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CN111837358B - 网络中时间同步的方法及系统 - Google Patents

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CN111837358B
CN111837358B CN201980018330.4A CN201980018330A CN111837358B CN 111837358 B CN111837358 B CN 111837358B CN 201980018330 A CN201980018330 A CN 201980018330A CN 111837358 B CN111837358 B CN 111837358B
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Abstract

一种在包括SDN的传统网络中，新添加的设备、衍生的VM等的NTP客户端根据接收到的时间同步请求，通过衍生NTP守护进程(NTP demon，ntpd)进行DHCP自动部署分布式NTP服务，与网络的网关或互联网上的外部标准时间源进行时延和抖动较小的增强时间同步，从而卸载所述网关的NTP功能并减少NTP流量的方法和系统。

Description

网络中时间同步的方法及系统
相关申请案的交叉引用
本申请涉及并要求2018年3月14日提交的、发明名称为“分布式网络时间协议”的第IN201831009361号印度申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本文描述的主题涉及网络中时间同步的方法及系统，更具体地，涉及传统网络(包括软件定义网络)中的分布式网络时间协议。
背景技术
在现代计算机网络中，时间同步至关重要，这是因为管理、保护、规划和调试网络的每个方面都涉及确定事件发生的时间。时间还提供网络上所有设备之间的唯一参照系。如果时间不同步，则很难甚至不可能准确地关联这些设备之间的日志文件。如果日志中的时间戳不准确，则跟踪安全漏洞、网络使用或影响大量组件的问题几乎是不可能的。时间通常是允许一个网络节点上的事件映射到另一个网络节点上的相应事件的关键因素。不管文件系统位于哪个机器上，为了减少共享文件系统中的混淆，修改时间一致很重要。因此，需要一种机制来向计算机和网络设备传递网络周围的准确时间，以便维持秩序。
网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)是一种为网络内计算机时钟时间提供高度时间同步的机制而引入的协议。其为TCP/IP协议族中最古老的部分之一。术语NTP既适用于协议，也适用于运行在计算机上的客户端-服务器程序。NTP客户端向NTP服务器发起时间请求交换。通过这种交换，客户端能够计算链路延迟和本地偏移，并调整本地时钟以匹配服务器计算机的时钟。
随着软件定义网络(Software Defined Network，SDN)等有助于满足流量吞吐量和差异化QoS方面不断增长的需求的使能技术的出现，时间同步起着重要作用。SDN实现了一种网络架构，通过这种架构，网络控制与转发解耦并可直接编程，这使得底层基础设施能够抽象为应用和网络服务，从而可以将网络视为逻辑或虚拟实体。
在包括SDN的大多数传统网络中，NTP客户端与网关设备或外部NTP标准时间源同步时间。
如图1中所示，网络内存在的所有新设备或衍生虚拟机(VM1、VM2、VM3……)都与网关同步时间，而所述网关又通过外部时间源同步时间。随着新虚拟机的衍生，对网关的时间同步提出了更高的要求。随着VM数量增加，VM的时间同步请求报文会使网关设备过载。由于上述过载，所述网关将无法处理所述VM的NTP时间请求报文，或者所述网关将忙于为NTP报文发送应答，并且无法执行其它功能。
参考图2，网络内存在的全部或部分已衍生的虚拟机(VM1、VM2、VM3……)通过互联网与网络外部的外部时钟源(可以是标准时钟源)或与网关同步时间。随着新虚拟机的衍生和对应的与外部时钟源同步时间的请求，交互的NTP时间请求报文将增加，从而利用更多的带宽同步时间。
当初始化新设备或衍生新虚拟机时，将通过以下方法之一与服务器同步时间。在一种方法中，新添加的设备或衍生的VM将读取网络配置文件，并相应地选择进行同步的时间源。
在另一种方法中，新添加的设备或衍生的VM将运行DHCP客户端协议，从而向DHCP服务器发送IP地址请求报文。DHCP服务器收到IP地址请求报文后，为新添加的设备或新衍生的VM分配可用的IP地址。DHCP还使用一个选项和关联的子选项来提供NTP，以便新添加的设备或衍生的VM同步时间。
上文提到的时间同步方法无法解决大数据中心中新增设备或衍生的VM的时间同步需求，其中扩展没有限制，从而增加了负载和网络流量，并且从同一源同步时间被证明是一个瓶颈。
上述在包括基于SDN的大数据中心的网络中的时间同步的缺陷(其中扩展没有限制)，仅旨在提供传统系统/机制/技术的一些问题的概述，并不旨在穷举。本文描述的各种非限制性实施例的传统系统/机制/技术的其它问题以及相应的优势在审查以下描述时会变得更加显而易见。
发明内容
本发明内容介绍传统网络和SDN网络中增强时间同步的方法和系统的相关概念。
因此，本发明的一个方面是提供一种网络中时间同步的方法，所述方法包括：网络节点中的至少一个网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)客户端获取NTP守护进程(ntpd)的IP地址或可选地域名来同步时间；将所述NTP客户端的时间与所述NTP守护进程(ntpd)的时间进行同步，其中所述NTP守护进程(ntpd)的时间与网络的网关或互联网上存在的外部时间源同步。
