利用DP83640实现网络系统的时钟同步(2)

ｙｃｅｔａｌ＿等值的它，

第５卷第３１期（２００９年１１月）

（ｏｆｆｓｅｔ）和传输延迟（ｄｅｌａｙ），调整本地的ＰｒＩＰ时钟并与主时钟对准。

计算过程如下：

ｔｌ＝ｏｆｆｓｅｔ＋ｄｅｌａｙ＋ｔｏ

ｔ３＝ｄｅｌａｙ—ｏｆｆｓｅｔ＋ｔ２ＣｏｍｐｕｔｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电瞳知识‘ｊ技术表１以太网帧结构

ｏｆｆｓｅｔ＝【（１３－ｈ）－（ｔ厂ｔ０）１／２

１．２．１ＰＴＰ协议中的报文时戳点和时钟时戳点

在以太网中．ＩＥＥＥｌ５８８所定义的报文将封装在ＵＤＰ／ＩＰ中，以多

播方式发送。它符合ＩＥＥＥ８０２．３中以太嘲帧格式的基本结构（以太一１１ｎ！ｎ！ｎ：ｎ！几！ｎ！！～

图３以太网帧中的报文时戳点■—¨■ｌＭ，ｍｔｌｌ．毫ｏｌ＇摧史９瓤点：ｌ目酋 ■ｔ网帧格式如表ｌ所示）。起始帧界定符的最后阿位“１１”用于通知接收

端后面的内容是帧的实际字段。在一个封装了ｓｙｎｃ报义或者ｄｅ．

１ａｙ—ｒｅｑ报文的以太网帧中，需要有时戳生成功能的部件在这两位之

后打．卜报文时戳点（如图３所示）。

在ＰＴＰ报文的传输路径上也有一个特殊的点称为时钟时戳点

（如图４所示），ｓｙｎｃ报文和ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑ报文应分别和发送和接收时刻

（当报文时戳点经过时钟时戳点的时刻）打上时间戳。这个时间戳用一．。九ｍ。九。广ＴＷ。广乙几几一一比特种阐．

车ｉ鲁时胂《移）ｌ于记录ｓｙｎｃ报文和ｄｅｌａｙ＿＿ｒｅｑ报文的发送或者接收时间值。

１．２．２网络传输延迟分析咽４ＰＴＰ协议传输路径中的时钟时戳点

ＰＴＰ报义自发送到另一个时钟节点接收所经历的传输延迟主要

包括ｉ部分：１）栈内滞留时间ｏｕｔｂｏｕｎｄ—ｌａｔｅｎｃｙ和ｉｎｔｂｏｕｎｄ＿ｌａｔｅｎｃｙ。

２）传输路径的延迟。３）网络交换没备等带来的延迟。

每个卵Ｐ端１１有两个标志性的常量ｏｕｔｂｏｕｎｄ＿ｉａｔｅｎｅｙ和ｉｎ－

ｂｏｕｎｄ＿ｌａｔｅｎｃｙ（如同５所示），常量ｏｕｔｂｏｕｎｄ—ｌａｔｅｎｃｙ是ｓｙｎｅ报文和

ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑ报文从时钟时间戳到通信介质的时间，常量ｉｎｂｏｕｎｄ—ｌａｔｅｎ—

ｃｖ是ｓｙｎｅ报文和ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑ报文从通信介质到时钟时间戳的时间，这

两个常量在延迟校正过程中被用到。

当报文时戳点经过时钟时戳点时应该被有效的机制检测到，超

前或者滞后检测到都应该得到纠正。在时钟时戳点获得的时间值我

们称之为测量值（ｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅ）在到达通信介质处的时问值我们称

之为ｒｅｐｏｒｔｅｄｖａｌｕｅ。所有与ｏｕｔｂｏｕｎｄ＿ｌａｔｅｃｙ有关的报文都应该转换

为ｒｅｐｏｒｔｅｄｖａｌｕｅ，它的值等于ｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅ＋ｏｕｔｂｏｕｎｄ＿ｌａｔｅｃｙ。所有

