ptp协议
PTP及1588协议介绍
PTP简介
在通信网络中，许多业务的正常运行都要求网络时钟同步，即整个网络各设备之间 的时间或频率差保持在合理的误差水平内。网络时钟同步包括以下两个概念： 时间同步（Phase synchronization） ：也叫相位同步，是指信号之间的频率和相 位都保持一致，即信号之间的相位差恒为零。 频率同步（Frequency synchronization）：也叫时钟同步，是指信号之间在频率 或相位上保持某种严格的特定关系，信号在其对应的有效瞬间以同一平均速率出现， 以保证通信网络中的所有设备都以相同的速率运行，即信号之间保持恒定的相位差。
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PTP同步原理
PTP 同步的基本原理如下：主、从时钟之间交互同步报文并记录报文的收发时间，通 过计算报文往返的时间差来计算主、从时钟之间的往返总延时，如果网络是对称的（ 即两个方向的传输延时相同），则往返总延时的一半就是单向延时，这个单向延时便 是主、从时钟之间的时钟偏差，从时钟按照该偏差来调整本地时间，就可以实现其与 主时钟的同步。 PTP 协议定义了两种传播延时测量机制：请求应答（Requset_Response）机制和端 延时（Peer Delay）机制，且这两种机制都以网络对称为前提。 1. 请求应答机制
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PTP基本概念
图 2 基本时钟节点示意图
PTP时钟协议原理
PTP时钟协议原理IEEE1588协议，又称PTP（precise time protocol，精确时间协议），可以达到亚微秒级别时间同步精度，于2002年发布version1，2008年发布version2。
IEEE1588协议的同步原理，所提出的Delay Request-Response Mechanism（延时响应机制）如图1所示。
图中所描述的PTP报文为以下几种：（1）sync同步报文（2）Follow_up跟随报文（3）Delay_req延迟请求报文（4）Delay_resp延迟请求响应报文延迟响应同步机制的报文收发流程：1.主时钟周期性的发出sync报文，并记录下sync报文离开主时钟的精确发送时间t1；（此处sync报文是周期性发出，可以携带或者不携带发送时间信息，因为就算携带也只能是预估发送时间戳originTimeStamp）2.主时钟将精确发送时间t1封装到Follow_up报文中，发送给从时钟；（由于sync报文不可能携带精确的报文离开时间，所以我们在之后的Follow_up报文中，将sync报文精确的发送时间戳t1封装起来，发给从时钟）3.从时钟记录sync报文到达从时钟的精确时到达时间t2；4.从时钟发出delay_req报文并且记录下精确发送时间t3；5.主时钟记录下delay_req报文到达主时钟的精确到达时间t4；6.主时钟发出携带精确时间戳信息t4的delay_resp报文给从时钟；这样从时钟处就得到了t1,t2,t3,t4四个精确报文收发时间。
时钟偏差&网络延时offset:时钟间偏差（主从时钟之间存在时间偏差，偏离值就是offset，图1中主从时钟之间虚线连接时刻，就是两时钟时间一致点）delay:网络延时（报文在网络中传输带来的延时）从时钟可以通过t1,t2,t3,t4四个精确时间戳信息，得到主从时钟偏差offset和传输延时delay:从时钟得到offset和delay之后就可以通过修正本地时钟进行时间同步。
PTP
PTP精确时钟同步协议PTP:Precision Time ProtocolPTP起源伴随着网络技术的不断增加和发展，尤其是以太网在测量和控制系统中应用越来越广泛，计算机和网络业界也在致力于解决以太网的定时同步能力不足的问题，以减少采用其它技术，例如IRIG-B等带来的额外布线开销。
于是开发出一种软件方式的网络时间协议（NTP），来提高各网络设备之间的定时同步能力。
1992年NTP版本的同步准确度可以达到200μs，但是仍然不能满足测量仪器和工业控制所需的准确度。
为了解决这个问题，同时还要满足其它方面需求。
