精密網(wǎng)絡(luò)同步協(xié)議(PTP)v20協(xié)議解析

IEEE1588周密網(wǎng)絡(luò)同步協(xié)議〔PTP〕-v2.01引言10M100M，GE，。40GE，100GE2023以太網(wǎng)技術(shù)是“即插即用”的，也就是將以太網(wǎng)終端接到IP網(wǎng)絡(luò)上就可以隨時(shí)使用其供給的業(yè)務(wù)。但是，只有“同步的”的IP網(wǎng)絡(luò)才是一個(gè)真正的電信IPIP50msNTP〔NetworkTimeProtocol〕，SNTP〔SimpleNetworkTime道仿真技術(shù)〔TDMoverEthernet〕作為一種過渡技術(shù)，具有肯定的以太網(wǎng)時(shí)鐘同步概念，可以局部解決現(xiàn)有終端設(shè)備用于以太網(wǎng)的無縫連接問題。IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)則特別適合于以太網(wǎng)，可以在一個(gè)地域分散的IP網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)微秒級高精度IEEE1588IEEE1588PTPIEEE1588PTP協(xié)議借鑒了NTP技術(shù)，具有簡潔配置、快速收斂以及對網(wǎng)絡(luò)帶寬和資源消耗少等特點(diǎn)。IEEE1588時(shí)鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)〔IEEE1588PrecisionClockSynchronizationPTP〔PrecisionTimingProtocol〕，它的主要原理是通太網(wǎng)的分布式系統(tǒng)到達(dá)準(zhǔn)確同步，IEEE1588PTP何組播網(wǎng)絡(luò)中。IEEE1588〔OrdinaryClock，OC〕和邊界時(shí)鐘〔BoundaryClock，BC〕，只有一個(gè)PTP時(shí)鐘，有一個(gè)以上PTP通信端口的時(shí)鐘是邊界時(shí)鐘，每個(gè)PTP端口供給獨(dú)立的〔如交換機(jī)和路由器〕PTPGMC〔GrandmasterClock〕，有著最好的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、確定性等。依據(jù)各節(jié)點(diǎn)上時(shí)鐘的精度和級別以及UTC〔通用協(xié)調(diào)時(shí)間〕的可追溯性等特性，由最正確主時(shí)鐘算法〔BestMasterClock〕來自動選擇各子網(wǎng)內(nèi)的主時(shí)鐘；在只有一個(gè)子網(wǎng)的系統(tǒng)中，主時(shí)鐘就是最高級時(shí)鐘GMC。每個(gè)系統(tǒng)只GMC，且每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)只有一個(gè)主時(shí)鐘，從時(shí)鐘與主時(shí)鐘保持同步。圖1示的是一個(gè)典型的主時(shí)鐘、從時(shí)鐘關(guān)系示意。圖1 主時(shí)鐘、從時(shí)鐘關(guān)系示意圖〔Sync〔Follow_u。這些報(bào)文的交互挨次如圖2應(yīng)是與時(shí)鐘當(dāng)前的狀態(tài)有關(guān)的。同步報(bào)文是從主時(shí)鐘周期性發(fā)出的(一般為每兩秒一次)，它包含了主時(shí)鐘算法所需的時(shí)鐘屬性?？偟膩碚f同步報(bào)文包含了一個(gè)時(shí)間戳，準(zhǔn)確地描述了數(shù)據(jù)包發(fā)出的估量時(shí)間。圖2 PTP報(bào)文與交換挨次由于同步報(bào)文包含的是估量的發(fā)出時(shí)間而不是真實(shí)的發(fā)出時(shí)間，所以Sync報(bào)文的真實(shí)發(fā)出時(shí)間被測量后在隨后的Follow_Up報(bào)文中發(fā)出。Sync報(bào)文的接的時(shí)間。但是此時(shí)計(jì)算出的時(shí)差包含了網(wǎng)絡(luò)傳輸造成的延時(shí)，所以使用Delay_ReqDelay_ReqSyncSyncDelay_Resp以到達(dá)微秒的精度。偏移測量與延遲測量階段。3修正漂移量的過程中，主時(shí)鐘依據(jù)定義的間隔時(shí)間〔2s〕周期性地向相T0K，T1K。之后主時(shí)鐘發(fā)出其次條報(bào)文——跟隨報(bào)文〔Follow_upMessage〕，此報(bào)文與同步在傳輸路徑中沒有延遲，那么兩個(gè)時(shí)鐘就會同步。圖3 PTP時(shí)鐘漂移測量計(jì)算即延遲測量，這是同步過程的其次個(gè)階段〔4〕。圖4 PTP時(shí)鐘延遲和偏移計(jì)算T2。主時(shí)鐘對接收數(shù)據(jù)包打上一個(gè)時(shí)間戳，然后在“延遲響應(yīng)”數(shù)據(jù)包中把接收時(shí)間戳BB和主時(shí)鐘供給的接收不規(guī)章進(jìn)展的，其測量間隔時(shí)間〔缺省值是4~60s之間的隨機(jī)值〕比偏移值測量PTP4右邊可DOIEEE1588v2.2，主要應(yīng)用于相對本地化、網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)，內(nèi)放性，特別適合于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。與其他常用于EthernetTCP/IPSNTPNTPPTPNTPGPS(基于衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng))SNTPNTP用層，這使得PTPPTP簡潔適應(yīng)低端設(shè)備。IEEE1588程序執(zhí)行時(shí)間模式分開的效果。以承受的，不影響掌握精度的范圍。IXIAIEEE1588PTPIXIA2~7層統(tǒng)一IP測試平臺實(shí)現(xiàn)了IEEE1588PTP時(shí)鐘同步技術(shù)方案。關(guān)于IXIAIXIA〔1〕。表1 IXIA城域以太網(wǎng)測試方案及對應(yīng)程序5IEEE1588PTP，IXIAIXIAIXIAPTPPTP圖5 IEEE1588典型測試場景IXIAIEEE1588PTPIEEE15882.2版本；支持兩步時(shí)鐘配置；一個(gè)物理端口可以同時(shí)產(chǎn)生PTP流量和非PTP流可以以柱狀圖顯示從時(shí)鐘對應(yīng)于主時(shí)鐘的偏移量；IXIAIxExplorerPTPPTP2。表2 IXIAIEEE1588PTP測試統(tǒng)計(jì)信息Testing〕，可以依據(jù)SyncFollow-upFollow-upSync6PTP圖6 PTP時(shí)鐘配置界面完畢語Sulli