[发明专利]基于安全gPTP的时间同步方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于安全gPTP的时间同步方法及系统，基于TSN 802.1AS协议标准，实现自动驾驶车载网络系统的高精度时间同步。主时钟给gPTP主机提供高精度时钟源；gPTP主机通过以太网发送时间同步报文并接收路径延时测量报文，同时在gPTP主机上开启主监控程序，实时监控gPTP同步信息；gPTP交换机负责连接gPTP主机和gPTP从机，同时在gPTP交换机的入口匹配gPTP报文特征，进行安全策略配置；gPTP从机通过以太网接收时间同步报文并发送路径延时测量报文，同时在gPTP从机上开启从监控程序，实时监控gPTP同步信息。本发明实现了安全可靠的车载网络高精度时间同步。

技术领域

本发明属于自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于安全gPTP的时间同步方法及系统。

背景技术

广义精确时钟协议（Generalized Precision Time Protocol，gPTP）是由IEEE802.1AS标准定义的，它的目标是确保局域网里的所有从设备都和主设备的时间同步到一致。

gPTP域内的设备都有高精度的时钟源作输入，通过自主选取或者预先设置的方式选择主时钟，作为整个系统的时基。主节点通过不同种类的报文，携带并传递不同的信息；从节点感知系统通过这些信息，完成与主时钟的时间同步。

对于自动驾驶车载网络，目前大多是通过TSN gPTP协议进行高精度的时间同步；冗余场景下，也会开启主时钟的备份冗余。但是无论是通过静态配置的方式选择gPTP主时钟，还是动态通告的方式选定主时钟，都需要周期性高频地交互消息报文，所以就存在非法gPTP时钟干扰甚至攻击的问题。

而通过对车载网络中的每一个gPTP节点进行监控和安全策略管理，会有效保护时间同步节点的安全性和可靠性。既可以保证车载系统的正常时间同步，又非常巧妙地解决了车载网络免受攻击的风险。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于安全gPTP的时间同步方法及系统，在gPTP主机和从机侧配置安全监控程序，且在gPTP交换机上配置入口安全策略，实现车载网络的高精度时间同步。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于安全gPTP的时间同步方法，所述方法包括步骤：

（1）主时钟给gPTP主机提供高精度时钟源；gPTP主机通过以太网发送时间同步报文并接收gPTP从机发起的路径延时测量报文，同时在gPTP主机上开启主监控程序，对gPTP从机进行安全检查；

（2）gPTP交换机连接gPTP主机和gPTP从机，同时在gPTP交换机两侧入口，通过匹配gPTP报文特征，进行安全策略配置；

（3）gPTP从机通过以太网接收gPTP主机发起的时间同步报文并主动发送路径延时测量报文，同时在gPTP从机上开启从监控程序，对gPTP主机进行安全检查；

（4）gPTP主机检测到异常时间同步的从机，或者gPTP从机检测到异常时间同步的主机，或者gPTP交换机检测到超过设定阈值带宽的gPTP流量，则上报异常告警。

进一步地，gPTP主机侧部署主监控程序，通过抓取gPTP从机发起的路径延时测量报文，获得报文发生周期，源MAC地址，VLAN；再基于抓取获取的信息跟本地配置范围作安全过滤；丢弃检查不合法的gPTP报文，不进行时间同步处理。

进一步地，gPTP主机侧本地配置时间同步的从机的MAC地址白名单，白名单根据自动驾驶车载网络系统拓扑预设设置。

进一步地，gPTP从机侧部署从监控程序，通过抓取gPTP从机发起的时间同步报文，获得报文发生周期，源MAC地址，VLAN；再基于抓取获取的信息跟本地配置范围作安全过滤；丢弃检查不合法的gPTP报文，不进行时间同步处理。