同步雲網絡數據傳輸控制方法及其控制系統與流程

2023-06-01 12:32:01

本發明涉及雲網絡通信技術領域，具體涉及同步雲網絡數據傳輸領域。

背景技術：

在雲網絡中，當各個雲伺服器及雲終端設備之間傳輸某些特定實時業務時，如語音、視頻及流媒體等，常需要伺服器端與雲終端之間保持時鐘定時同步功能，為此伺服器端需要不斷向雲終端傳輸定時同步信息(TSM)，從而才能保證伺服器端與雲終端之間的時延抖動相對較小，繼而保證雲終端上播放雲伺服器實時業務的服務質量。

一般的定時同步採用網絡定時協議NTP(Network Timing Protocol)，更精確的定時同步則通過IEEE 1588協議，也稱為精密定時協議PTP(Precision Timing Protocol)來實現。但NTP或IEEE 1588是通過報文方式傳送定時同步信息(TSM)，如果報文經過複雜的網絡路由，則會造成時鐘定時抖動及非對稱的不可控，從而難以從傳遞的報文中恢復精確時鐘來保證雲終端的定時精度要求，此外，NTP和IEEE 1588協議在實際應用中都需要伺服器端與雲終端之間定時發送定時同步信息報文，這極大佔用了網絡傳輸帶寬，提高了網絡額外開銷，降低了雲網絡整體業務的利用率和吞吐率。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種同步雲網絡數據傳輸控制方法及其控制系統，能夠提高雲網絡利用率和吞吐率。

為實現上述目的，在本發明的一個方面，提供了一種同步雲網絡數據傳輸控制方法，包括以下步驟：

雲伺服器向雲終端發送定時業務，供該雲終端根據該定時業務的報文校正該雲終端的本地時鐘，其中，在該雲伺服器向該雲終端發送定時業務期間，該雲伺服器停止向該雲終端發送定時同步報文；

當該雲伺服器沒有定時業務向該雲終端發送時，該雲伺服器向該雲終端發送至少一次定時同步報文，供該雲終端根據該定時同步報文校正該雲終端的本地時鐘，該定時同步報文是單獨承載定時同步信息的報文。

在本發明的優選例中，該方法還包括以下步驟：

當該雲伺服器沒有定時業務向該雲終端發送的持續時間超過預定門限時，該雲伺服器停止向該雲終端發送定時同步報文。

在本發明的優選例中，在該雲伺服器向該雲終端發送定時業務的步驟之前還包括以下步驟：

如果該定時業務中的定時報文是該定時業務的第一個報文，則在該定時報文中插入該雲伺服器的定時同步信息，並將該定時報文發送到該雲終端。

在本發明的優選例中，在該雲伺服器向雲終端發送定時業務的步驟之前還包括以下步驟：

如果該定時業務中的定時報文與上一次的定時報文的時間間隔超出預定閾值，則在該定時報文中插入該雲伺服器的定時同步信息，並將該定時報文發送到該雲終端。

在本發明的優選例中，該定時業務的報文或該定時同步報文在獨立時鐘網絡中傳遞。

在本發明的優選例中，該定時業務的報文或該定時同步報文在數據共享網絡中傳遞。

在本發明的優選例中，該方法還包括以下步驟：

當該雲終端收到該定時業務的報文時，使用本地鎖相環根據該定時業務的報文恢復時鐘信息，並將該雲終端的本地時鐘鎖定在恢復的時鐘信息上；

當該雲終端收到該定時同步報文時，使用本地鎖相環根據該定時同步報文恢復時鐘信息，並將該雲終端的本地時鐘鎖定在恢復的時鐘信息上。

在本發明的另一方面，提供了一種同步雲網絡數據傳輸控制系統，包括：

定時業務發送模塊，用於向雲終端發送定時業務，供該雲終端根據該定時業務的報文校正該雲終端的本地時鐘；

定時同步報文發送模塊，用於向該雲終端發送定時同步報文，供該雲終端根據該定時同步報文校正該雲終端的本地時鐘；

控制模塊，用於在該定時業務發送模塊向該雲終端發送定時業務期間，禁止該定時同步報文發送模塊向該雲終端發送定時同步報文，並且，在判定該雲伺服器沒有定時業務向該雲終端發送時，控制該定時同步報文發送模塊向該雲終端發送至少一次定時同步報文。

在本發明的優選例中，該系統還包含第一判斷模塊，用於判斷該雲伺服器沒有定時業務向該雲終端發送的持續時間是否超過預定門限，如果是則禁止該定時同步報文發送模塊向該雲終端發送定時同步報文。