因此，本发明的一个方面提供一种系统，所述系统包括网关设备和处理器，所述网关设备和处理器可通信地耦合，以相互协作并用于增强包括基于SDN的数据中心的传统网络中的时间同步。其中，所述计算节点中至少一个新添加的设备或衍生的VM接收网络节点中DHCP服务器的具有可用IP地址的报文。所述计算节点中所述新添加的设备或衍生的VM接收报文。其中，所述报文包括网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)服务器的IP地址或(可选地)域名，以与SDN控制器提供的配置文件进行同步时间，并与所述NTP服务器同步时间。衍生的VM与NTP服务器同步时间，所述NTP服务器是衍生的NTP守护进程(ntpd)，其从网络的网关或可选地与互联网上存在的一些外部时间源同步时间。
因此，本发明的另一方面是提供一种网络中时间同步的方法，包括：通过计算节点中的至少一个新添加的设备或衍生的VM，请求与互联网上存在的外部时间源或与网关同步时间；所述新添加的设备或衍生的VM向网络节点中的域名系统(domain name system，DNS)服务器发送IP解析报文，用于解析所述外部时间源的IP地址；所述新添加的设备或衍生的VM从DNS代理表项接收要与其同步时间的时间源的IP地址，并与所述时间源同步时间，其中，从所述DNS代理表项接收的所述时间源的IP地址为衍生的NTP守护进程(ntpd)的IP地址，所述衍生的ntpd与互联网上存在的外部时间源或网关同步时间。
因此，本发明的另一方面提供一种系统，所述系统包括网关设备、至少一个外部标准时间源和处理器，它们可通信地耦合，以相互协作并用于增强包括基于SDN的数据中心的传统网络中的时间同步。其中，计算节点中的至少一个新添加的设备或衍生的VM请求与互联网上的外部标准时间源同步时间；所述新添加的设备或衍生的VM向网络节点中的DNS服务器发送IP解析报文，用于解析所述外部标准时间源的IP地址；所述新添加的设备或衍生的VM从DNS代理表项接收要与其同步时间的时间源的IP地址，并与所述时间源同步时间。从DNS代理表项接收到的时间源的IP地址是衍生的NTP守护进程(ntpd)，所述守护进程与存在于互联网上的外部时间源或或网络上的网关同步时间。
在结合附图审查本发明的以下特定实施例的描述后，本发明的其它方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
该详细描述是参考附图描述的。在附图中，参考编号最左边的数字表示所述参考编号在该附图中首次出现。所有附图使用相同数字指代相同特征和组件。
图1为相关技术提供的在包括SDN的传统网络中通过网关设备同步时间的系统。
图2为相关技术提供的在包括SDN的传统网络中通过互联网通过外部时间源同步时间的系统。
图3为本发明提供的包括SDN的传统网络中新添加设备或衍生的VM的时间同步系统的组件的框图。
图4为在包括SDN的传统网络中新添加设备或衍生的VM的时间同步系统，所述系统是本发明主题提供的技术方案的一部分。
图5和图6为在包括SDN的传统网络中新添加设备或衍生的VM的时间同步系统的架构，其中分布式NTP服务的自动部署通过SDN提供的配置文件完成，其中，与网关进行时间同步。
图7和图8为在包括SDN的传统网络中新添加设备或衍生的VM的时间同步系统的架构，其中分布式NTP服务的自动部署通过DHCP完成，其中，与网关进行时间同步。
图9和图10为在包括SDN的传统网络中新添加设备或衍生的VM的时间同步系统的架构，其中分布式NTP服务的自动部署通过SDN提供的配置文件完成，其中，与互联网上存在的外部时间源或网关进行时间同步。
图11和图12为在包括SDN的传统网络中新添加设备或衍生的VM的时间同步系统的架构，其中分布式NTP服务的自动部署通过DHCP完成，其中，与互联网上存在的外部时间源或网关进行时间同步。
图13为在包括SDN的传统网络中新添加设备或衍生的VM的时间同步系统的架构，其中分布式NTP服务的自动部署通过DNS完成，所述VM更改其时间同步源。
应理解，附图是为了说明本发明的概念，并且可能不是按比例绘制的。
具体实施方式
本发明可以有多种方式实现，包括实现为过程、装置、系统、物质组成、计算机可读介质例如计算机可读存储介质，或者其中程序指令经由光学或电子通信链路发送的计算机网络。在本说明书中，这些实施方式或者本发明可以采取的任何其它形式可以称为技术。一般情况下，所公开过程的步骤顺序可以在本发明的范围内进行更改。
下面提供了本发明的一个或多个实施例的详细描述以及说明本发明原理的附图。本发明是结合这些实施例进行描述，但是本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求书限制，并且本发明包括许多替代方案、修改和等同物。为了提供对本发明的透彻理解，下文描述中阐述了许多具体细节。提供这些细节用于举例，本发明可以根据权利要求书实现，不需要部分或者所有这些具体细节。为了清楚描述，没有对与本发明相关技术领域中已知的技术材料进行详细描述，从而避免对本发明造成不必要地模糊。
下文描述中陈述许多具体细节，以对本发明各实施例进行通彻理解。然而，本领域的技术人员将明白可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其它实例中没有详细描述众所周知的方法、流程、部件，以免对本发明造成模糊。
尽管本发明的实施例不限于此，但使用诸如处理、计算(computing)、计算(calculating)、确定、建立、分析、检查等术语进行的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统或其它电子计算设备的操作和/或过程，其将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子)量的数据操纵和/或转换成类似地表示为计算机寄存器和/或存储器或可以存储指令以执行操作和/或过程的其它信息非暂时性存储介质内的物理量的其它数据。
