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21-网络管理和监控配置指导

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08-PTP配置

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08-PTP配置

目 

1 PTP概述

1.1 PTP简介

1.1.1 PTP的基本概念

1.1.2 协议规范

1.2 PTP工作原理

1.2.1 时间同步基础

1.2.2 最优时钟选举及主从关系确定

1.2.3 最优域选举

1.2.4 PTP相位同步原理

1.3 配置限制和指导

1.3.1 PTP和硬件适配关系

1.3.2 与NTP的互斥关系

2 配置PTP(IEEE 1588 version 2)

2.1 PTP(IEEE 1588 version 2)配置限制和指导

2.2 PTP(IEEE 1588 version 2)配置任务简介

2.3 配置通过PTP同步系统时间

2.4 配置PTP协议标准

2.5 配置时钟节点

2.5.1 配置时钟节点类型

2.5.2 配置OC的工作模式为Slave-only

2.6 配置PTP域

2.7 开启PTP功能

2.7.1 开启全局PTP功能

2.7.2 开启接口的PTP功能

2.8 配置PTP接

2.8.1 配置PTP接口角色

2.9 调整PTP同步报文的发送和接收

2.9.1 配置BC或OC的延时测量机制

2.9.2 配置Announce报文的发送周期和接收超时倍数

2.9.3 配置Sync报文的发送周期

2.9.4 配置Delay_Req报文的最小发送周期

2.10 配置PTP报文参数

2.10.1 配置时间戳的携带模式

2.10.2 配置非Pdelay报文的目的MAC地址

2.10.3 关闭PTP时钟的路径追踪功能

2.11 调整及校正时钟同步

2.11.1 配置本地时钟源的选源参数

2.11.2 开启PTP时钟状态功能

2.11.3 配置非对称延迟校正时间

2.11.4 根据Offset参数调整时钟同步

2.11.5 忽略对synchronizationUncertain标记位的检测

2.11.6 配置PTP时间同步设备的最大跳数

2.11.7 开启SyncUncertain功能

2.12 配置PTP日志功能

2.13 开启PTP的告警功能

2.14 PTP显示和维护

3 配置PTP(ITU-T G.8275.1)

3.1 PTP(ITU-T G.8275.1)配置限制和指导

3.2 PTP(ITU-T G.8275.1)配置任务简介

3.3 配置通过PTP同步系统时间

3.4 配置PTP协议标准

3.5 配置时钟节点

3.5.1 配置时钟节点类型

3.6 配置PTP域

3.7 配置PTP技术标准

3.8 开启PTP功能

3.8.1 开启全局PTP功能

3.8.2 开启接口的PTP功能

3.9 配置PTP接口

3.9.1 配置PTP接口角色

3.9.2 配置PTP接口的NotSlave属性

3.10 调整PTP同步报文的发送和接收

3.10.1 配置Announce报文的发送周期和接收超时倍数

3.10.2 配置Sync报文的发送周期

3.10.3 配置Delay_Req报文的最小发送周期

3.11 配置PTP报文参数

3.11.1 配置非Pdelay报文的目的MAC地址

3.11.2 关闭PTP时钟的路径追踪功能

3.12 调整及校正时钟同步

3.12.1 配置本地时钟源的选源参数

3.12.2 开启PTP时钟状态功能

3.12.3 配置时间戳的携带模式

3.12.4 配置非对称延迟校正时间

3.12.5 根据Offset参数调整时钟同步

3.12.6 忽略对synchronizationUncertain标记位的检测

3.12.7 配置PTP时间同步设备的最大跳数

3.12.8 开启SyncUncertain功能

3.13 配置PTP日志功能

3.14 开启PTP的告警功能

3.15 PTP显示和维护

3.16 PTP配置举例

3.16.1 PTP配置举例(ITU-T G.8275.1,IEEE 802.3/Ethernet封装格式+组播通信方式)


1 PTP概述

1.1  PTP简介

PTP(Precision Time Protocol,精确时间协议)是一种时间同步的协议,可用于设备之间的高精度时间同步和频率同步。PTP的时间同步精度为亚微秒级。