在本發明的優選例中，該系統還包含第二判斷模塊，用於判斷該定時業務中的定時報文是否是該定時業務的第一個報文，如果是則在該定時報文中插入該雲伺服器的定時同步報文。

本發明的實施方式與現有技術相比，至少具有以下區別和效果：

利用定時業務本身的特性由雲終端恢復定時信息，解決雲網絡終端同步和傳遞開銷大的問題。

雲終端時鐘由定時業務或定時同步信息來保持與雲伺服器同步，其中定時業務驅動數字鎖相環提高了同步的穩健性。

當雲網絡規模較小時，可採用獨立時鐘網進行傳輸，進一步減小同步雲時鐘對高質量定時數據傳輸的影響。

應理解，在本發明範圍內，本發明的上述各技術特徵和在下文(如實施方式)中具體描述的各技術特徵之間都可以互相組合，從而構成新的或優選的技術方案。限於篇幅，在此不再一一累述。

附圖說明

圖1是本發明的一個實施例的同步雲網絡數據傳輸控制方法的流程示意圖；

圖2是本發明的一個實施例的雲網絡系統結構圖；

圖3是本發明的一個實施例的單個雲伺服器網絡結構圖；

圖4是本發明的一個實施例的伺服器端報文信息發送狀態流程圖；

圖5是本發明的一個實施例的雲伺服器定時業務生成器功能實現流程圖；

圖6是本發明的一個實施例的發送的定時報文格式結構圖；

圖7是本發明的一個實施例的雲終端定時恢復流程圖；

圖8是本發明的一個實施例的同步雲網絡數據傳輸控制系統的結構示意圖。

圖9是本發明的另一個實施例的同步雲網絡數據傳輸控制系統的結構示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：

201：主雲伺服器

202：其他雲伺服器

203：其他雲伺服器

204-207：雲網絡交換單元

208-213：雲終端

301：定時業務生成器

302、304、306：雲伺服器本地定時時鐘

303、305、307：雲服務接收定時時鐘信息單元

401：雲伺服器定時時鐘

402：雲伺服器業務接口

403：雲伺服器定時業務生成器

404：雲伺服器網絡接口

406：雲終端網絡接口

40x：獨立時鐘網絡

40y：數據共享網絡

406：雲終端網絡接口

601：前導碼

602：可選時鐘傳遞單元

603：單元定界字符

604：地址信息

605：報文載荷

701：雲終端網絡接口

702：定時同步信息報文

703：定時業務的定時報文

704：數字鎖相環

705：本地時鐘

706：雲終端定時同步時鐘

801：定時業務發送模塊

802：定時同步報文發送模塊

803：控制模塊

804：第一判斷模塊

805：第二判斷模塊

具體實施方式

本發明人經過廣泛而深入的研究，發現通過NTP和IEEE1588協議在雲伺服器與雲終端之間發送定時同步報文實現同步的方式，佔用網絡傳輸帶寬大、提高網絡額外開銷，根據定時業務與定時同步報文結合的方式實現對雲終端的本地時鐘的校正，提高了雲網絡的利用率和吞吐率。

術語

如本文所用，術語「定時業務」又可稱為實時業務，如語音、視頻和多媒體等。

如本文所用，術語「定時報文」指由雲伺服器端依據定時業務產生的報文，它具有定時發送的特點。

如本文所用，術語「定時同步信息」指雲伺服器端發送給雲終端用於同步兩者時鐘的信息，例如，雲伺服器可以將自己實時的時鐘信息發給雲終端，雲終端可以根據該時鐘信息同步本地時鐘。

如本文所用，術語「定時同步報文」是單獨承載定時同步信息的報文。

如本文所用，術語「雲網絡獨立時鐘網」指當雲網絡結構較為簡單時，可以在原雲網絡的結構上疊加一個時鐘網絡，該網絡只傳輸雲網絡的時鐘信息，故稱為雲網絡獨立時鐘網。

如本文所用，術語「數據共享網絡」指與「雲網絡獨立時鐘網」對應的網絡，此網絡中伺服器端的時鐘定時信息傳輸與數據傳輸共享一個雲網絡，即採用定時同步報文與數據業務報文復用共享傳輸方式。

如本文所用，術語「數字鎖相環」所起的作用是當有外部輸入時鐘信息時，可將本地時鐘同步到外部時鐘上；當沒有外部輸入時鐘信息時，可使本地的時鐘保持一段時間，該時間與本地時鐘穩定度有關，即本地時鐘是由數字鎖相環輸出，它既可鎖定在外部時鐘上，也可自由保持在本地時鐘的穩定時期。

在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，本領域的普通技術人員可以理解，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