尽管本发明实施例不限于此，但本文中所使用的术语“多个”例如可以包括“多个”或“两个或更多个”。术语“多个”可以在整个说明书中用来描述两个或多个组件、设备、元件、单元、参数等。除非明确说明，本文描述的方法实施例不受特定顺序或序列的限制。附加地，所描述的方法实施例或其元素中的一些可以同步地、在相同的时间点或同时地发生或执行。
提供了一种用于在包括基于SDN的大数据中心的传统网络系统中为新添加的设备/衍生的VM同步时间的系统和方法，从而为增强的带宽和网关设备功能分配NTP功能。
虽然描述了新添加的设备或衍生的VM用于时间同步的系统和方法的各个方面，但本发明可以在任何数量的不同计算系统、环境和/或配置中实施。在以下示例性系统和方法的上下文中对实施例进行描述。
以下借助示例性图表和一个或多个示例来解释本发明的实施例。然而，提供此类示例性图和示例进行说明，以便更好地理解本发明，并且不应解释为对本发明的范围的限制。
参考图4，公开了对包括基于SDN的大数据中心的传统网络中现有技术的上述问题的技术解决方案。为了处理网关从新添加的设备/衍生的VM或现有VM接收的时间同步请求报文的过载，衍生多个NTP守护进程，这些NTP守护进程用作设备或衍生的或现有VM的NTP服务器，从而卸载网关NTP功能。充当NTP服务器的一个NTP守护进程处理一组NTP客户端，例如新添加的设备或衍生的VM或现有VM等。
协同器或SDN控制器衍生NTP守护进程。在添加新设备或正在衍生虚拟机时，时间同步请求会导致衍生一个NTP守护进程。在进一步添加设备或衍生的VM时，当现有NTP守护进程不足以处理设备或衍生的VM的时间同步请求报文时，会衍生新的NTP守护进程。可以为动态卸载设置最大数量的NTP客户端，所述NTP客户端可以通过衍生的NTP守护进程同步时间。
图3为用于所述系统的单个组件之间的时间同步和配置的SDN。计算节点由新添加的设备或衍生的VM组成，网络节点充当交换机并满足网络中传输报文的需要。用于卸载网关设备的NTP功能的NTP守护进程可以在数据中心中的任何地方衍生，即在计算节点上或在网络节点上。
图5为本发明主题实施例提供的通过SDN提供的配置文件自动部署分布式NTP服务的系统。SDN控制器接收到衍生新VM的请求后，向协同器发送衍生新VM(即VMN)的请求。所述SDN控制器还用于将NTP守护进程的IP地址发送到配置文件中，所述衍生的VM将与所述配置文件同步其时间。先前，所有现有VM(即VM1、VM2……VMN-1)都通过NTP守护进程ntpd1同步其时间。如果通过可用的ntpd同步其时间的VM的数量低于指定的限制，则衍生的VM与可用的NTP服务器ntpd(即ntpd1)的IP地址同步时间。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM分配一个可用的IP地址。VMN还向配置文件中提供的可用NTP守护进程(即ntpd1)的IP地址发送时间同步请求报文，所述ntpd1与网关同步时间，VMN与已经可用的衍生的ntpd(即ntpd1)同步其时间。
在另一实施例中，如果所有可用的ntpd已达到可以通过它们同步时间的VM的数量的最大限制，则SDN控制器请求协同器衍生新的ntpd，即ntpd2。所述配置文件中提供所述ntpd2的IP地址。所述SDN控制器在从所述协同器衍生新的VM(即VMN)和新ntpd(即ntpd2)后接收到确认时，控制与特定ntpd同步时间的VM的数量，从而提供更好的负载均衡。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM分配一个可用的IP地址。VMN还向配置文件中提供的新衍生的NTP守护进程(即ntpd2)的IP地址发送时间同步请求报文，VMN与网关同步时间，并与新衍生的ntpd(即ntpd2)同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使可用ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
图6为本发明主题的实施例提供的通过SDN提供的配置文件自动部署分布式NTP服务的系统。SDN控制器接收到衍生新VM的请求后，向协同器发送衍生新VM(即VMN)的请求。所述SDN控制器还用于将NTP守护进程的域名添加到配置文件中，所述配置文件根据NTP行为定位，所述衍生的VM将与所述配置文件同步其时间。先前，所有现有VM(即VM1、VM2……VMN-1)都通过NTP守护进程ntpd1同步其时间。如果通过可用ntpd同步其时间的VM的数量低于指定限制，则衍生的VM(即VMN)将与可用的NTP守护进程ntpd同步其时间，与如所述SDN在配置文件提供的ntpd1特定域名同步其时间。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM分配一个可用的IP地址。VMN还发送对所述NTP服务器的DNS查询，衍生的VM将与所述服务器同步其时间。DNS解析NTP服务器的域名，并发送要执行时间同步的ntpd的IP地址。VMN还根据所述配置文件中提供的域名，向所述DNS解析的可用NTP守护进程(即，ntpd1)的IP地址发送时间同步请求报文，其与网关同步其时间，并与已经可用的衍生的ntpd(即ntpd1)同步其时间。