1.1.1  PTP的基本概念

1. PTP协议标准

PTP协议标准即PTP profile。不同类型的PTP协议标准可实现不同的PTP功能。

IEEE 1588是PTP的基础协议,它规定了网络中用于高精度时钟同步的原理和报文交互处理规范,最初应用于工业自动化,现在主要用于桥接局域网。因此,PTP也称为IEEE 1588,简称为1588。1588分为两个版本:1588v1和1588v2。1588可同时进行相位同步和频率同步,但1588v1能够实现亚毫秒级的时间同步精度,而1588v2则能够达到亚微秒级同步精度。当前,1588v2比1588v1应用更广泛。

2. PTP

PTP域是指应用了PTP协议的网络。PTP域内有且只有一个主用时钟源,域内的所有设备都与该时钟保持同步。

3. 时钟节点和PTP接口IEEE 1588 version 2

PTP域中的节点称为时钟节点,而时钟节点上运行了PTP协议的接口则称为PTP接口。PTP协议定义的基本时钟节点包括以下三种类型:

·     OC(Ordinary Clock,普通时钟):该时钟节点在同一个PTP域内只有一个PTP接口参与时间同步,并通过该接口从上游时钟节点同步时间。此外,当时钟节点作为时钟源时,可以只通过一个PTP接口向下游时钟节点发布时间。

·     BC(Boundary Clock,边界时钟):该时钟节点在同一个PTP域内拥有多个PTP接口参与时间同步,它通过其中一个接口从上游时钟节点同步时间,并通过其余接口向下游时钟节点发布时间。此外,当时钟节点作为时钟源时,可以通过多个PTP接口向下游时钟节点发布时间,如图1-1中的BC 1。

·     TC(Transparent Clock,透明时钟):TC有多个PTP接口,但它只在这些接口间转发PTP协议报文并对其进行转发延时校正,而不会通过任何一个接口同步时间。与BC/OC相比,BC/OC需要与其他时钟节点保持时间同步,而TC则不与其他时钟节点保持时间同步。TC包括以下两种类型:

¡     E2ETC(End-to-End Transparent Clock,端到端透明时钟):直接转发网络中所有PTP协议报文,参与计算整条链路的延时。

¡     P2PTC(Peer-to-Peer Transparent Clock,对等透明时钟):只直接转发Sync报文、Follow_Up报文和Announce报文,而终结其他PTP协议报文,参与计算整条链路上每一段链路的延时。

图1-1所示,是上述三种基本时钟节点在PTP域中的位置。

图1-1 时钟节点和PTP接口示意图

 

除了上述三种基本时钟节点以外,还有混合时钟节点,譬如融合了TC和OC各自特点的TC+OC:它在同一个PTP域内拥有多个PTP接口,其中一个接口为OC类型,其他接口则为TC类型。一方面,它通过TC类型的接口转发PTP协议报文并对其进行转发延时校正;另一方面,它通过OC类型的接口进行时间的同步。与TC的分类类似,TC+OC也包括两种类型:E2ETC+OC和P2PTC+OC。

注意

普通时钟和边界时钟比透明时钟维护的状态更多。当配置PTP多域时,由于硬件资源的限制,可能导致协议同步性能降低、波动,或协议失效。所以在规划PTP和选择节点时,建议在多域设备上配置多透明时钟加一个非透明时钟,利用透明时钟对报文少计算的特性,将多域设备实例间影响降到最低,时间同步性能达到最优,非透明时钟时间同步的性能更高。

4. 时钟节点和PTP接口(ITU-T G.8275.1协议标准)

PTP域内的节点称为时钟节点,而时钟节点上运行了PTP协议的接口则称为PTP接口。ITU-T G.8275.1协议标准定义了以下类型的基本时钟节点:

·     T-BC(Telecom Boundary Clock,电信边界时钟):该时钟节点在同一个PTP域内拥有多个PTP接口参与时间同步,通过其中一个接口从上游时钟节点同步时间,并通过其余接口向下游时钟节点发布时间。此外,当时钟节点作为时钟源时,可以通过多个PTP接口向下游时钟节点发布时间。

