基于ptp协议高精度网络时间同步系统设计和实现

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1、GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授

2、权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.中文摘要中文摘要网络时间同步是指通过网络将各节点的时钟同步到稳定、高精度时间源，整个系统达到时钟一致。PTP协议是IEEE-1588中定义的一种精确时钟同

3、步协议，能达到亚微秒级的同步精度。随着网络技术的飞速发展和分布式系统的广泛应用，越来越多的行业都要求一致、稳定的系统时间，对时间精度的要求也越来越高，在金融、通信、电力、航天等领域已经提出了微秒级同步的要求。目前，网络时钟同步系统普遍采用NTP协议，同步精度只能达到毫秒级，不能满足高精度应用的需求。相比而言，PTP协议通过时间戳确认机制和MAC层时间戳加盖的方式，有效的提高了时间同步精度。然而，受实际传输物理链路上的传输延迟、网卡对数据包的缓存、本地时钟精度不高和同步进程调度时间不确定等因素的影响，PTP协议的同步精度依然不高。为了实现高精度的网络时间同步系统，本文通过对Windows系统环境

4、下影响同步精度的因素进行深入分析，提出了同步数据的过滤和拟合处理算法，实现了同步报文的确认机制，构造了高精度的本地时钟，提高了同步进程的优先级，设计了时钟校正算法，有效的提升了PTP同步系统的同步精度，使本地时钟达到较高的精度。本文最后通过构造测试程序对系统的同步精度进行了测试，结果表明，同步系统可以有效的校正本地时钟，达到了微秒级的同步精度。关键字：PTP协议；NTP协议；时间同步；同步精度GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.英文摘要AbstractNetw

5、orktimesynchronizationisusedfornetworknodestosynchronizetheirclocktoastable,high-precisiontimesource,achievingclocksynchronizationofentiresystem.PTPprotocolisaprecisiontimeprotocoldefinedbyIEEE-1588,anditcanachievesub-microsecondsynchronizationaccuracy.Withtherapiddevelopmentofnetworktechnologyandex

6、tensiveuseofdistributedsystem,moreandmoreindustryfieldsrequireconsistent,stablesystemtime.Manyfields,suchasfinancial,telecommunication,electricpower,aerospace,requiremoreaccuratetimeprecisionanddemandformicrosecondtimesynchronizationprecision.CurrentnetworkclocksynchronizationsystemsusuallyuseNTPpro

7、tocol,itcanonlyreachmillisecondprecisionandcan’tmeettheneedsofhigh-precisionapplication.Incontrast,PTPprotocoleffectivelyimprovessynchronizationprecisionbyconfirmingthetimestampandrecordingtheMAClayer