[发明专利]一种去中心化的快速网络时间同步方法

权利要求书

1.一种去中心化的快速网络时间同步方法，通信时采用周期式通信，每个通信周期为一个宏周期；网络中有一个节点为提供时间基准的主时钟节点，其具有主时钟身份，且该身份具有唯一性；向主时钟节点进行时间同步的节点为从时钟节点，其具有从时钟身份；所有的从时钟节点需要与该主时钟节点进行时钟同步通信，实现整个网络的时间同步；其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，身份竞争过程：主时钟身份的竞争过程通过主时钟声明报文进行；主要的竞争规则为：哪个节点先发送主时钟声明报文进行声明，则该节点先成为主时钟节点；竞争出唯一一个主时钟节点之后，该主时钟节点为整个网络提供时间基准，周期性的发送携带时间戳的主时钟周期报文；

步骤S2，时钟同步过程：网络中的其它节点向该主时钟节点发送时钟同步请求报文，主时钟节点接收同步请求报文后会回复同步响应报文，完成时钟同步。

2.如权利要求1所述的一种去中心化的快速网络时间同步方法，其特征在于，步骤S1中，还包括以下步骤：

步骤S1a，判断接入网络的节点是否具有强制身份，该强制身份为主时钟身份或从时钟身份：

如果网络中强制指定某个节点一定为从时钟节点，那么该节点无论什么时间接入网络，均不参与主时钟身份的竞争，成为从时钟节点，仅参与时钟同步过程；

如果网络中强制指定某个节点一定为主时钟节点，那么该节点无论什么时间接入网络，均成为主时钟节点；该节点会无视其它节点，强行直接发送主时钟周期报文，直到其他节点不在竞争或是原本的主时钟节点不在作为主工作；

如果网络中有多个节点都被强行设置为主时钟节点，则会根据谁先发送主时钟周期报文，谁优先成为主时钟节点，其它强制主时钟节点不再与其竞争；

如果接入网络的节点不具有强制身份，则进行下一步。

3.如权利要求2所述的一种去中心化的快速网络时间同步方法，其特征在于，步骤S1中，还包括以下步骤：

步骤S1b，判断节点接入的网络是否已经存在主时钟节点：

如果节点接入的网络已经存在主时钟节点，那么该节点成为从时钟节点；

如果节点接入的网络已经不存在主时钟节点，那么该节点参与主时钟身份的竞争，进行下一步。

4.如权利要求3所述的一种去中心化的快速网络时间同步方法，其特征在于，步骤S1中，还包括以下步骤：

步骤S1c，主时钟身份的竞争：

节点接入网络后，首先需要监听网络中是否存在主时钟节点或者已有其他节点在进行主时钟声明：

如果有，那么该节点就不会再企图竞争主时钟身份；

如果没有，则该节点开始周期性地发送主时钟声明报文一段时间，这段时间内没有人和自身竞争，则成为主时钟节点；如果发送主时钟声明报文的节点收到了其它节点的主时钟声明报文，即同时有多个节点在发送主时钟声明报文，那么根据发送主时钟声明报文的逻辑地址进行判断：逻辑地址越小优先级越高，优先级低的节点会主动避让停止发送主时钟声明报文，因此，逻辑地址最小的主时钟声明报文所对应的发送节点成为主时钟节点；

当主时钟节点连续接收到其它强制主身份的主时钟周期报文，表示网络中强制指定某个节点一定为新的主时钟节点，则原先的主时钟节点成为从时钟节点；

从时钟节点的从时钟身份无需竞争获得，未成为主时钟节点的节点自动成为从时钟节点。

5.如权利要求4所述的一种去中心化的快速网络时间同步方法，其特征在于，步骤S1中，还包括以下步骤：

步骤S1d，判断主时钟节点是否掉线：

从时钟节点需要与主时钟节点进行同步，每个宏周期均会检测主时钟节点发出的主时钟周期报文；如果从时钟节点连续若干周期都没有收到主时钟周期报文，则表示主时钟节点掉线，这时，从时钟节点将重新进行主时钟身份的竞争过程，回到步骤S1c，竞争出新的主时钟节点，其它从时钟节点再向新的主时钟节点进行同步；如果主时钟节点没有掉线，则从时钟节点仍为从时钟节点。