·     T-TC(Telecom Transparent Clock,电信透明时钟):直接转发网络中非P2P(Peer-to-Peer,对等)类型的PTP协议报文,参与计算整条链路的延时。

·     T-TSC(Telecom Time Slave Clock,电信时间从时钟):该时钟节点只能作为从时钟不能作为主时钟的OC时钟。

图1-2所示,是上述基本时钟节点在PTP域内的位置。

图1-2 时钟节点和PTP接口示意图

 

5. 主从关系

主从关系(Master-Slave)是相对而言的,对于相互同步的一对时钟节点,其主从关系如下:

·     主/从节点:发布同步时间的时钟节点称为主节点(Master Node),而接收同步时间的时钟节点则称为从节点(Slave Node)。

·     主/从时钟:主节点上的时钟称为主时钟(Master Clock),而从节点上的时钟则称为从时钟(Slave Clock)。

·     主/从/被动接口:时钟节点上发布同步时间的PTP接口称为主接口(Master Port),而接收同步时间的PTP接口则称为从接口(Slave Port),主接口和从接口均可存在于BC或OC上。既不发布也不接收同步时间的PTP接口,称为被动接口(Passive Port)。

PTP网络中,所有的时钟节点类型(TC除外)通过主从关系联系到一起。各时钟节点之间的主从关系可通过BMC算法自动产生,也可手工指定。

6. 最优时钟

图1-3所示,PTP域内所有的时钟节点都按一定层次组织在一起,整个域的参考时间就是最优时钟(Grandmaster Clock,GM),即最高层次的时钟。各时钟节点间通过交互PTP协议报文,并根据PTP协议报文中携带的时钟优先级、时间等级、时钟精度等信息,选举出整个PTP域的最优时钟。最优时钟的时间最终将被同步到整个PTP域内,因此也称其为PTP域的时钟源。

图1-3 时钟节点和PTP接口示意图

 

1.1.2  协议规范

与PTP相关的协议规范有:

·     IEEE Std 1588-2008:IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems, 2008.

·     ITU-T G.8275.1:Precision time protocol telecom profile for phase/time synchronization with full timing support from the network.

1.2  PTP工作原理

1.2.1  时间同步基础

时间同步一般分为频率同步和相位同步。不同的组网环境,需要不同的同步方式。

1. 频率同步

频率同步也称为时钟同步。频率同步指两个信号的变化频率相同或保持固定的比例,信号之间保持恒定的相位差。如图1-4所示,两个表的时间不一样,但是保持一个恒定的差(6小时)。

图1-4 频率同步

 

2. 相位同步

相位同步是指信号在频率和相位上始终保持一致,确保信号之间的相位差恒定为零。如图1-5所示,两个表每时每刻的时间都保持一致。相位同步的前提是频率同步,所以相位同步也称为时间同步。

图1-5 相位同步

 

1.2.2  最优时钟选举及主从关系确定

1. IEEE 1588 version 2

最优时钟选举

最优时钟可以通过手工指定,也可以通过BMC算法动态选举,动态选举的过程如下:

(1)     各时钟节点之间通过交互Announce报文,根据报文中所携带的最优时钟优先级、时间等级、时间精度等信息,最终选出一个节点作为PTP域的最优时钟。同时,各节点之间的主从关系以及各节点上的主从接口也确定下来。通过这个过程,整个PTP域中建立起了一棵无环路、全连通,并以最优时钟为根的生成树。

(2)     此后,主节点会定期发送Announce报文给从节点,如果在一段时间内,从节点没有收到主节点发来的Announce报文,便认为该主节点失效,于是重新进行最优时钟的选择。

PTP域中的各时钟节点在通过BMC协议动态选举最优时钟时,会依据Announce报文中所携带的时钟的第一优先级、时间等级、时间精度和第二优先级的次序依次进行比较,获胜者将成为最优时钟。比较规则如下:

(1)     ‍第一优先级高者获胜.

(2)     如果第一优先级相同,则时间等级高者获胜.

(3)     如果时间等级也相同,则时间精度高者获胜.

(4)     如果时间精度还相同,则第二优先级高者获胜.