在另一实施例中，如果所有可用的ntpd已达到可以通过它们同步时间的VM的数量的最大限制，则SDN控制器请求协同器衍生新的ntpd，即ntpd2。配置文件中提供新衍生的ntpd(即ntpd2)的域名。所述SDN控制器在从所述协同器衍生新的VM(即VMN)和新ntpd(即ntpd2)后接收到确认时，控制与特定ntpd同步时间的VM的数量，从而提供更好的负载均衡。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM分配一个可用的IP地址。VMN还发送对所述NTP服务器的DNS查询，衍生的VM将与所述服务器同步其时间。DNS解析NTP服务器的域名，并发送要执行时间同步的ntpd的IP地址。VMN还根据所述配置文件中提供的域名，向由所述DNS解析的可用NTP守护进程ntpd2的IP地址发送时间同步请求报文，其与网关同步其时间，并与新衍生的ntpd(即ntpd2)同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使可用ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
图7为本发明主题的实施例提供的通过DHCP自动部署分布式NTP服务的系统。SDN控制器收到请求后，向协同器发送请求，以衍生新的VM。协同器收到SDN控制器的请求后，衍生新的VM(即VMN)。先前，所有现有VM(即VM1、VM2……VMN-1)都通过NTP守护进程ntpd1同步其时间。如果通过可用ntpd同步其时间的VM的数量低于指定限制，则衍生的VM(即VMN)将与可用的NTP守护进程ntpd(即ntpd1)同步其时间，与如DHCP服务器提供的特定域名同步其时间。随着VMN的衍生，所述SDN控制器请求所述DHCP服务器向衍生的VM提供IP地址信息。衍生的VM(即VMN)使用其上运行的DHCP客户端请求DHCP服务器为其分配新的IP地址。DHCP服务器为给定网络分配一个可用的IP地址。同时，所述DHCP还发送所述可用的NTP守护进程(即，ntpd1)的域名信息，VMN可以与ntpd1同步其时间。VMN发送所述NTP服务器的DNS查询，DNS在解析域名时发送所述可用的NTP守护进程ntpd(即ntpd1)的IP地址。所述衍生的VM执行DHCP服务器发送的报文，与ntpd1同步其时间。所述衍生的NTP守护进程与网关同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
在另一实施例中，如果所有可用的ntpd已达到可以通过它们同步时间的VM的数量的最大限制，则SDN控制器请求协同器衍生新的ntpd，即ntpd2。所述DHCP服务器提供新衍生的ntpd(即ntpd2)的域名。所述SDN控制器在从所述协同器衍生新的VM(即VMN)和新ntpd(即ntpd2)后接收到确认时，控制与特定ntpd同步时间的VM的数量，从而提供更好的负载均衡。所述SDN控制器还提供域名，用于DNS服务器中的IP地址映射。随着VMN的衍生，所述SDN控制器还请求所述DHCP服务器向VMN提供IP地址信息。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM(即VMN)分配一个可用的IP地址。同时，所述DHCP还发送所述可用的新衍生的NTP守护进程(即，ntpd2)的域名信息，VMN可以与ntpd2同步其时间。VMN发送所述NTP服务器的DNS查询，DNS在解析域名时发送所述新衍生的NTP守护进程(即ntpd2)的IP地址。所述衍生的VM执行DHCP服务器发送的报文，与ntpd2同步其时间。所述衍生的NTP守护进程与网关同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
图8为本发明主题实施例提供的通过DHCP自动部署分布式NTP服务的系统。所述SDN控制器收到请求后，向所述协同器发送请求，以衍生新的VM。协同器收到SDN控制器的请求后，衍生新的VM(即VMN)。先前，所有现有VM(即VM1、VM2……VMN-1)都通过NTP守护进程ntpd1同步其时间。如果通过可用ntpd同步其时间的VM的数量低于指定限制，则衍生的VM(即VMN)将与可用的NTP守护进程ntpd(即ntpd1)同步其时间，与如SDN服务器提供的特定IP地址同步其时间。随着VMN的衍生，所述SDN控制器请求所述DHCP服务器向衍生的VM提供IP地址信息。衍生的VM(即VMN)使用其上运行的DHCP客户端请求DHCP服务器为其分配新的IP地址。DHCP服务器为给定网络分配一个可用的IP地址。同时，所述DHCP还发送所述可用的NTP守护进程(即，ntpd1)的IP地址，VMN可以与ntpd1同步其时间。VMN向指定的ntpd(即，ntpd1)发送时间请求报文，并相应地与ntpd1同步其时间。所述NTP守护进程与网关同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
在另一实施例中，如果所有可用的ntpd已达到可以通过它们同步时间的VM的数量的最大限制，则SDN控制器请求协同器衍生新的ntpd，即ntpd2。DHCP服务器提供新衍生的NTP守护进程(即ntpd2)的IP地址。所述SDN控制器在从所述协同器衍生新的VM(即VMN)和新ntpd(即ntpd2)后接收到确认时，控制与特定ntpd同步时间的VM的数量，从而提供更好的负载均衡。VMN的衍生，所述SDN控制器还请求所述DHCP服务器向VMN提供IP地址信息。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM(即VMN)分配一个可用的IP地址。同时，所述DHCP还发送所述可用的新衍生的NTP守护进程(即ntpd2)的IP地址，VMN可以与ntpd2同步其时间。所述衍生的VM执行所述DHCP服务器发送的报文，所述VMN向指定的ntpd(即ntpd2)发送时间请求报文并相应地与ntpd2同步其时间。所述衍生的NTP守护进程与网关同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
