PTP时钟协议原理

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1、PTP时钟协议原理IEEE1588协议，又称PTP（precisetimeprotocol，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DelayRequest-ResponseMechanism（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

2、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

3、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

4、和delay之后就可以通过修正本地时钟进行时间同步。PTP报文分类IEEE1588把所涉及到的报文分为事件报文和通用报文，分类依据是：是否在收发报文时需要记录精确时间戳，根据上文中所描述的几种报文，可以进行如下分类：事件报文<收发时候需要记录精确时间戳>：sync报文，delay_req报文通用报文<收发时候不需要几率精确时间戳>：follow_up报文，delay_resp报文*note:1.因为需要高同步精度，选取的时间都是精确时间戳2.sync同步报文是周期性从主时钟向从时钟以广播的形式发出3.时钟偏差延时的计算在从时钟中进行，

5、所以需要把t1,t2,t3,t4四个时间戳信息都发往从时钟，所以需要follow_up报文和delay_resp报文的存在PTP报文PTPverision2报文是由报头，主体和报尾（header,body,andsuffix）组成，报尾长度可能为0。PTPverision2报文在verision1的五种报文（sync同步报文、follow_up跟随报文、delay_req延迟请求报文、delay_resp延迟响应报文和management管理报文）的基础上，增加了点延迟机制（peer-delaymechanism）中的三种报文（Pde

6、lay_req报文、Pdelay_resp报文和Pdelay_resp_Follow_up报文），signaling信号报文，announce声明报文这五种新报文。根据报文收发过程中，是否需要记录精确时间戳分为事件报文/通用报文。PTP报头结构表1PTP报头的帧结构[1]为了方便直观的理解，我绘制了图1，内容和结构都和表1一致；offset是距离报文首字节的偏移量，单位是octet；1个octet=8个bits；reserved是保留域，默认为0；图1PTP报头结构介绍PTP报文报头中一些域：（1）messageType，【报文类型】

7、（0.5个octet=4bits），不同的值代表不同的PTP报文（2）versionPTP，【PTP版本】，（0.5个octet=4bits)，PTPversion1的话此处值为1，PTPversion2的话此处值为2“ThevalueoftheversionPTPfieldshallbethevalueoftheportDS.versionNumbermemberofthedatasetoftheoriginatingnode."（3）domainNumber，【PTP域序列号】，（1个octet=8bits)，对于普通时钟和边界时

8、钟，此处值为数据集中defaultDSdomainNumber这个变量"Forordinaryorboundaryclocks,thevalueofdomainNumbershallbethevalueofthedefa