本發明的第一實施方式涉及一種同步雲網絡數據傳輸控制方法，如圖1所示，該控制方法包括以下步驟：

在步驟S110中：雲伺服器向雲終端發送業務。

在步驟S120中：雲伺服器判斷該業務是否是定時業務，如果是，則執行步驟S130；如果否，則執行步驟S140。

在步驟S130中：雲終端根據定時業務的報文校正雲終端的本地時鐘，並且，在雲伺服器發送定時業務期間停止向雲終端發送定時同步報文。

在步驟S140中：雲伺服器向雲終端發送至少一次定時同步報文。

在步驟S150中：雲終端根據定時同步報文校正雲終端的本地時鐘。

上面描述了本發明的一個實施例的同步雲網絡數據傳輸控制方法，進一步地說，在本發明的實施例中，如圖5所示，判斷該業務是否是定時業務的步驟(即步驟S120)還進一步包括如下子步驟：

在步驟S501中：雲伺服器在發送業務時讀取業務特徵。

在步驟S502中：雲伺服器根據業務特徵判斷要發送的報文是否是定時報文，如果是，則執行步驟S504，否則，執行步驟S503。

在步驟S503中：雲伺服器根據云伺服器的定時時鐘發送定時同步報文，然後執行上文中的步驟S130。

在步驟S504中：雲伺服器判斷該定時報文是否是該定時業務的第一個報文，如果是，則執行步驟S505；如果否，則執行步驟S506。

在步驟S505中：雲伺服器依據云伺服器的定時時鐘在該定時報文中插入定時同步信息發送給雲終端，然後執行上文中的步驟S130。

在步驟S506中：雲伺服器判斷該定時報文與上一次定時報文的時間間隔是否超出雲終端時鐘穩定時間Ts；如果是，則執行步驟S505；如果否，則執行步驟S507。

在步驟S507中：將步驟S506的該定時報文發送到雲終端，然後執行上文中的步驟S130。

如上所述，在步驟S130中：根據該定時業務的報文校正所述雲終端的本地時鐘，雲伺服器停止向所述雲終端發送定時同步報文。

進一步地說，在本發明的另一實施例中，在步驟S503中，當雲伺服器沒有定時業務向雲終端發送的持續時間超過預定門限時，雲伺服器停止向雲終端發送定時同步報文。

雲網絡

圖2示出了本發明一個實施例的雲網絡系統結構圖。

該雲網絡系統包括雲伺服器、多級雲網絡、雲網絡交換單元和雲終端，具體地，如圖2所示，主雲伺服器201與其他雲伺服器202和203組成雲伺服器群。

主雲伺服器201包括定時時鐘單元，該定時時鐘單元為主雲同步時鐘，負責發送定時同步報文。雲伺服器201-203中的業務信息與時鐘信息通過一級雲網絡發送到網絡交換單元204，網絡交換單元204再通過二級雲網絡將相應的信息發送到網絡交換接口單元205-207，網絡交換接口單元205-207再通過三級雲網絡將相應的信息分發到雲終端208-213中。

應理解，在本發明中，雲伺服器群可由多個雲伺服器組成，並且雲網絡交換單元與雲網絡接口單元的數量以及雲網絡的層級取決於雲伺服器與雲終端的具體需求，並不局限於本實施例。

單個雲伺服器網絡

圖3是本發明的一實施例的單個雲伺服器網絡結構圖。

如圖3所示，301是定時業務生成器，其中的業務數據具有一定的周期性，如語音傳輸速度為64kb/s，壓縮後的語音數據為10ms或20ms定時一幀(即每10ms或20ms有一幀)，定時業務生成器301將生成的數據信息依次通過一級雲網絡、雲網絡交換單元、二級雲網絡傳遞到雲終端的雲服務接收定時時鐘報文單元303、305和307，雲伺服器本地時鐘302、304和306分別根據云服務接收定時時鐘報文單元303、305和307接收到的定時時鐘報文中的定時同步信息與雲伺服器定時時鐘保持同步。

雲伺服器時鐘信息發送狀態流程

圖4是雲伺服器時鐘信息發送狀態流程圖。

如圖4所示，雲伺服器定時時鐘401具有較高的時鐘穩定性，雲伺服器業務接口402可以讀取當前輸出業務的特性和報文序號、即時數據業務和實時業務如語言、視頻或流媒體等，雲伺服器定時業務生成器403用於生成定時同步報文，並且雲伺服器定時業務生成器403根據從雲伺服器業務接口402讀取的業務特徵、報文序號以及報文間隔時間來決定是否依據云伺服器定時時鐘401生成定時同步報文，然後通過雲伺服器網絡接口404經由獨立時鐘網絡40x或數據共享網絡40y將定時同步報文傳遞到雲終端接口406上。