图9为本发明主题实施例提供的通过SDN提供的配置文件自动部署分布式NTP服务的系统。SDN控制器接收到衍生新VM的请求后，向协同器发送衍生新VM(即VMN)的请求。所述SDN控制器还用于将NTP守护进程的IP地址发送到配置文件中，所述衍生的VM将与所述配置文件同步其时间。先前，所有现有VM(即VM1、VM2……VMN-1)都通过NTP守护进程ntpd1同步其时间。如果通过可用的ntpd同步其时间的VM的数量低于指定的限制，则衍生的VM与可用的NTP服务器ntpd(即ntpd1)的IP地址同步时间。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM分配一个可用的IP地址。VMN还向配置文件中提供的可用NTP守护进程(即，ntpd1)的IP地址发送时间同步请求报文，VMN与外部标准时间源同步时间，VMN与已经可用的衍生的ntpd(即，ntpd1)同步其时间。
在另一实施例中，如果所有可用的ntpd已达到可以通过它们同步时间的VM的数量的最大限制，则SDN控制器请求协同器衍生新的ntpd，即ntpd2。所述配置文件中提供所述ntpd2的IP地址。所述SDN控制器在从所述协同器衍生新的VM(即VMN)和新ntpd(即ntpd2)后接收到确认时，控制与特定ntpd同步时间的VM的数量，从而提供更好的负载均衡。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM分配一个可用的IP地址。VMN还向配置文件中提供的新衍生的NTP守护进程(即，ntpd2)的IP地址发送时间同步请求报文，VMN与外部时间源同步其时间，并相应地与新衍生的ntpd(即ntpd2)同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使可用ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
图10为本发明主题的实施例提供的通过SDN提供的配置文件自动部署分布式NTP服务的系统。SDN控制器接收到衍生新VM的请求后，向协同器发送衍生新VM(即VMN)的请求。所述SDN控制器还用于将NTP守护进程的域名发送到配置文件中，所述衍生的VM将与所述配置文件同步其时间。先前，所有现有VM(即VM1、VM2……VMN-1)都通过NTP守护进程ntpd1同步其时间。如果通过可用ntpd同步其时间的VM的数量低于指定限制，则衍生的VM(即VMN)将与可用的NTP守护进程(ntpd)同步其时间，与如SDN在配置文件提供的特定域名ntpd1同步其时间。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM分配一个可用的IP地址。VMN还发送对所述NTP服务器的DNS查询，衍生的VM将与所述服务器同步其时间。DNS解析NTP服务器的域名，并发送要执行时间同步的ntpd的IP地址。VMN还根据所述配置文件中提供的域名，向所述DNS解析的可用NTP守护进程(即，ntpd1)的IP地址发送时间同步请求报文，其与外部时间源同步其时间，并与已经可用的衍生的ntpd(即ntpd1)同步其时间。
在另一实施例中，如果所有可用的ntpd已达到可以通过它们同步时间的VM的数量的最大限制，则SDN控制器请求协同器衍生新的ntpd，即ntpd2。配置文件中提供新衍生的ntpd(即ntpd2)的域名。所述SDN控制器在从所述协同器衍生新的VM(即VMN)和新ntpd(即ntpd2)后接收到确认时，控制与特定ntpd同步时间的VM的数量，从而提供更好的负载均衡。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM分配一个可用的IP地址。VMN还发送对所述NTP服务器的DNS查询，衍生的VM将与所述服务器同步其时间。DNS解析NTP服务器的域名，并发送要执行时间同步的ntpd的IP地址。VMN还根据所述配置文件中提供的域名，向由所述DNS解析的可用NTP守护进程(即ntpd2)的IP地址发送时间同步请求报文，其与外部时间源同步其时间，并与新的衍生的ntpd(即ntpd2)同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使可用ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
图11为本发明主题的实施例提供的通过DHCP自动部署分布式NTP服务的系统。所述SDN控制器收到请求后，向所述协同器发送请求，以衍生新的VM。协同器收到SDN控制器的请求后，衍生新的VM(即VMN)。先前，所有现有VM(即VM1、VM2……VMN-1)都通过NTP守护进程ntpd1同步其时间。如果通过可用ntpd同步其时间的VM的数量低于指定限制，则衍生的VM(即VMN)将与可用的NTP守护进程ntpd(即ntpd1)同步其时间，与如SDN服务器提供的特定域名同步其时间。随着VMN的衍生，所述SDN控制器请求所述DHCP服务器向衍生的VM提供IP地址信息。衍生的VM(即VMN)使用其上运行的DHCP客户端请求DHCP服务器为其分配新的IP地址。DHCP服务器为给定网络分配一个可用的IP地址。同时，所述DHCP还发送所述可用的NTP守护进程(即，ntpd1)的域名信息，VMN可以与ntpd1同步其时间。VMN发送所述NTP服务器的DNS查询，DNS在解析域名时发送所述可用的NTP守护进程ntpd(即ntpd1)的IP地址。所述衍生的VM执行DHCP服务器发送的报文，与ntpd1同步其时间。所述衍生的NTP守护进程与外部标准时间源同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