与ｉｎｂｏｕｎｄ…ｘｘｌｌｏｍ＂¨Ｉ．ＩｏＩｎ●帆““哪…Ｌ…～………‘……＿…。——Ｉ从时件图５栈内滞留时问常量示意图ｔ计件有＿炎的报文都应该转换为ｒｅｐｏｒｔｅｄｖａｌｕｅ

于ｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅ－ｉｎｂｏｕｎｄ—ｌａｔｅｃｙ。

在网络通讯过程中．被传递的信息需要在发送端的本地协议栈

中进行封装，从协议栈的顶层丌始，每下降一层就将原有数据打包，

增加一些包头、包尾等信息，运算处理时间的不确定性导致在栈内的

滞留时间也具有不确定性。因此，要降低嘲络传输延迟的不确定性，

需要尽可能的将时间戳获取点向协议栈的底层移动，时间戳的获取

点越靠近传输介质，获取的发送和接收时间戳的精度就越高（图６表

示了町以获取时『ＨＪ戳的位置）。

ＩＪ图６可加盖时间戳的位置ＤＰ８３６４０中对Ｓｙｎｃ和ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑ报文的处理

Ｓｙｎｃ报文和ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑ报义都含有一个ｏｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐ字段，该字段的值和盯Ｐ—ＡＳＳＩＳＴ的值有关，当ＰＴＰ＿ＡＳＳＩＳＴ值为真时将跟随一个ｆｏｌｌｏｗ—ｕｐ报义（只４ｔ‘对ｓｙｎｅ报文），其时问戳宁段包含ｌａｔｅｎｃｙ信息。当｜ｙｒＰＬＡＳＳＩＳＴ值为假时将不跟随ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐ报文，ｓｙｎｃ报文ｏｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐ字段包含滞留时问（１ａｔｅｎｃｙ）的信息。

１１Ｓｙｎｅ报文的处理：

Ｓｙｎｃ报文的两步操作：

ＤＰ８３６４０缺省状态下是两步操作．对于两步操作，需要记录和保存消息入口和出Ｉ１的时间值以用来计算其滞留时间ｌａｔｅｎｃｙ。一且收到相关的Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐ消息．滞留时间（１ａｔｅｎｃｙ）应加到Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐ消息的修正字段ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎＦｉｅｌｄ。另外如果使能ＩＧＮＯＲＥ一２ＳＴＥＰ位，不管ＰｒＰ报义盯Ｐ—ＡＳＳＩＳＴ位如何，都强行进行两步操作。

Ｓｙｎｃ报文的一步操作：

为避免在管理接口问传输时间值．可以利用ＤＰ８３６加的一步操作。通过使能ＳＹＮＣＪＳＴＥＰ位，可令ＤＰ８３６４０进行一步操作，自动将时间戳插入报文的ｏｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐ字段。Ｐ１阳协议要求是把滞留时间ｌａｔｅｎｃｙ加到ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎＦｉｅｌｄ，将到来的原始时间戳值０．ｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐ加到ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎＦｉｅｌｄ．并减去人口的时Ｉ．日Ｊ戳值。处理器会做如下设置：

ＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎＦｉｅｌｄ＝ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎＦｉｅｌｄ＋ｏｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐ—ｓｙｎｃ—ｉｎｇｒｅｓｓ＿ｔｉｍｅｓｔａｍｐ

ＯｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐ２０

但ＤＰ８３６４０使用一步操作将不会做ｔ述操作。用于Ｓｙｎｃ消息的出口时问会随着传送过程自动嵌入到ｏｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐ字段。ＰＨＹ会自动设定：

ＯｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐ２ｓｙｎｃ＿ｅｇｒｅｓｓ＿ｔｉｍｅｓｔａｍｐ

需要注意的是在转发第一个Ｓｙｎｃ消息之前，应首先设定Ｐ１［．Ｐ时钟时间然后根据滞留时间ｌａｔｅｎｃｙ修改入口时间。１２１

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