(5)     如果第二优先级依然相同,则接口标识(由时钟编号和接口号共同构成)小者获胜。

图1-6 BMC协议最优时钟比较规则

 

主从关系确定

PTP网络中,所有的时钟节点类型(TC除外)通过主从关系联系在一起。主从关系包括各时钟节点之间的主从关系以及各节点上接口的主从关系(Master-Slave),主从关系决定了PTP时间同步的方向。各时钟节点之间的主从关系可通过BMC算法自动产生,也可手工指定。

主从关系是相对而言的,对于相互同步的一对时钟节点来说,存在如下主从关系:

·     主/从节点:发布同步时间的时钟节点称为主节点(Master Node),接收同步时间的时钟节点称为从节点(Slave Node)。

·     主/从时钟:主节点上的时钟称为主时钟(Master Clock),从节点上的时钟称为从时钟(Slave Clock)。

·     主/从/被动接口:时钟节点上发布同步时间的PTP接口称为主接口(Master Port),接收同步时间的PTP接口称为从接口(Slave Port),主接口和从接口均可存在于BC或OC上。既不发布也不接收同步时间的PTP接口称为被动接口(Passive Port),被动接口用于避免PTP报文形成环路。

选出最优时钟并确定主从关系之后,整个PTP域内建立起了一棵无环路、全连通,并以最优时钟为根的最短路径树,如图1-7所示。PTP域内的节点会进行时间同步。

图1-7 PTP主从关系示意图

 

2. ITU-T G.8275.1协议标准

最优时钟可以通过手工指定,也可以通过BMC算法动态选举,动态选举的过程如下:

(1)     各时钟节点之间通过交互Announce报文,根据时钟优先级以及报文中所携带的时间等级、时间精度等信息,选出一个或多个节点作为PTP域的最优时钟。同时,各节点之间的主从关系以及各节点上的主从接口也确定下来。通过这个过程,整个PTP域内建立起了一棵或多棵无环路以最优时钟为根的生成树。

(2)     此后,主节点会定期发送Announce报文给从节点,如果在一段时间内,从节点没有收到主节点发来的Announce报文,便认为该主节点失效,于是重新进行最优时钟的选择。

PTP域内的各时钟节点在通过BMC协议动态选举最优时钟时,会按照时间等级、时间精度、第二优先级和本地优先级的次序形成的数据集进行比较,获胜者将成为最优时钟。

其中数据集中的时间等级、时间精度和第二优先级的值是从接口接收到的Announce报文中获取的。本地优先级对于对端节点来说,是获取本端设备PTP接口的优先级,可由ptp local-priority命令配置;对于本端节点来说,是获取设备的本地优先级,可由ptp priority clock-source命令的local-priority参数配置。

最优时钟选举的比较规则如下:

(1)     ‍时间等级高者获胜;

(2)     如果时间等级相同,则时间精度高者获胜;

(3)     如果时间精度也相同,则第二优先级高者获胜;

(4)     如果第二优先级还相同,则本地优先级高者获胜;

(5)     如果本地优先级依然相同,则判断时间等级是否小于等于127;

a.     如果时间等级小于等于127,在没有更优时钟节点的情况下,该PTP域内选举出两个或多个最优时钟,从节点就近选择一个最优时钟作为主节点,并形成两棵生成树,两棵生成树之间不交互PTP报文。

b.     如果时间等级大于127,则接口标识(由时钟编号和接口号共同构成)小者获胜。

选出最优时钟并确认主从关系之后,PTP域内的节点将会进行时钟同步。

1.2.3  最优域选举

如果当前设备仅有一个实例,则当前实例最优,否则,遍历本设备所有实例,按照最优域选举算法进行数据集比较,择出最优实例:

(1)     实例激活者优先;

(2)     如果两个实例均激活,则时钟节点为非透明时钟者获胜;

(3)     如果时间节点类型相同,则第一优先级高者获胜;

(4)     如果第一优先级相同,则时间等级高者获胜;

(5)     如果时间等级也相同,则时间精度高者获胜;

(6)     如果时间精度还相同,则最优时钟的偏差度量小者获胜;