在另一实施例中，如果所有可用的ntpd已达到可以通过它们同步时间的VM的数量的最大限制，则SDN控制器请求协同器衍生新的ntpd，即ntpd2。所述DHCP服务器提供新衍生的ntpd(即ntpd2)的域名。所述SDN控制器在从所述协同器衍生新的VM(即VMN)和新ntpd(即ntpd2)后接收到确认时，控制与特定ntpd同步时间的VM的数量，从而提供更好的负载均衡。所述SDN控制器还提供域名，用于DNS服务器中的IP地址映射。随着VMN的衍生，所述SDN控制器还请求所述DHCP服务器向VMN提供IP地址信息。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM(即VMN)分配一个可用的IP地址。同时，所述DHCP还发送所述可用的新衍生的NTP守护进程(即，ntpd2)的域名信息，VMN可以与ntpd2同步其时间。VMN发送所述NTP服务器的DNS查询，DNS在解析域名时发送所述新衍生的NTP守护进程(即，ntpd2)的IP地址。所述衍生的VM执行DHCP服务器发送的报文，与ntpd2同步其时间。所述衍生的NTP守护进程与外部标准时间源同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
图12为本发明主题实施例提供的通过DHCP自动部署分布式NTP服务的系统。所述SDN控制器收到请求后，向所述协同器发送请求，以衍生新的VM。协同器收到SDN控制器的请求后，衍生新的VM(即VMN)。先前，所有现有VM(即VM1、VM2……VMN-1)都通过NTP守护进程ntpd1同步其时间。如果通过可用ntpd同步其时间的VM的数量低于指定限制，则衍生的VM(即VMN)将与可用的NTP守护进程ntpd(即ntpd1)同步其时间，与如SDN服务器提供的特定IP地址同步其时间。随着VMN的衍生，所述SDN控制器请求所述DHCP服务器向衍生的VM提供IP地址信息。衍生的VM(即VMN)使用其上运行的DHCP客户端请求DHCP服务器为其分配新的IP地址。DHCP服务器为给定网络分配一个可用的IP地址。同时，所述DHCP还发送所述可用的NTP守护进程(即，ntpd1)的IP地址，VMN可以与ntpd1同步其时间。VMN向指定的ntpd(即，ntpd1)发送时间请求报文，并相应地与ntpd1同步其时间。所述NTP守护进程与外部标准时间源同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
在又一实施例中，如果所有可用的ntpd已达到可以通过它们同步时间的VM的数量的最大限制，则SDN控制器请求协同器衍生新的ntpd，即ntpd2。DHCP服务器提供新衍生的NTP守护进程(即ntpd2)的IP地址。所述SDN控制器在从所述协同器衍生新的VM(即VMN)和新ntpd(即ntpd2)后接收到确认时，控制与特定ntpd同步时间的VM的数量，从而提供更好的负载均衡。随着VMN的衍生，所述SDN控制器还请求所述DHCP服务器向VMN提供IP地址信息。DHCP接收到新衍生的VM的请求后，为新衍生的VM(即VMN)分配一个可用的IP地址。同时，所述DHCP还发送所述可用的新衍生的NTP守护进程(即ntpd2)的IP地址，VMN可以与ntpd2同步其时间。所述衍生的VM执行所述DHCP服务器发送的报文，所述VMN向指定的ntpd(即ntpd2)发送时间请求报文并相应地与ntpd2同步其时间。所述衍生的NTP守护进程与外部标准时间源同步其时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
图13为本发明主题实施例提供的通过SDN自动部署分布式NTP服务的系统。新添加的设备或衍生的VM请求与外部时间源、通过互联网的标准NTP服务器或网关上存在的外部时间源同步其时间。为了同步时间，新衍生的VM请求与外部时间源(比如时间源1)同步其时间。VM在其时间同步之前，需要解析外部时间源1的IP地址。DNS服务器收到IP解析报文时，发现要同步时间的地址是互联网上存在的时间源1或者是网关上存在的外部时间源。DNS还比较任何现有衍生的ntpd是否如衍生的VM请求的那样与相应的外部时间源同步时间。一旦发现时间源1的现有ntpd的表项，DNS就会将这个ntpd的IP地址传递给新衍生的VM，并且VM将与相应ntpd同步其时间(所述相应ntpd已经与外部时间源1同步其时间)。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
在本发明的另一实施例中，在比较任何现有衍生的ntpd是否如衍生的VM请求的那样与相应的外部时间源同步时间之后，DNS发现不存在与VM请求同步时间的外部时间源同步其时间的ntpd，并通知SDN不存在与VM请求同步时间的外部时间源同步时间的ntpd。因此，所述SDN控制器向所述协同器发送请求，以衍生与存在于互联网或网关上请求的外部时间源同步时间的新的ntpd。SDN在衍生新的ntpd后，将信息发送给DNS，DNS解析出新衍生的ntpd的IP地址，并将新衍生的ntpd的IP地址发送给VM。VM与相应的新衍生的ntpd同步其时间，所述新衍生的ntpd与互联网或网关上的请求的外部时间源同步时间。所述SDN控制器将衍生的ntpd的IP地址添加到DNS代理表项中。所述SDN控制器还用于由NTP客户端向对标准时间源进行的任何DNS查询提供ntpd的IP地址。因此，所有请求与外部标准时间源同步其时间的NTP客户端都将与ntpd同步时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
在本发明的另一实施例中，如果能够与NTP守护进程同步时间的NTP客户端的数量超过最大限制，则协调器根据SDN控制器的请求衍生新的NTP守护进程ntpd。SDN在衍生新的ntpd后，将信息发送给DNS，DNS解析出新衍生的ntpd的IP地址，并将IP地址发送给VM。所述VM与相应的新衍生的ntpd同步其时间，所述新衍生的ntpd与互联网或网关上的请求的外部时间源同步时间。所述SDN控制器将衍生的ntpd的IP地址添加到DNS代理表项中。所述SDN控制器还用于由NTP客户端向对标准时间源进行的任何DNS查询提供ntpd的IP地址。因此，所有请求与外部标准时间源同步其时间的NTP客户端都将与ntpd1同步时间。如果与特定ntpd同步时间的客户端的数量使ntpd过载，则所述SDN控制器将请求所述协同器衍生新的ntpd，以便进一步衍生的VM(即VMN+1、VMN+2……)同步时间。
