在这篇文章中,我们将讨论精确时间协议(PTP)以及它如何超越网络时间协议(NTP)以提供更好的准确性和时间同步。
为什么?
让我们以现代无线网络为例 - 精确的定时和同步对于基本通信以及提供检测位置和移动的能力至关重要。尽管时间同步在基于数据包的网络中起着重要作用,但它通常是事后才实现的。
保护和调试网络的各个方面通常涉及确定事件发生的时间以及准确关联网络设备之间的日志文件。以下是时间同步对网络很重要的几个原因:
- 出现问题时,您需要查看日志消息以确定根本原因以及导致故障的设备。如果您的时钟不同步,这将成为一项艰巨的任务。
- 根据通用时间源手动设置时钟可能非常耗时。
- 如果日志中的时间戳不准确,则可能无法跟踪网络使用情况、延迟问题和安全漏洞。
- 通过同步网络设备上的时钟,它们可以充当同一网络中其他设备的时间源。
如何?
网络中可以使用多种时间同步机制。最常见的是网络时间协议(NTP)和精确时间协议(PTP)。较老且众所周知的NTP(目前是第四版)主要用于实现亚毫秒级的精度,并广泛用于网络计时。由于 NTP 基于软件时间戳,因此对于需要更高同步级别的某些工业应用,它可能不太准确。
精确时间协议(IEEE 1588 版本 2)是一种基于网络的时间同步标准,旨在通过基于分组的网络分配来自时钟源的精确时间和频率。PTP 使用硬件时间戳来实现亚微秒级精度。PTP 还使交换机和路由器能够提供比 NTP 更高的精度级别的同步,适用于当今的云网络和数据中心基础架构。它在微秒很重要的工业和金融应用中特别有用。PTP 的应用几乎可以应用于任何行业,从企业数据中心到金融部门等等。
为了确保时钟同步,PTP 在时间源和接收器之间发送消息,以确定路径延迟的准确测量。使用 PTP,时间以“事件”消息的形式从主时钟 (GM) 或主时钟传输到辅助时钟,反之亦然。网络节点与主时钟同步,因此所有时钟在 PTP 网络中同步。
让我们简要介绍一下在 PTP 协议中定义层次结构的不同网络节点模型。最佳主时钟算法 (BMCA) 在网络中所有可用的时钟上运行,以确定最佳时钟。
- 大师 (GM) 是 PTP 域中的主要时钟源。它通常具有精确的时间源,例如GPS或原子钟,并用作参考时钟。
- 边界时钟 (BC) 充当连接到主设备的端口上的辅助时钟,并将时间分配给所有其他下游设备。辅助端口同步来自上游 PTP 设备的时间。
- 透明时钟 (TC) 在更新 PTP 事件消息的停留时间后转发 PTP 消息。端口在此时钟中没有任何状态。网络上的 TC 仅支持处理 IEEE 1588 版本 2 消息,不会恢复时间或频率。
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