0001]本专利技术涉及监控系统
，具体为一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法。

技术介绍

[0002]在SCADA监控系统领域，随着业务的不断扩展和数据处理的难度提升，现在主流的技术方案均采用分布式集群架构，以多节点任务分担的模式增加业务范畴，提高系统性能。
[0003]在项目部署运行过程中，多机器节点的时钟同步异常一直是一大难点，如卫星钟时间失步、时间跳变等情况，而由时钟同步异常造成的问题包括数据时间戳混乱、应用程序运行紊乱或崩溃，甚至可进而造成系统瘫痪的后果，此外，传统的部署方案主要是被授时节点向单一授时源请求时间，未能考虑到集群机器节点数量众多的情况下，导致授时响应延迟，授时可靠性降低。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述和/或现有的SCADA监控系统中存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术的目的是提供一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法，有效解决集群机器节点间的时间不一致、机器时间跳变等问题，为集群机器节点间时间步调一致、机器时间连续可靠、系统稳定奠定底层基础。
[0007]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法，其包括：
[0009]构建1
‑
N的多级域；
[0010]一级域内的时钟源服务器与卫星钟直接对时，一级域内的机器节点与本域内的时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步；
[0011]2‑
N级的每一级域内的时钟源服务器与上一级域内的代理时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步，且2
‑
N级的每一级域内机器节点与本域内的时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步；
[0012]其中，1
‑
N级的每一级域内代理时钟源服务器均与本域内的时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步。
[0013]作为本专利技术所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法的一种优选方案，其中，所述时钟源服务器包括时钟源主机以及时钟源备机，且在初始状态下，通过配置文件确定时钟源主备机，且每个域内的所有机器节点同时只与时钟源主机或者时钟源备机对时；
[0014]当本域内的时钟源主机和时钟源备机均能获得上一级域内的代理时钟源服务器的时间，该域内其它机器节点由本域内的时钟源主机授时；
[0015]当本域内的时钟源主机可以获取上一级域内的代理时钟源服务器的时间，而时钟源备机无法获取上一级域内的代理时钟源服务器的时间，该域内其它机器节点由本域内的时钟源主机授时；
[0016]当本域内的时钟源主机无法获取上一级域内的代理时钟源服务器的时间，而时钟源备机可以获取上一级域内的代理时钟源服务器的时间，该域内其它机器节点由本域内的时钟源备机授时，同时，定时监测时钟源主机是否恢复有效，一旦恢复则切换为由域内时钟源主机授时；
[0017]当本域内的时钟源主机和时钟源备机均无法获得上一级域内的代理时钟源服务器的时间，即均处于失步状态时，此时该域内其它机器节点由时钟源主机授时，同时，定时监测时钟源主备机是否恢复有效，若备机先恢复有效则切换为由域内备机授时，此后若主机也恢复有效，则切换为由域内主机授时。
[0018]作为本专利技术所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法的一种优选方案，其中，所述时钟源主机或者时钟源备机的有效性检测如下：
[0019]在初始状态下，默认时钟源主机或者时钟源备机有效；
[0020]周期性的对时钟源主机或者时钟源备机进行通讯检测，若连续三次出现以下异常中的一种，则判定时钟源主机或者时钟源备机无效；其中，
[0021]第一种异常为：连续两次从钟源主机或者时钟源备机获取到的时钟源时间差与请求的时间间隔之差大于对应阈值；
[0022]第二种异常为：时钟源主机或者时钟源备机的授时时间带有“未同步”标志；
[0023]机器节点请求时钟源时间，在请求周期内未能收到钟源主机或者时钟源备机的响应；
[0024]机器节点链路未能连接到时钟源主机或者时钟源备机节点，双网链路连接均失败。
[0025]作为本专利技术所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法的一种优选方案，其中，所述阈值为10ms。
[0026]作为本专利技术所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法的一种优选方案，其中，机器节点与本域内的时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步的步骤如下：
[0027]本域内的机器节点周期性的向时钟源主机或者时钟源备机请求时间，根据NTP协议计算时钟源主机或者时钟源备机授时的标准时间，并与本机时间比较时间差是否大于允许的偏差范围；