网络精密时钟同步委员会于2001年中获得IEEE仪器和测量委员会美国标准技术研究所（NIST）的支持，该委员会起草的规范在2002年底获得IEEE标准委员会通过，作为IEEE1588标准。
该标准定义的就是PTP协议（Precision Time Protocol）。
PTP应用环境PTP适合用于支持多播消息的分布式网络通信系统，例如EtherNet。
同时提供单播消息的支持。
协议支持多种传输协议，例如UPD/IPv4，UDP/IPv6，Layer-2 EtherNet，DeviceNet。
协议采用短帧传输，且数据帧少，算法简单，对网络资源使用少，对计算性能要求低，适合于在低端设备上应用。
PTP目标无需时钟专线传输时钟同步信号，利用数据网络传输时钟同步消息。
降低组建同步系统的费用。
在提供和GPS相同的精度情况下，不需要为每个设备安装GPS那样昂贵的组件，只需要一个高精度的本地时钟和提供高精度时钟戳的部件，相对成本低。
采用硬件与软件结合设计，并对各种影响同步精度的部分进行有效矫正，以提供亚微秒级的同步精度。
独立于具体的网络技术，可采用多种传输协议。
核心思想PTP 是一种主从同步系统,采用主从时钟方式，对时间信息进行编码，利用网络的对称性和延时测量技术，实现主从时间的同步。
在系统的同步过程中，主时钟周期性发布PTP时间同步协议及时间信息，从时钟端口接收主时钟端口发来的时间戳信息，系统据此计算出主从线路时间延迟及主从时间差，并利用该时间差调整本地时间，使从设备时间保持与主设备时间一致的频率与相位。
ptp对时操作手册
ptp对时操作手册PTP（Precision Time Protocol）是一种用于同步网络中设备时间的协议。
下面是一份简单的PTP对时操作手册：1. 准备工作确保网络连接稳定，并且所有设备都已连接到网络。
确保设备支持PTP协议，并且已启用PTP功能。
2. 配置PTP服务器选择一台设备作为PTP服务器，该设备将负责提供时间同步服务。
在服务器上配置PTP服务，包括设置服务器时间、时钟源等。
确保服务器能够接收并响应来自客户端的PTP请求。
3. 配置PTP客户端在需要同步时间的设备上配置PTP客户端。
输入PTP服务器的IP地址和端口号，以及其他相关参数。
启动PTP客户端，开始与服务器进行时间同步。
4. 监控和调整监控网络中的设备时间，确保它们与PTP服务器保持同步。
如果发现时间不同步，可以调整设备的时间设置，或者重新启动PTP 服务。
5. 注意事项PTP协议依赖于网络通信，因此网络稳定性对时间同步的准确性有很大影响。
在某些情况下，可能需要配置防火墙或路由器以允许PTP流量通过。
对于大规模部署，可能需要考虑使用专门的PTP网关或设备来提供时间同步服务。
6. 故障排除如果发现时间不同步，首先检查网络连接和设备状态。
检查PTP服务器和客户端的配置，确保参数设置正确。
如果问题仍然存在，可能需要查看服务器和客户端的日志文件，以获取更多关于问题的信息。
7. 维护和更新定期检查和更新PTP服务器和客户端的软件版本，以确保它们支持最新的PTP协议和功能。
定期备份PTP配置和日志文件，以便在需要时进行恢复。
解剖PTP协议
解剖PTP协议⼀. PTP是什么? 英⽂为Precise Time Protocol,翻译过来就是精确时间协议⼆. 为何会出现PTP? ⼤家想必是知道NTP的存在,然⽽NTP的精度很低,只能达到毫秒级别的精度,那么PTP就是为了克服NTP精度不⾼的问题⽽出现的三. PTP需要硬件⽀持吗? 需要,在以太⽹控制器中需要集成⼀个与时间相关的模块,也就是⽹卡需要⽀持PTP,例如,nxp的ls1028a芯⽚就在其以太⽹控制器⼦系统中集成了⼀个IEEE 1588 定时器模块四. PTP在软件上的构成是怎样的? Linux下ptp是由以下两部分构成的: linux内核⽀持ptp硬件驱动(也就是linux内核的⼀个特性)+linux⽤户空间程序Linux PTP Project五. 如何检查⽹卡是否⽀持PTP? 