概述

IEEE 1588的單步或雙步時(shí)鐘？這個(gè)問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)。如果你正在設(shè)計(jì)支持PTP的設(shè)備，那么這是一個(gè)問(wèn)題，它對(duì)你的設(shè)備的結(jié)構(gòu)有重要影響。但是，如果你購(gòu)買(mǎi)的是支持PTP的設(shè)備，并將它們集成到網(wǎng)絡(luò)中，那就完全不重要了。此外，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師來(lái)說(shuō)，如果你在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中混合使用單步和雙步設(shè)備也無(wú)關(guān)緊要。下面介紹單步和雙步設(shè)備的區(qū)別，以及IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備的要求，這樣對(duì)上面陳述的理解會(huì)更清晰。

單步和雙步工作原理

單步和雙步時(shí)鐘工作原理的簡(jiǎn)短版本是這樣的：對(duì)于任何PTP事件消息，即有時(shí)間戳的消息，當(dāng)它即將離開(kāi)設(shè)備時(shí)，要么在消息中得到一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間戳（單步），要么第二個(gè)消息攜帶準(zhǔn)確的時(shí)間戳（雙步）。在延遲請(qǐng)求的情況下，無(wú)論如何都需要第二個(gè)消息，因?yàn)闀r(shí)間戳必須從一個(gè)設(shè)備發(fā)送到另一個(gè)設(shè)備，但同步消息和對(duì)等延遲響應(yīng)消息可以是單步或雙步的。考慮到下面的消息序列圖，描述了單步的E2E操作。

在E2E單步操作中，將時(shí)間從主站轉(zhuǎn)移到從站的信息序列

這比前面的文章“為什么1588如此準(zhǔn)確？”中描述的要簡(jiǎn)單。其中描述了雙步操作。不需要后續(xù)消息，同步在離開(kāi)時(shí)加載了準(zhǔn)確的時(shí)間戳。在對(duì)等延遲消息交換中也可以看到類(lèi)似的制度。

對(duì)等延遲測(cè)量的信息序列

這比雙步對(duì)等延遲機(jī)制更簡(jiǎn)單。不需要對(duì)等延遲響應(yīng)的后續(xù)信息。

透明時(shí)鐘的單步和雙步PTP

在透明時(shí)鐘的情況下，單步或雙步的PTP之間的差異是很大的。下圖顯示了一個(gè)通過(guò)透明時(shí)鐘的同步信息。

透明時(shí)鐘必須在離開(kāi)交換機(jī)核心之后截取同步消息，并基于它在透明時(shí)鐘中的隊(duì)列中停留多長(zhǎng)時(shí)間來(lái)更新校正字段。將此與“什么是所有這些IEEE 1588時(shí)鐘類(lèi)型？”中所示的雙步透明時(shí)鐘的類(lèi)似圖表進(jìn)行對(duì)比。在雙步版本中，透明時(shí)鐘不需要在運(yùn)行中更新同步消息，但它需要記住它有多長(zhǎng)時(shí)間的同步消息，并更新相應(yīng)的后續(xù)消息。因此，如果你正在設(shè)計(jì)一個(gè)透明的時(shí)鐘，你必須問(wèn)問(wèn)自己，我是想在硬件上花很多功夫，還是在軟件上下功夫。單步時(shí)鐘需要能夠即時(shí)更新校正場(chǎng)的硬件。雙步時(shí)鐘要求軟件記住同步消息的駐留時(shí)間，并將其與相應(yīng)的后續(xù)消息進(jìn)行匹配。

如何選擇單步還是雙步？

文章概述中提到，如果不是制造設(shè)備，而只是購(gòu)買(mǎi)它們，那么這并不重要。但是，你難道不需要確保從主站到從站的鏈條上的所有設(shè)備都使用相同的步數(shù)嗎？答案是否定的，因?yàn)镮EEE 1588-2008要求所有從設(shè)備都要使用這兩種標(biāo)準(zhǔn)中的任何一種。這是個(gè)很容易制定的規(guī)則，因?yàn)殡y只難在發(fā)送單步信息，而不是接收它們。那么，有一個(gè)雙步的主站和一個(gè)單步的透明時(shí)鐘的情況呢？也沒(méi)有問(wèn)題。透明時(shí)鐘將更新同步信息中的修正字段，并將后續(xù)信息不加改動(dòng)地傳遞給它。從機(jī)將把兩個(gè)消息中的修正字段相加，正如標(biāo)準(zhǔn)所要求的那樣。有一個(gè)單步主站和一個(gè)雙步透明時(shí)鐘的情況如何呢？仍然沒(méi)有問(wèn)題，但透明時(shí)鐘的工作要多一點(diǎn)，因?yàn)樗仨殞⑼讲襟E標(biāo)志設(shè)置為雙步，并生成后續(xù)信息。

單步帶寬優(yōu)勢(shì)？

單步難道不是因?yàn)樗褂酶俚木W(wǎng)絡(luò)帶寬而更受歡迎嗎？我們來(lái)做個(gè)小算術(shù)。對(duì)于UDP/IPv4/Ethernet映射來(lái)說(shuō)，一個(gè)后續(xù)信息是98字節(jié)。這就是784比特。在每秒一次的速率下，這使用了不到千兆位鏈接的0.0001%。即使一秒鐘有100條跟進(jìn)信息，帶寬的使用也是微不足道的。即使它只是一條10-BaseT的鏈路! 在實(shí)際應(yīng)用中，假設(shè)PTP使用的帶寬大約為零，無(wú)論它是單步還是雙步。

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