[發明專利]一種去中心化的快速網絡時間同步方法

在審

• 申請號: 202110409529.9
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN112821979A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 張馳;陳建飛;王迎
• 申請（專利權）人: 浙江國利信安科技有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 杭州中港知識產權代理有限公司 33353
• 代理人: 施建勇

1.一種去中心化的快速網絡時間同步方法，通信時采用周期式通信，每個通信周期為一個宏周期；網絡中有一個節點為提供時間基準的主時鐘節點，其具有主時鐘身份，且該身份具有唯一性；向主時鐘節點進行時間同步的節點為從時鐘節點，其具有從時鐘身份；所有的從時鐘節點需要與該主時鐘節點進行時鐘同步通信，實現整個網絡的時間同步；其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，身份競爭過程：主時鐘身份的競爭過程通過主時鐘聲明報文進行；主要的競爭規則為：哪個節點先發送主時鐘聲明報文進行聲明，則該節點先成為主時鐘節點；競爭出唯一一個主時鐘節點之后，該主時鐘節點為整個網絡提供時間基準，周期性的發送攜帶時間戳的主時鐘周期報文；

步驟S2，時鐘同步過程：網絡中的其它節點向該主時鐘節點發送時鐘同步請求報文，主時鐘節點接收同步請求報文后會回復同步響應報文，完成時鐘同步。

2.如權利要求1所述的一種去中心化的快速網絡時間同步方法，其特征在于，步驟S1中，還包括以下步驟：

步驟S1a，判斷接入網絡的節點是否具有強制身份，該強制身份為主時鐘身份或從時鐘身份：

如果網絡中強制指定某個節點一定為從時鐘節點，那么該節點無論什么時間接入網絡，均不參與主時鐘身份的競爭，成為從時鐘節點，僅參與時鐘同步過程；

如果網絡中強制指定某個節點一定為主時鐘節點，那么該節點無論什么時間接入網絡，均成為主時鐘節點；該節點會無視其它節點，強行直接發送主時鐘周期報文，直到其他節點不在競爭或是原本的主時鐘節點不在作為主工作；

如果網絡中有多個節點都被強行設置為主時鐘節點，則會根據誰先發送主時鐘周期報文，誰優先成為主時鐘節點，其它強制主時鐘節點不再與其競爭；

如果接入網絡的節點不具有強制身份，則進行下一步。

3.如權利要求2所述的一種去中心化的快速網絡時間同步方法，其特征在于，步驟S1中，還包括以下步驟：

步驟S1b，判斷節點接入的網絡是否已經存在主時鐘節點：

如果節點接入的網絡已經存在主時鐘節點，那么該節點成為從時鐘節點；

如果節點接入的網絡已經不存在主時鐘節點，那么該節點參與主時鐘身份的競爭，進行下一步。

4.如權利要求3所述的一種去中心化的快速網絡時間同步方法，其特征在于，步驟S1中，還包括以下步驟：

步驟S1c，主時鐘身份的競爭：

節點接入網絡后，首先需要監聽網絡中是否存在主時鐘節點或者已有其他節點在進行主時鐘聲明：

如果有，那么該節點就不會再企圖競爭主時鐘身份；

如果沒有，則該節點開始周期性地發送主時鐘聲明報文一段時間，這段時間內沒有人和自身競爭，則成為主時鐘節點；如果發送主時鐘聲明報文的節點收到了其它節點的主時鐘聲明報文，即同時有多個節點在發送主時鐘聲明報文，那么根據發送主時鐘聲明報文的邏輯地址進行判斷：邏輯地址越小優先級越高，優先級低的節點會主動避讓停止發送主時鐘聲明報文，因此，邏輯地址最小的主時鐘聲明報文所對應的發送節點成為主時鐘節點；

當主時鐘節點連續接收到其它強制主身份的主時鐘周期報文，表示網絡中強制指定某個節點一定為新的主時鐘節點，則原先的主時鐘節點成為從時鐘節點；

從時鐘節點的從時鐘身份無需競爭獲得，未成為主時鐘節點的節點自動成為從時鐘節點。

5.如權利要求4所述的一種去中心化的快速網絡時間同步方法，其特征在于，步驟S1中，還包括以下步驟：

步驟S1d，判斷主時鐘節點是否掉線：

從時鐘節點需要與主時鐘節點進行同步，每個宏周期均會檢測主時鐘節點發出的主時鐘周期報文；如果從時鐘節點連續若干周期都沒有收到主時鐘周期報文，則表示主時鐘節點掉線，這時，從時鐘節點將重新進行主時鐘身份的競爭過程，回到步驟S1c，競爭出新的主時鐘節點，其它從時鐘節點再向新的主時鐘節點進行同步；如果主時鐘節點沒有掉線，則從時鐘節點仍為從時鐘節點。