TC/BC/OC P2P/E2E有啥区别?-PTP协议基础概念介绍

前言

时间同步网络中的每个节点,都被称为时钟,PTP协议定义了三种基本时钟节点。本文将介绍这三种类型的时钟,以及gPTP在同步机制上与其他机制的区别

本系列文章将由浅入深的带你了解gPTP, 欢迎关注

时钟类型

在PTP中我们将各节点称为时钟节点,PTP协议定义了以下三种类型的基本时钟节点

OC(普通时钟)

  • 时钟节点在同一个PTP域内只有一个PTP端口参与时间同步。

  • 作为从时钟时,通过该端口与上游时钟节点同步时间。

  • 作为主时钟时,只通过一个PTP端口发布时间同步信息。

BC(边界时钟)

  • 时钟节点在同一个PTP域内有多个PTP端口参与时间同步。

  • BC常见的作用为,通过其中一个端口与上游时钟节点同步时间,其余端口向下游时钟节点发布时间。

  • BC还可以作为时钟源,直接通过多个PTP端口向下游发布时间。

TC(透明时钟)

  • 该时钟节点与BC/OC相比,不与其他时钟节点保持时间同步。

  • TC有多个PTP端口,但只在端口间转发PTP协议报文并对其进行转发延时校正。

TC包括以下两种类型:

  • E2E TC(端到端透明时钟):直接转发网络中非P2P类型的协议报文,并参与计算整条链路的延时。
  • P2P TC(点到点透明时钟):只直接转发Sync报文、Follow_Up报文和Announce报文,而终结其它PTP协议报文,并参与计算整条链路上每一段链路的延时。

具体工作流程如下图:

同步机制 E2E vs P2P

在介绍透明时钟时,我们提到了E2E和P2P,它们是PTP的两种不同的时间同步机制,并非与TC绑定使用。接下来,就带大家了解一下这两种机制以及它们的差别。

同步机制

E2E:E2E机制是一种端到端的延迟测量机制,它通过测量发送端和接收端之间的总延迟来计算时钟偏差。

P2P:P2P机制是一种对等延迟测量机制,它通过测量网络中各个设备之间的延迟来计算时钟偏差。在P2P机制中,每个设备都会与其他设备建立通信,并互相测量链路延迟。

传输机制过程可以参考以下图片:

E2E特点

E2E有以下特点:

  • 有明确的主从节点之分,总是测量从节点到主节点的端到端延迟

  • 假设两端路径延迟是相同的

  • 所有节点延迟消息需要穿透整个网络,导致高网络负载

  • 在大型网络以及使用TC时,扩展性差

  • 拓扑变化需要重新测量端到端路径延迟,恢复时间长

  • 可与不支持PTP的交换机使用

P2P特点

P2P有以下特点:

  • 节点之间只测量相邻节点的链路延迟

  • 可补偿物理链路的不对称性

  • 消息本地化处理,网络负载低,扩展性更好

  • 适合复杂拓扑,拓扑变化等待时间短

  • 要求所有节点都支持PTP

gPTP的同步机制

gPTP属于IEEE 802.1AS标准,用于时间敏感网络TSN中的协议,强制使用P2P机制而非传统的E2E机制。

gPTP使用p2p的好处:

  • 逐跳延迟补偿,提升同步精度

  • 支持复杂拓扑和冗余路径

  • 确定性网络需求保障

  • 硬件时间戳本地化处理

结语

本文主要介绍了时钟节点和传输机制,并说明了它们在gPTP中是如何应用的。

下一节,将和大家聊聊gPTP与PTP和gPTP automotive都有哪些区别,欢迎订阅。

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