[发明专利]一种计算机集群中传递时钟信号的系统和方法

说明书

本发明公开一种计算机集群中传递时钟信号的系统和方法，将接入器，0个或若干个分接器，0个或若干个透传器，终端卡及线路组成一个树形的时钟信号传递网络；述接入器作为根节点；若干终端卡作为叶节点；由0个或若干个分接器，及0个或若干个透传器作为中间节点；所述时钟源输出的时钟信号由接入器接入所述时钟信号传递网络，经0个或若干个分接器，及0个或若干个透传器中间节点，传递给叶节点的终端卡。本发明在时间信号的低电平期间测量路径延迟，必要时多个从端划分不同的时隙进行测量；采用分接器和透传器，适合扩展到大规模的计算机集群；本发明将路径延迟值编码，随时码一同传输，不必通过延迟来补偿时间信号，简化了系统，提高了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种计算机集群中传递时钟信号的系统和方法，属于时间同步技术领域。

背景技术

计算机集群是一组由数据传输网络连接起来的，布置在较近距离的计算机组成的系统，例如数据中心内互联的服务器组成的系统。如果集群中各计算机能够获得精确同步的时钟信号，那么各计算机上运行的软件利用本机时钟指示的时刻来标记事件(即时间戳)，就可以对一系列事件的先后顺序达成一致，实现全局一致性。

目前计算机集群通常采用NTP技术(NTPv4，RFC 5905标准)，利用数据传输网络(如以太网)来传递时钟信号。NTP技术仅能达到毫秒级的时钟信号传递精度，难以满足需求。

PTP技术(PTPv2，IEEE 1588-2008标准)可以实现微秒级的时钟信号传递精度；“Vishal Shrivastav,Ki-Suh Lee,Han Wang,Hakim Weatherspoon:GloballySynchronized Time via Datacenter Networks.IEEE/ACM Transaction on Network.27(4):1401-1416,2019”提出的DTP技术可以在数据中心网络实现约几百纳秒的时钟信号传递精度；“Yuliang Li,Gautam Kumar,Hema Hariharan,Hassan Wassel,PeterHochschild,et al.Sundial:Fault-tolerant Clock Synchronization forDatacenters.14th USENIX Symposium on Operating Systems Design,Implementation(OSDI 20),1171-1186,2020”提出的Sundial技术可以在数据中心网络实现约一百纳秒的时钟信号传递精度；欧洲核子研究组织(CERN)于2011年开发的白兔(White Rabbit)技术可以实现亚纳秒级的时钟信号传递精度。上述几种技术都需要投入高昂的成本来升级数据传输网络设备，难以普及。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明为计算机集群提供一种精确且低成本的传递时钟信号的系统和方法。

技术方案：一种计算机集群中传递时钟信号的系统，包括时钟源，接入器，0个或若干个分接器，0个或若干个透传器，终端卡，以及线路。

所述接入器，0个或若干个分接器，0个或若干个透传器，终端卡及线路组成一个树形的时钟信号传递网络。所述接入器作为根节点；若干终端卡作为叶节点；由0个或若干个分接器，及0个或若干个透传器作为中间节点；所述时钟源输出的时钟信号由接入器接入所述时钟信号传递网络，经0个或若干个分接器，及0个或若干个透传器中间节点，传递给叶节点的终端卡。

所述树形时钟信号传递网络使用分离的时间回路、时码回路和频率回路，联合传递完整的时钟信号。

所述接入器放大或转换时钟源输出的时间信号、时码信号和频率信号。