IEEE1588学习笔记.doc

一、端对端透明时钟（E2E）和点对点透明时钟（P2P）1.1 透明时钟概述IEEE1588V2.0版本（）相对于V1.0版本（）一种较大区别是，2.0版本增长了透明时钟类型一般组网中，互换机作为透明时钟使用当主从机互换消息途径涉及一种或多种互换机时，延时涉及两部分，途径延时（Path Delay）和驻留时间（residence time）一般来说，途径延时是报文在物理媒介上的延时，双向对称且延时稳定驻留时间取决于数据流量和互换机的解决能力，也许动态变化透明时钟分E2E（end to end）和P2P（peer to peer）两种类型两种类型都需要互换机支持将报文的出口时间（egress）和入口时间（igress）差值添加到报文中去此差值即为互换机的驻留时间P2P时钟还可以积极发送延时祈求报文给与它相接的端口，测量途径延时1.2 两种对时模式原理E2E模式对时原理：图1.1 E2E透明时钟对时原理如图1.1所示，主从时钟通过一种E2E互换机对时，所有报文通过互换机时，互换机会将驻留时间累加到报文的校正域（CF）中,但是途径延时并没有事先懂得，要发送同步报文和延时祈求报文计算途径延时E2E模式主机需要响应所有从机的Delay_Req报文，网络规模受到限制。

P2P模式对时原理：图1.2 P2P透明时钟对时原理如图1.2所示，主从时钟通过一种P2P互换机对时，在主机发送Sync报文之前，支持P2P模式的互换机已经积极发送pDelay_req报文，获取了互换机每个端口和与它相连的端口之间的途径延时，并保存下来当网络拓扑关系变化时，能迅速获取到新的途径延时由于途径延时事先获得，主机只需要广播Sync报文和Follow_Up报文，不需要响应所有从机的Delay_Req报文，负荷大大减少，可以支持比E2E模式更大的网络容量Sync报文和Follow_Up报文通过互换机时，P2P节点的驻留时间会累加到报文校正域中，而途径延时已经事先获得，因此只需要单向报文就可以对时1.3 途径延时和驻留时间写入报文的方式当报文通过互换机时，互换机会将途径延时和驻留时间写入报文的校正域（CorrectionField）中与报文发送时间戳类型，校正域写入方式也分为一步方式（one-step）和两步方式（two-step）1.3.1 途径延时写入方式如果时钟为一步点对点时钟，在Sync报文从出去端口转发之前，累加值到Sync报文校正域中值已经通过对等延时机制，测量得到该Sync报文的进入端口相应链路的途径延时。

如果时钟为两步点对点时钟，累加值到Sync报文随后的Follow_Up报文中其她与一步时钟相似1.3.2 驻留时间写入方式一步透明时钟：值在报文离开出去端口时，累加到校正域中如果twoStepFlag标志为真，表达Follow_Up报文将随后接受到是Sync报文离开互换机出口时间减去进入互换机入口时间该值写入与Sync报文相匹配的随后的Follow_Up报文校正域中二、宣布报文（Announce）2.0版本将1.0版本的Sync同步报文拆分为Announce报文和Sync报文Announce报文涉及超主时间信息，以广播方式定期发送如果从机在一段时间内没有收到Announce报文，阐明相应的超主时钟丢失，需要用最佳主时钟算法（BMC）寻找新的超主时钟拆分出超主时钟后，Sync报文除了公共报文头部外，只涉及时间戳信息（如有Follow_Up报文，时间戳无效）按：有也许Sync变短后，途径延时和驻留时间更加短、更加稳定，有助于对时）三、时钟ID和端口ID每个时钟节点有一种或多种端口，因此一种时钟只有一种唯一的时钟ID,然后在时钟ID层次下，再分端口ID。

端口ID只要保证本时钟内各端口ID互不相似，一般从1开始编号不同步钟节点的端口ID可以相似ClockIdentity数据类型是一种8字节的数组，一般即为网卡的MAC地址保证唯一性（符合EUI-64规范）PortIdentity数据类型是一种构造体，涉及ClockIdentity和porNumber其中porNumber不是时钟节点的端口总数目，而是端口索引，从1开始编号只有一种PTP端口的PTP节点的PortNumber值应当为1有N个PTP端口的PTP节点，PortNumber值分别为1，2，……，N全0和 全1端口ID保存全1端口在管理报文和信号报文中使用（报文的目的端口为所有端口）全0端口在数据集比较算法比较端口ID和时钟ID时使用（当外部主时钟和本地时钟比较portNumber时，本地时钟的portNumber设立为0）全0端口还可以代表一种空端口，表达该端口尚未初始化或者是一种无效的端标语尚未明白疑问：PTP所指的不同端口是真实存在的物理端口，还是可以同一种物理端口虚拟出的端口ID？做主机时，与否需要考虑分派多种主机端口，分别给不同从机对时的状况？多种主机端口要分派在不同的物理端口，还是可以在同一物理端口虚拟？许继：PTP时钟每个端口是指物理端口，例如一种设备有四个网卡都接入PTP系统，则总端口数为4，端口ID依次为1，2，3，4。

时钟ID可以选择任意一种端口的MAC地址（一般选第一种端口的MAC地址即可）clockIdentity用作PTP节点的唯一标记符，而不是用作网络地址虽然网络地址一般可以从clockIdentity获得四、单播、组播和广播IEEE1588以UDP方式接入网络在原有IEEE1588报文前面，还要加入UDP头部封装如图4.1所示，字节0~字节41共42个字节为UDP报文头部，字节42~字节81共40个字节为IEEE报文通用头部，其后再是不同报文格式图4.1 IEEE1588报文格式广播MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF图4.2 IEEE1588组播IP地址IANA保存组播地址范畴是从224.0.0.0到239.255.255.255IEEE1588使用其中两个地址IEEE1588报文使用2个UDP端口IANA（internet assigned number authority）规定，组播mac地址的高24bit为0x01005e，mac 地址的低23bit为组播ip地址的低23bit由于ip组播地址的后28位中只有23位被映射到mac地址，这样就会有32个ip组播地址映射到同一mac地址上。

除了管理报文，所有的多播报文在一般时钟或边界时钟节点终结如果相应的Delay_Req报文以多播方式发送，则Delay_Resp报文以多播方式发送；如果相应的Delay_Req报文以单播方式发送，则Delay_Resp报文以单播方式发送；五、UTC、GPS、TAI时间六、上位机设计图5.1 上位机配备界面参照设计。