使⽤以下命令检查: ethtool -T eth0 此命令的输出内容如下: Time stamping parameters for eth0: Capabilities: hardware-transmit (SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE) software-transmit (SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE) hardware-receive (SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE) software-receive (SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE) software-system-clock (SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE) hardware-raw-clock (SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE) PTP Hardware Clock: 1 Hardware Transmit Timestamp Modes: off (HWTSTAMP_TX_OFF) on (HWTSTAMP_TX_ON) Hardware Receive Filter Modes: none (HWTSTAMP_FILTER_NONE) all (HWTSTAMP_FILTER_ALL) 输出类似以上信息，说明⽹卡⽀持PTP六. ⽹卡是否⽀持ptp对时间计算造成的误差发⽣在哪⾥?(PHC: PTP Hardware Clock) 请先看下图: 从图中可以看出,如果时间戳在应⽤层就⽣成了，那么在将数据包往下传递的过程中产⽣的时间消耗即造成了重⼤的精度误差。
PTP功能介绍
第一部分 PTP简介
GPS/北斗
时钟/ 时间源
边缘 节点
PTP网络
边缘 节点
基站
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第二部分 PTP工作原理
1.PTP基础概念 a) 基本时钟节点类型
I. OC（Ordinary Clock） II. BC（Boundary Clock） III.TC（Transparent Clock）：包括下面
上海博瀛通信科技有限公司
—— Industrial IT Expert
PTP功能
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目录
第一部分 PTP简介 第二部分 PTP工作原理 第三部分 PTP组网
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第一部分 PTP简介
1.什么是PTP？
PTP（ Precision Time Protocol，精确时间协议）是一种时间同步的协议，其 本身只是用于设备之间的高精度时间同步， 不能作为时钟源。 2.PTP、NTP和GPS
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第三部分 PTP组网
2.配置举例（p2p以太网IP单播封装） a) 组网图
b) 配置步骤 I. 配置PTP实例 II. 配置PTP Clock属性 III.配置PTP Port属性
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第三部分 PTP组网
c) 验证配置
命令行可以使用show ptp [实例号] current查看偏移量
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结束
I. 主设备、从设备经过交互后可以获得t1、t2、t3和t4 并利用这4个时间计算出主从设备之间的平均路径延迟 ；
II. 通过t1、t2、t3和t4可以计算出主从设备之间的平均 路径延迟： meanPathDelay＝[(t4 – t3) + (t2 – t1)]/2 ；
