精確時(shí)間協(xié)議的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,極大的改變了人們的生活方式。在這種大環(huán)境背景下,航天航空、工業(yè)自動(dòng)化等產(chǎn)業(yè)也迅猛發(fā)展,這些領(lǐng)域中,時(shí)間同步是一個(gè)最基本但又是最重要的環(huán)節(jié),科學(xué)家們對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)投入很多精力,以期待可以找到解決這種問(wèn)題的好方法,因此逐漸誕生了NTP、PTP等時(shí)間同步協(xié)議。PTP較NTP相比:首先網(wǎng)絡(luò)環(huán)境拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí),最佳主時(shí)鐘算法可以實(shí)現(xiàn)一定程度的自動(dòng)重配置;其次PTP具有更高的精度。本文重點(diǎn)工作是開(kāi)發(fā)一個(gè)可以在

2、局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)自配置的時(shí)鐘同步軟件,且可以運(yùn)行在IPv4和IPv6環(huán)境下。
　　本文在論文開(kāi)頭介紹了時(shí)間同步的一些背景知識(shí)和相關(guān)理論,從概念上對(duì)時(shí)間同步有了了解之后;接著引入IEEE1588標(biāo)準(zhǔn),從它的起源說(shuō)起,然后介紹了IEEE1588中PTP協(xié)議的特點(diǎn)、同步原理,并描述了PTP系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備類(lèi)型;最后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)發(fā)了一個(gè)使用軟件時(shí)間戳的PTP同步軟件。本文第四章詳細(xì)描述了PTP同步軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)各個(gè)組件的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),包括

3、協(xié)議引擎、最佳主時(shí)鐘算法、軟件時(shí)間戳、時(shí)鐘服務(wù)器、PTP報(bào)文處理流程和NetLayer處理流程六個(gè)部分。
　　本文獨(dú)特之處是在應(yīng)用層產(chǎn)生軟件時(shí)間戳,改進(jìn)時(shí)間同步算法的同時(shí)并借鑒濾波器技術(shù)過(guò)濾軟件時(shí)間戳在通過(guò)協(xié)議棧和網(wǎng)絡(luò)時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)等噪音,從而使得精度更高。最后在局域網(wǎng)中對(duì)PTP軟件的功能和性能分別進(jìn)行了測(cè)試,最終可以看到最佳主時(shí)鐘算法可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘自動(dòng)重配置過(guò)程,并且我們?cè)O(shè)計(jì)的PTP軟件精度可達(dá)到百微秒級(jí),甚至超過(guò)了NTP的毫秒級(jí)精