本领域技术人员可以理解，任何已知的或新的算法都可以用于实现本发明。然而，应注意的是，本发明提供了一种实现上述益处和技术进步的方法，无论使用任何已知的或新的算法。
本领域普通技术人员能够认识到，结合本说明书所公开的实施例中所描述的示例，可以通过电子硬件或计算机软件与电子硬件的组合实现单元和算法步骤。功能是由硬件还是由软件执行取决于技术方案的特定发明和设计约束条件。本领域技术人员可使用不同方法实现每个特定发明的所描述功能，但是不应认为该实现超出本发明的范围。
应理解，在本发明中提供若干实施例中，所公开的系统和方法可通过其它方式实现。例如，所描述的装置实施例仅仅是示例性的。例如，单元划分仅仅是逻辑功能划分且在实际实现中可以是其它划分。例如，可将多个单元或部件合并或集成到另一系统中，或可忽略或不执行部分特征。另外，可通过一些接口实现所显示或论述的互相耦合或直接耦合或通信连接。装置或单元之间的直接耦合或通信连接可通过电子、机械或其它形式实现。
当这些功能以软件功能单元的形式实现以及作为单独产品销售或使用时它们可存储在计算机可读存储介质中。基于这种理解本发明的技术方案基本上或构成现有技术的部分或技术方案的部分可通过软件产品的形式实现。计算机软件产品存储在存储介质中并包括若干指令，用于指示计算机设备(其可为个人计算机、服务器或网络设备)执行本发明实施例中所描述的方法的所有或部分步骤。前述存储介质包括：可以存储程序代码的任何介质，例如USB闪存驱动器、可移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁盘或光盘。
相互通信的设备之间不需要保持连续通信，除非另有明确规定。此外，相互通信的设备可以直接或间接地通过一个或多个中介进行通信。
虽然本文描述了单个设备或制品，但显然可以使用不止一个设备/制品(不论它们是否协作)来代替单个设备/制品。类似地，对于本文描述的多于一个设备或物品的情况(无论它们是否协作)，很明显可以使用单个设备/物品来代替多于一个设备或物品，或者可以使用不同数量的设备/物品来代替所示数量的设备或程序。设备的功能和/或特征可替代性地由没有明确地描述为具有这种功能/特征的一个或多个其它设备来实施。因此，本发明的其它实施例不需要包括设备本身。
尽管在包括SDN的传统网络中用于NTP客户端的有效时间同步的系统和方法的实现方式已经以特定于结构特征和/或方法的语言进行了描述，但应理解，所附权利要求不限于所描述的特定特征或方法。相反，具体特征和方法被公开为用于包括SDN的传统网络中的NTP客户端的有效时间同步的系统和方法的实现方式的示例。

Claims (30)

1.一种网络中时间同步的方法，其特征在于，所述方法包括：
网络节点中的至少一个网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)客户端获取衍生的NTP守护进程(NTP demon，ntpd)的IP地址或域名来同步时间；
将所述NTP客户端的时间与所述NTP守护进程(ntpd)的时间进行同步；
其中，所述NTP守护进程(ntpd)的时间与网络的网关或互联网上存在的外部时间源同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NTP客户端从所述网络节点中的动态主机控制协议(Dynamic Host Control Protocol，DHCP)服务器获取可用IP地址。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NTP客户端从软件定义网络(SoftwareDefined Network，SDN)控制器提供的配置文件或从DHCP服务器接收所述衍生的ntpd的IP地址或域名。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述NTP客户端接收到所述衍生的ntpd的域名时，所述方法还包括：在发送对NTP服务器域名系统(domain name system，DNS)的查询时，所述NTP客户端从所述网络节点中的DNS服务器获取所述ntpd的IP地址。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述SDN提供所述衍生的ntpd的域名，用于所述DNS服务器中的IP地址映射。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当现有ntpd因所述NTP客户端的时间同步请求而过载时，SDN控制器或协同器衍生至少一个ntpd。
7.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在网络节点或计算节点中衍生所述ntpd。
8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，每个ntpd与最大数量的所述NTP客户端的时间同步。
9.一种网络中时间同步的方法，其特征在于，所述方法包括：
计算节点中的至少一个NTP客户端请求与互联网上存在的外部时间源或网关同步时间；
所述NTP客户端向网络节点中的域名系统(domain name system，DNS)服务器发送IP解析报文，用于解析所述外部时间源的IP地址；
所述NTP客户端从所述DNS服务器获取用于同步时间的时间源的IP地址；
将所述NTP客户端的时间与所述时间源进行同步；