[0028]若时钟源主机或者时钟源备机授时的标准时间与本机时间的时间差小于允许的偏差范围，则本机时间准确，无需校对，若大于允许的偏差范围，则进一步判断标准时间与本机时间差是否小于步进时间；
[0029]若时钟源主机或者时钟源备机授时的标准时间与本机时间差小于步进时间，则本机直接写入标准时间，若大于步进时间，则按照步进请求周期向时钟源主机或者时钟源备机请求时间，根据NTP协议计算标准时间，并与本机时间比较时间差是否大于步进时间；
[0030]若标准时间超前本机时间，则将本机时间加步进时间后写入本机，若标准时间滞后本机时间，则将本机时间减步进时间后写入本机。
[0031]作为本专利技术所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法的一种优选方案，其中，所述本域内的机器节点向时钟源主机或者时钟源备机请求时间的周期时间为5min。
[0032]作为本专利技术所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法的一种优选方案，其中，所述标准时间与本机时间的比较时间差的偏差范围为0
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3ms。
[0033]作为本专利技术所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法的一种优选方案，其中，所述步进时间为50ms。
[0034]作为本专利技术所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法的一种优选方案，其中，所述步进请求周期为800ms。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：针对SCADA系统集群架构方案，级联步进式防跳变时钟同步方法一方面在部署上可支持机器节点的分层级联结构，被授时节点可在不同层级按照时钟源主备机选择策略自主选择出可靠授时源，降低授时源因被授时节点众多造成的过大的负载压力，以保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法，其特征在于，包括：构建1
‑
N的多级域；一级域内的时钟源服务器与卫星钟直接对时，一级域内的机器节点与本域内的时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步；2
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N级的每一级域内的时钟源服务器与上一级域内的代理时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步，且2
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N级的每一级域内机器节点与本域内的时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步；其中，1
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N级的每一级域内代理时钟源服务器均与本域内的时钟源服务器通过NTP协议通讯获取时间并进行时钟同步。2.根据权利要求1所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法，其特征在于，所述时钟源服务器包括时钟源主机以及时钟源备机，且在初始状态下，通过配置文件确定时钟源主备机，且每个域内的所有机器节点同时只与时钟源主机或者时钟源备机对时；当本域内的时钟源主机和时钟源备机均能获得上一级域内的代理时钟源服务器的时间，该域内其它机器节点由本域内的时钟源主机授时；当本域内的时钟源主机可以获取上一级域内的代理时钟源服务器的时间，而时钟源备机无法获取上一级域内的代理时钟源服务器的时间，该域内其它机器节点由本域内的时钟源主机授时；当本域内的时钟源主机无法获取上一级域内的代理时钟源服务器的时间，而时钟源备机可以获取上一级域内的代理时钟源服务器的时间，该域内其它机器节点由本域内的时钟源备机授时，同时，定时监测时钟源主机是否恢复有效，一旦恢复则切换为由域内时钟源主机授时；当本域内的时钟源主机和时钟源备机均无法获得上一级域内的代理时钟源服务器的时间，即均处于失步状态时，此时该域内其它机器节点由时钟源主机授时，同时，定时监测时钟源主备机是否恢复有效，若备机先恢复有效则切换为由域内备机授时，此后若主机也恢复有效，则切换为由域内主机授时。3.根据权利要求2所述的一种基于NTP协议的级联步进式防跳变时钟同步方法，其特征在于，所述时钟源主机或者时钟源备机的有效性检测如下：在初始状态下，默认时钟源主机或者时钟源备机有效；周期性的对时钟源主机或者时钟源备机进行通讯检测，若连续三次出现以下异常...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪贤浩，李德军，刘柱云，
申请(专利权)人：国电南京自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：