由於實時業務存儲在雲伺服器上，當判斷出雲伺服器開始傳遞實時業務時，雲伺服器定時業務生成器403根據云伺服器定時時鐘401生成定時同步報文，之後，根據相鄰定時業務報文的時間間隔決定是否插入定時同步，間隔時間的大小與雲終端時鐘穩定度有關，由於雲終端的本地時鐘具有一定的穩定度，這就允許雲終端的本地時鐘自由運行一段時間，即一段時間可以不用與雲伺服器的定時時鐘同步也可保證雲終端定時的準確性。

報文格式

圖6示出了本發明的一個實施例中傳遞的定時同步報文的兩種格式。

如圖6(a)所示，601為前導碼，602為可選時鐘傳遞單元，603為單元定界字符，604是地址信息，605是報文載荷。圖6(a)所示的報文格式中將定時同步報文插入到前導碼601中，可節省報文傳遞開銷。

如圖6(b)所示，報文格式中將定時同步信息插入到報文載荷之前605地址信息602之後。

在本發明中，對報文格式沒有特別的限定，插入前導碼中可以減小佔用的開銷，效果更好。

雲終端定時恢復流程

圖7是本發明的一實施例的雲終端定時恢復流程圖。

如圖7所示，雲終端網絡接口701從雲伺服器接收兩種類型信息，一種是雲伺服器的定時同步報文702，另一種是雲伺服器下傳的定時業務的定時報文703。若接收到的是定時同步報文702，則直接利用該報文中的定時同步信息通過數字鎖相環704校正本地時鐘705並輸出本地定時同步時鐘706。若接收到的是定時業務的定時報文703，則需要根據本地時鐘705恢復一個參考時鐘，將該參考時鐘輸入數字鎖相環704，之後輸出本地定時同步時鐘706。其中，本地時鐘705具有一定的時鐘穩定度，當與雲伺服器同步後即校準後，能保持一段時間內與雲伺服器同步，因此，本地時鐘只需要在超出時鐘穩定度的範圍之前校正即可與雲伺服器保持同步。

實施例2

本發明的第二實施例是一種同步雲網絡數據傳輸控制系統，如圖8所示，該同步雲網絡數據傳輸控制系統包括：

定時業務發送模塊801，用於向雲終端發送定時業務，供所述雲終端根據該定時業務的報文校正所述雲終端的本地時鐘；

定時同步報文發送模塊802，用於向所述雲終端發送定時同步報文，供所述雲終端根據該定時同步報文校正所述雲終端的本地時鐘；

控制模塊803，用於在所述定時業務發送模塊801向所述雲終端發送定時業務期間，禁止所述定時同步報文發送模塊802向所述雲終端發送定時同步報文，並且，在判定所述雲伺服器沒有定時業務向所述雲終端發送時，控制所述定時同步報文發送模塊802向所述雲終端發送至少一次定時同步報文。

在另一優選例中，如圖9所示，同步雲網絡數據傳輸控制系統還包括第一判斷模塊804，用於判斷所述雲伺服器沒有定時業務向所述雲終端發送的持續時間是否超過預定門限，如果是則禁止所述定時同步報文發送模塊802向所述雲終端發送定時同步報文。該同步雲網絡數據傳輸控制系統還包括第二判斷模塊805，用於判斷所述定時業務中的定時報文是否是該定時業務的第一個報文，如果是則在該定時報文中插入所述雲伺服器的定時同步信息，之後再通過定時業務發送模塊801將該定時報文發送到雲終端。

應理解的是，在另一優選例中，第一判斷模塊804可單獨加入到圖8所示的同步雲網絡數據傳輸控制系統中，並與定時同步報文發送模塊802結合形成新實施例；或者，第二判斷模塊805可單獨加入到圖8所示的同步雲網絡數據傳輸控制系統中，並與定時同步報文發送模塊801結合形成新實施例。

需要說明的是，本發明各設備實施方式中提到的各模塊都是邏輯模塊，在物理上，一個邏輯模塊可以是一個物理模塊，也可以是一個物理模塊的一部分，還可以以多個物理模塊的組合實現，這些邏輯模塊本身的物理實現方式並不是最重要的，這些邏輯模塊所實現的功能的組合才是解決本發明所提出的技術問題的關鍵。此外，為了突出本發明的創新部分，本發明上述各設備實施方式並沒有將與解決本發明所提出的技術問題關係不太密切的模塊引入，這並不表明上述設備實施方式並不存在其它的模塊。

以上已詳細描述了本發明的較佳實施例，但應理解到，在閱讀了本發明的上述講授內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改。這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。