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PTP时钟和NTP时钟同步的特点
PTP时钟
PTP(Precision Time Protocol)是一种对标准以太网终端设备进行时间和频率同步的协议,也称为IEEE 1588,简称为1588。1588分为1588v1和1588v2两个版本,1588v1只能达到亚毫秒级的时间同步精度,而1588v2可以达到亚微秒级同步精度。1588v2被定义为时间同步的协议,最初只是用于设备之间的高精度时间同步,随着技术的发展,1588v2也具备频率同步的功能(目前我公司的设备都是支持标准的PTP V2,IEEE1588-2008等网络对时协议)。
理论上任何PTP时钟都能实现主时钟和从时钟的功能,但一个PTP通信子网内只能有一个主时钟。整个系统中的最优时钟为最高级时钟GMC(Grandmaster Clock),有着最好的稳定性、精确性、确定性等。根据各节点上时钟的精度和级别以及UTC(通用协调时间)的可追溯性等特性,由最佳主时钟算法(Best Master Clock)来自动选择各子网内的主时钟;在只有一个子网的系统中,主时钟就是最高级时钟GMC。每个系统只有一个GMC,且每个子网内只有一个主时钟,从时钟与主时钟保持同步。
下图所示的是一个典型的主时钟、从时钟关系示意图:
主时钟、从时钟关系示意图
PTP时钟同步的基本原理包括时间发出和接收时间信息的记录,并且对每一条信息增加一个“时间戳”。有了时间记录,接收端就可以计算出自己在网络中的时钟误差和延时。
PTP域的节点设备按照一定的主从关系(Master-Slave)进行时钟同步。主从关系是相对而言的,同步时钟的节点设备称为从节点,发布时钟的节点设备称为主节点,一台设备可能同时从上层节点设备同步时钟,然后向下层节点设备发布时钟。对于相互同步的一对时钟节点来说,存在如下主从关系:
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发布同步时间的节点称为主节点,而接收同步时间的节点则称为从节点。
主节点上的时钟称为主时钟,而从节点上的时钟则称为从时钟。
发布同步时间的端口称为主端口,而接收同步时间的端口则称为从端口。
应用了PTP协议的网络称为PTP域,网络中可能含有多个PTP域,PTP域是独立PTP时钟同步系统,一个PTP域内有且只有一个时钟源,域内的所有设备都与该时钟源保持同步。
IEEE1588标准所定义的精确网络同步协议实现了网络中的高度同步,使得在分配控制工作时无需再进行专门的同步通信,从而达到了通信时间模式与应用程序执行时间模式分开的效果。
由于高精度的同步工作,使以太网技术所固有的数据传输时间波动降低到可以接受的,不影响控制精度的范围。
NTP时钟
NTP(Network Time Protocol)是由美国德拉瓦大学的David L. Mills教授于1985年提出,由时间协议、ICMP时间戳消息及IP时间戳选项发展而来。NTP用于将计算机客户或服务器的时间同步到另一服务器或参考时钟源。它使用UTC作为时间标准,是基于无连接的IP协议和UDP协议的应用层协议,使用层次式时间分布模型,所能取得的准确度依赖于本地时钟硬件的精确度和对设备及进程延迟的严格控制。除了可以估算封包在网络上的往返延迟外,还可独立地估算计算机时钟偏差,从而实现在网络上的高精准度计算机校时,它是设计用来在Internet上使不同的机器能维持相同时间的
未完!
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