其中，从所述DNS服务器接收的时间源的IP地址是衍生的NTP守护进程(NTP demon，ntpd)的IP地址，所述衍生的ntpd将时间与互联网上存在的外部时间源或所述网关进行同步。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，SDN控制器或协同器衍生将时间与所述外部时间源或所述网关进行同步的衍生的ntpd。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当所述NTP客户端请求与不同外部时间源同步时间时，衍生所述ntpd。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当现有ntpd因所述NTP客户端的时间同步请求而过载时，衍生所述ntpd。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述SDN控制器将所述衍生的ntpd的域名提供给所述DNS。
14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在所述网络节点或所述计算节点中衍生所述ntpd。
15.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，每个ntpd与所述SDN控制器设置的最大数量的NTP客户端的时间同步。
16.一种网络中时间同步的系统，其特征在于，包括：
网关设备，便于时间同步；
处理器，用于执行指令，其中所述处理器和所述网关可通信地耦合以协作，使得所述系统用于：
通过计算节点中的至少一个NTP客户端获取网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)守护进程(NTP demon，ntpd)的IP地址或衍生的NTP守护进程(ntpd)的域名来同步时间；
将所述NTP客户端的时间与所述衍生的NTP守护进程(ntpd)的时间进行同步；
其中，所述ntpd将时间与所述网络的网关设备或互联网上存在的外部源进行同步。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述NTP客户端从网络节点中的动态主机控制协议(Dynamic Host Control Protocol，DHCP)服务器获取可用IP地址。
18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述NTP客户端从软件定义网络(Software Defined Network，SDN)控制器提供的配置文件或可选地从DHCP服务器接收所述衍生的ntpd的IP地址或域名。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，当所述NTP客户端接收到所述衍生的ntpd的域名时，所述系统还包括：在发送对NTP服务器域名系统(domain name system，DNS)的查询时，所述NTP客户端从网络节点中的DNS服务器获取所述ntpd的IP地址。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述SDN提供所述衍生的ntpd的域名，用于所述DNS服务器中的IP地址映射。
21.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，当现有ntpd因所述NTP客户端的时间同步请求而过载时，SDN控制器或协同器衍生至少一个ntpd。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的系统，其特征在于，在网络节点或所述计算节点中衍生所述ntpd。
23.根据权利要求16至21中任一项所述的系统，其特征在于，每个ntpd与SDN控制器设置的最大数量的NTP客户端的时间同步。
24.一种网络中时间同步的系统，其特征在于，包括：
网关设备；
至少一个外部时间源，便于时间同步；
处理器，用于执行指令，其中所述处理器、所述网关和外部标准时间源通信耦合协作，使得所述系统用于：
计算节点中的至少一个NTP客户端请求与互联网上的至少一个外部标准时间源同步时间；
所述NTP客户端向网络节点中的域名系统(domain name system，DNS)服务器发送IP解析报文，用于解析所述外部标准时间源的IP地址；
所述NTP客户端从所述DNS服务器获取用于同步时间的时间源的IP地址；
与所述时间源同步时间；
其中，从所述DNS服务器接收的时间源的IP地址是衍生的NTP守护进程(NTP demon，ntpd)的IP地址，其中所述衍生的ntpd将时间与互联网上存在的外部时间源或所述网关进行同步。
25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，SDN控制器或协同器衍生将时间与所述外部时间源或所述网关进行同步的衍生的ntpd。
26.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，当所述NTP客户端请求与不同外部时间源同步时间时，衍生所述ntpd。
27.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，当现有ntpd因所述NTP客户端的时间同步请求而过载时，衍生所述ntpd。
28.根据权利要求24或27所述的系统，其特征在于，SDN控制器将新衍生的ntpd的域名提供给所述DNS。
29.根据权利要求24至27任一项所述的系统，其特征在于，在所述网络节点或所述计算节点中衍生所述ntpd。
30.根据权利要求24至27任一项所述的系统，其特征在于，每个ntpd与SDN控制器设置的最大数量的NTP客户端的时间同步。
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