III.主从设备的时间偏差offsetFromMaster = t2 - t1 – meanPathDelay。从设备计算出时间偏差后就可以修 正本地时间，使其和主设备时间同步了。
ptp流程
ptp流程PTP流程PTP（Precision Time Protocol）是一种用于同步网络时钟的协议。
本文将介绍PTP的基本流程。
一、PTP概述1. PTP是什么？PTP是一种用于同步网络时钟的协议，它可以精确地同步各个设备的时钟，使得它们在同一个时间点上执行某个操作。
2. PTP的作用PTP主要用于以下场景：（1）需要对多个设备进行时间同步的场景，如工业自动化、通信系统等；（2）需要高精度时间戳的场景，如金融交易、科学实验等。
二、PTP基本流程1. 网络拓扑结构在PTP网络中，有两类设备：主时钟和从时钟。
主时钟负责生成时间戳，并将其发送给从时钟；从时钟则接收主时钟发来的时间戳，并根据其调整自己的本地时钟。
2. 主从模式在PTP中，主从模式是指主时钟向从时钟发送Sync报文，并在Follow_Up报文中确认收到Sync报文。
从时钟接收Sync报文后，在Delay_Req报文中请求主机发送Delay_Resp报文，并在Follow_Up 报文中确认收到Delay_Resp报文。
3. 报文类型PTP共有8种不同类型的报文：（1）Sync报文：主时钟向从时钟发送的同步报文；（2）Follow_Up报文：主时钟在收到Delay_Req报文后，向从时钟发送的确认报文；（3）Delay_Req报文：从时钟向主时钟发送的请求延迟报文；（4）Delay_Resp报文：主时钟在收到Delay_Req报文后，向从时钟发送的延迟响应报文；（5）Pdelay_Req报文：用于计算对称路径延迟的请求报文；（6）Pdelay_Resp报文：用于计算对称路径延迟的响应报文；（7）Announce报文：用于广播主时钟信息的通告报文；（8）Management报文：用于管理PTP网络的管理报文。
4. 同步流程同步流程如下：（1）主时钟向从时钟发送Sync报文，该消息包含了时间戳T1；（2）从时钟在收到Sync消息后，记录下接收时间戳T2，并将其存储在Correction Field中；（3）从时钟向主机发送Delay_Req消息，该消息包含了时间戳T3；（4）主机在收到Delay_Req消息后，记录下接收时间戳T4，并将其存储在Correction Field中，并向从机发送Delay_Resp消息，该消息包含了时间戳T1、T2、T3、T4；（5）从机在收到Delay_Resp消息后，计算出延迟时间，并将其存储在Correction Field中；（6）从机根据主机发来的时间戳T1、T2、T3、T4，计算出时间偏差，并根据该偏差调整本地时钟。
一文 precision time protocol -回复
一文precision time protocol -回复什么是精确时间协议（PTP）？精确时间协议（PTP），又称为IEEE 1588协议，是一种网络协议，旨在提供高精度的时间同步。
它能够通过网络将时间信息传播到网络中的各个节点，使得节点间能够保持高度一致的时间。
这使得PTP在各种应用场景中得到广泛应用，尤其是需要高精度时间同步的领域，如金融交易、工业控制和通信系统。
PTP通过利用网络中的主从结构来实现时间同步。
网络中的一个节点被指定为主时钟（Master Clock），负责产生精确的时间信号。
其他节点则被指定为从时钟（Slave Clock），通过与主时钟进行通信来同步时间。
当从时钟接收到主时钟的时间信号时，它会与自己内部的本地时钟进行比对，并对本地时钟进行调整，从而保持与主时钟的高度一致。
PTP的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 主时钟配置：首先，需要将一个节点设置为主时钟，并进行其它一些必要的配置。
主时钟需要有稳定的时钟源，可以是原子钟或GPS接收器等精确的时间源。
2. 从时钟加入：接下来，其他节点需要与主时钟进行通信来加入网络。
从时钟会向主时钟发送加入请求，主时钟会为其分配一个时钟标识符，并指定主从时钟的相关参数。
3. 时间同步：一旦从时钟成功加入网络，主时钟会周期性地向从时钟发送时间戳消息。
时间戳消息包含主时钟的当前时间信息。
从时钟接收到时间戳消息后，会与其本地时钟进行比较，并计算出主从时钟之间的时间差。
从时钟根据时间差来对本地时钟进行微小调整，以与主时钟保持同步。
4. 时钟调整：由于网络延迟等因素的存在，从时钟与主时钟之间可能会存在微小的时间差。
为了确保整个网络中的时钟能够保持一致，PTP使用了时钟调整机制。
该机制利用反馈控制算法来逐渐调整从时钟的频率和相位，从而使其尽可能地接近主时钟。
从这些步骤中可以看出，PTP是一种分布式的时间同步机制。
通过网络中的主从结构、时间戳消息的交换和时钟调整，PTP实现了高精度的时间同步。
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PTP协议
1. 引言
PTP（Precision Time Protocol）是一种网络时间同步协议，用于在
分布式系统中实现高精度的时钟同步。
本文档将详细介绍PTP协议的
原理、应用场景和常见实现方式。
2. PTP协议概述
PTP协议旨在提供网络中分布式时钟的同步，它允许网络中的设备
根据一个主时钟源来进行时间同步。
PTP协议主要包括两个重要组件：时钟源（Master）和时钟客户端（Slave）。
时钟源设备被指定为网络
中的主时钟源，而时钟客户端设备则利用时钟源提供的时间信息进行
同步。
PTP协议通过在网络中广播时间戳来实现时钟同步。
它利用时延测
量和补偿来校正分布式系统中各设备之间的时钟差异。
PTP协议可以
通过多种不同的模式来实现，包括单播模式、多播模式和混合模式等。
3. PTP协议的应用场景
PTP协议在许多应用领域都有广泛的应用，包括：
3.1 工业自动化
在工业自动化系统中，PTP协议用于实现工控设备之间的时钟同步。
通过确保工控设备的时钟一致性，可以有效地协调各个设备的动作，
提高系统的准确性和稳定性。
例如，在自动化生产线上，PTP协议可以确保不同工控设备之间的时间同步，以便协同完成生产任务。
3.2 通信网络
在通信网络中，PTP协议被广泛应用于提供精确的时钟同步服务。
在无线通信系统中，各个基站设备需要通过PTP协议进行时间同步，以确保无线信号的传输和定时的准确性。
此外，PTP协议还可用于时钟同步网关和网络路由器等设备之间，以实现高精度的流量控制和数据传输。
3.3 科学研究
在科学研究领域，时间同步对于许多实验和观测任务至关重要。
例如，在无线传感器网络中，各个节点必须通过PTP协议同步时间，以确保数据采集的准确性。
另外，在天文观测和物理实验等领域中，PTP 协议也被用于实现各个设备之间的时间同步，以确保实验结果的准确性和可靠性。
4. PTP协议的实现方式
PTP协议的实现方式可以分为软件实现和硬件实现两种。
4.1 软件实现
软件实现方式是指通过在网络设备的操作系统或应用程序中嵌入PTP协议的功能实现时钟同步。
在软件实现方式中，PTP协议主要由时钟同步模块、网络传输模块和时钟控制模块等组件组成。
软件实现方式相对灵活，适用于各种不同的操作系统和硬件平台。
4.2 硬件实现
硬件实现方式是指通过使用专用的硬件模块来实现PTP协议的功能。
硬件实现方式通常使用高精度的时钟芯片和网络接口，以提供更高的时钟同步精度和性能。
硬件实现方式相对于软件实现方式更可靠和稳定，但其成本也较高。
5. PTP协议的优缺点
5.1 优点
•高精度的时钟同步：PTP协议可以实现纳秒级的时钟同步精度，适用于对时间精度要求较高的应用场景。
•灵活的实现方式：PTP协议可以通过软件实现和硬件实现两种方式来满足不同应用场景的需求。
•广泛的应用领域：PTP协议在工业自动化、通信网络和科学研究等领域都有广泛的应用。
5.2 缺点
•对网络质量要求高：PTP协议对网络延迟和抖动要求较高，对网络质量有较高的要求。
•配置和管理复杂：PTP协议的配置和管理相对复杂，需要一定的专业知识和经验。
结论
PTP协议是一种实现网络时间同步的重要协议，具有高精度、灵活和广泛应用等优点。
随着分布式系统和融合网络的发展，PTP协议在各个领域的应用将越来越广泛。
在实际应用中，需要根据具体的场景和要求选择合适的PTP协议实现方式，并注意配置和管理的复杂性。