(7)     如果最优时钟的偏差度量还相同,则第二优先级高者获胜;

(8)     如果第二优先级依然相同,则PTP域的编号小者获胜。

配置强制状态后,优先级最低。

1.2.4  PTP相位同步原理

PTP同步的基本原理如下:确认了时钟之间的主从关系之后,主、从时钟之间交互PTP协议报文并记录报文的收发时间,通过计算PTP协议报文往返的时间差来计算主、从时钟之间的往返总延时。如果两个方向的传输延时相同,则往返总延时的一半就是单向延时。从时钟根据这个单向延时、主时钟上Sync报文的发送时间和从时钟上接收Sync报文的时间差计算时间偏差,从时钟按照该时间偏差来调整本地时间,就可以实现从时钟与主时钟的同步。

PTP协议定义了两种传输延时测量机制:请求应答(Request_Response)机制和端延时(Peer Delay)机制,且这两种机制都以网络对称为前提。

1. 请求应答机制

请求应答机制下主时钟和从时钟根据收发的PTP协议报文计算主、从时钟之间的平均路径延时。如果主时钟和从时钟中间有TC,TC不计算平均路径延时,只传递收到的PTP协议报文,并将Sync报文在本TC上的驻留时间传递给从时钟。

根据是否需要发送Follow_Up报文,请求应答机制又分为双步模式和单步模式两种:

·     在双步模式下,如图1-8所示,Sync报文的发送时间戳t1由Follow_Up报文携带。

·     在单步模式下,Sync报文的发送时间戳t1由Sync报文携带,不发送Follow_Up报文。

图1-8以双步模式为例来说明请求应答机制的实现过程:

(1)     主时钟向从时钟发送Sync报文,并记录发送时间t1;从时钟收到该报文后,记录接收时间t2。

(2)     主时钟发送Sync报文之后,紧接着发送一个携带有t1的Follow_Up报文。

(3)     从时钟向主时钟发送Delay_Req报文,用于发起对反向传输的延时的计算,并记录发送时间t3;主时钟收到该报文后,记录接收时间t4。

(4)     主时钟收到Delay_Req报文之后,回复一个携带有t4的Delay_Resp报文。

此时,从时钟便拥有了t1~t4这四个时间戳,由此可计算出:

·     主、从时钟间的往返总延时 = (t2 – t1) + (t4 – t3)

·     主、从时钟间的单向延时 = [(t2 – t1) + (t4 – t3)] / 2

·     从时钟相对于主时钟的时钟偏差Offset = (t2 – t1) – [(t2 – t1) + (t4 – t3)] / 2 = [(t2 – t1) – (t4 – t3) ] / 2

图1-8 请求应答机制实现过程(双步模式)

 

2. 端延时机制

端延时机制用于计算两个时钟节点之间的平均路径延时,而且这两个时钟节点会互相发送Pdelay报文,各自计算路径延时。如果主时钟和从时钟中间有TC,TC会将主、从时钟之间的同步路径划分为多段链路,TC会参与计算每段链路的路径延时。每段链路的路径延时累计在同步报文中向下游传递,同时传递的信息还包括Sync报文在TC上的驻留时间。从节点根据累计的链路延时和TC驻留时间,计算主从节点的平均路径延时。

端延时机制也分为双步模式和单步模式两种:

·     在双步模式下,如图1-9所示,Pdelay报文包括Pdelay_Req、Pdelay_Resp和Pdelay_Resp_Follow_UpPdelay报文,Pdelay_Resp报文携带t2,Pdelay_Resp_Follow_Up报文携带t3。

·     在单步模式下,Pdelay报文包括Pdelay_Req和Pdelay_Resp报文,Pdelay_Resp报文会携带(t3 – t2),不发送Pdelay_Resp_Follow_Up报文。

使用端延时机制的两个时钟节点(可以为BC、TC或OC)会互相发送Pdelay报文,并分别计算这两个时钟节点之间链路的单向时延,两个节点上的报文交互流程和计算原理完全相同图1-9中只画了Clock node B作为端延时测量发起方的情况来示意端延时机制实现过程。双步端延时机制实现过程如下:

(1)     Clock node B向Clock node A发送Pdelay_Req报文,用于发起反向传输延时的计算,并记录发送时间t1;Clock node A收到该报文后,记录接收时间t2。

(2)     Clock node A收到Pdelay_Req报文之后,回复一个携带有t2的Pdelay_Resp报文,并记录发送时间t3;Clock node B收到该报文后,记录接收时间t4。

(3)     Clock node A回复Pdelay_Resp报文之后,紧接着发送一个携带有t3的Pdelay_Resp_Follow_Up报文。

此时,Clock node B便拥有了t1~t4这四个时间戳,由此可计算出:

·     Clock node A和Clock node B间链路的往返总延时 = (t2 – t1) + (t4 – t3)

·     由于网络是对称的,Clock node A和Clock node B间链路的单向延时 = [(t2 – t1) + (t4 – t3)] / 2 = [(t4 – t1) - (t3 – t2)] / 2

·     从时钟相对于主时钟的时钟偏差Offset = 从时钟收到Sync报文的时间 – 主时钟发送Sync报文的时间 – 每段链路单向时延的累计时间 – 链路上所有TC驻留时间和。

图1-9 端延时机制实现过程(双步模式)

 

1.3  配置限制和指导

1.3.1  PTP和硬件适配关系

仅以下子卡支持PTP功能:

·     RT-HMIC-GP10

·     RT-HMIC-GP10-V2

·     RT-HMIC-GP20

·     RT-HMIC-XP10

·     RT-HMIC-XP4

·     RT-HMIC-CQ1F

·     RT-HMIC-GT8

·     RT-HMIC-GT8-V2

·     RT-HMIC-GT8-F

·     RT-HMIC-GP8-F

1.3.2  与NTP的互斥关系

PTP可与普通NTP功能同时部署,但与高精度NTP同时部署时,需满足以下要求(高精度NTP功能的支持情况与设备的型号有关,请以设备实际情况为准。关于NTP的详细描述,请参见“网络管理和监控配置指导”中的“NTP”):

·     若已配置高精度NTP,且系统时间通过NTP同步(即配置了clock protocol ntp命令),则参与高精度NTP时间同步的接口上不允许启用PTP功能,以免影响高精度NTP时间同步。

·     若已配置PTP,且系统时间通过PTP同步(即配置了clock protocol ptp命令),则不可再启用高精度NTP时间同步功能。


2 配置PTP(IEEE 1588 version 2)

2.1  PTP(IEEE 1588 version 2)配置限制和指导

不同的协议标准适用的环境不同,支持的命令也不同。请规划好采用的PTP的协议标准、PTP域的范围以及域中各设备的时钟节点角色,然后对这些设备进行相应的配置。

当使用IEEE 1588 version 2协议标准时,建议网络节点类型配置为BC和OC,如果需要部署TC,请通过人工规划TC的位置以及TC设备上PTP接口的数量和位置,来避免PTP报文形成环路。因为TC在转发PTP协议报文时,会在除PTP报文入接口的其它所有PTP接口组播转发。

2.2  PTP(IEEE 1588 version 2)配置任务简介

PTP(IEEE 1588 version 2)配置任务如下:

(1)     配置通过PTP同步系统时间

(2)     配置PTP协议标准

(3)     配置时钟节点

¡     配置时钟节点类型

¡     (可选)配置OC的工作模式为Slave-only

(4)     配置PTP域

(5)     (可选)配置PTP协议标准

(6)     开启PTP功能

¡     开启全局PTP功能

¡     开启接口的PTP功能

(7)     (可选)配置PTP接口

¡     配置PTP接口角色

(8)     (可选)调整PTP同步报文的发送和接收

¡     配置BC或OC的延时测量机制

¡     配置Announce报文的发送周期和接收超时倍数

¡     配置Sync报文的发送周期

¡     配置Delay_Req报文的最小发送周期

(9)     (可选)配置PTP报文参数

¡     配置时间戳的携带模式

¡     配置非Pdelay报文的目的MAC地址

¡     关闭PTP时钟的路径追踪功能

(10)     (可选)调整及校正时钟同步

¡     配置本地时钟源的选源参数

¡     开启PTP时钟状态功能

¡     配置非对称延迟校正时间

¡     根据Offset参数调整时钟同步

¡     忽略对synchronizationUncertain标记位的检测

¡     配置PTP时间同步设备的最大跳数

¡     开启SyncUncertain功能

(11)     (可选)配置PTP日志功能

(12)     (可选)开启PTP的告警功能

2.3  配置通过PTP同步系统时间

(1)     ‍进入系统视图。

system-view

(2)     配置通过PTP协议获取系统时间。

clock protocol ptp

缺省情况下,通过NTP协议获取系统时间。

有关clock protocol命令的详细介绍,请参见“设备管理命令参考”中的“设备管理”。

2.4  配置PTP协议标准

1. 配置限制和指导

配置PTP功能时必须首先配置设备遵循的协议类型,否则其他PTP配置不允许进行。

修改设备所用的PTP协议标准时,之前标准下的所有PTP配置将恢复到缺省情况。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置设备采用的PTP协议标准为IEEE 1588 version 2。

ptp profile 1588v2

缺省情况下,未配置设备采用的PTP协议标准,PTP协议不运行。

2.5  配置时钟节点

2.5.1  配置时钟节点类型

1. 配置限制和指导

·     必须先配置PTP协议标准,才允许配置时钟节点类型。

·     每台设备只能配置一种时钟节点类型。

·     修改设备的时钟节点类型时,除PTP协议标准类型外,其他PTP配置将恢复到缺省情况。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置设备的时钟节点类型。

ptp mode { bc | oc }

缺省情况下,未配置时钟节点类型。

2.5.2  配置OC的工作模式为Slave-only

1. 功能简介

通常,OC既可作为主时钟发布同步时间,也可作为从时钟接收同步时间。但当OC的工作模式为Slave-only时,OC将只能作为从时钟接收同步时间。

当OC的工作模式为Slave-only时,可以使用ptp force-state命令强制修改PTP接口角色为Master或Passive。

2. 配置限制和指导

只有当设备的时钟节点类型为OC时才允许进行本配置。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置OC的工作模式为Slave-only。

ptp slave-only

缺省情况下,OC的工作模式不是Slave-only。

2.6  配置PTP

1. 功能简介

配置设备所属的PTP域。在同一个PTP域中,各设备之间遵循着共同的准则,保证设备之间通信稳定地进行。不同的域中的设备不能直接进行PTP交互。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置设备所属的PTP域。

ptp domain value

缺省情况下,不存在PTP域。

2.7  开启PTP功能

2.7.1  开启全局PTP功能

1. 配置限制和指导

只有全局PTP功能和接口下的PTP功能均处于开启状态,接口的PTP功能才能运行。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置全局PTP功能开启。

ptp global enable

缺省情况下,全局PTP功能处于开启状态。

2.7.2  开启接口的PTP功能

1. 功能简介

在接口上开启了PTP功能之后,该接口就成为了PTP接口。

2. 配置限制和指导

当设备时钟节点类型为OC时,只允许在一个接口上开启PTP功能。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     开启接口的PTP功能。

ptp enable

缺省情况下,接口的PTP功能处于关闭状态。

2.8  配置PTP接口

2.8.1  配置PTP接口角色

1. 功能简介

PTP接口分为:Master、Passive和Slave三种角色。

当OC的工作模式为Slave-only时,可以使用本功能强制修改PTP接口角色为Master或Passive。

2. 配置限制和指导

PTP接口角色修改之后需要激活才能生效。

一台设备上最多只允许配置一个从接口。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     修改PTP接口角色。

ptp force-state { master | passive | slave }

缺省情况下,PTP接口的角色由BMC协议自动生成。

(4)     退回系统视图。

quit

(5)     激活PTP接口角色修改。

ptp active force-state

缺省情况下,未配置强制状态生效。

2.9  调整PTP同步报文的发送和接收

2.9.1  配置BC或OC的延时测量机制

1. 功能简介

延时测量机制分为请求应答机制和端延时机制两种,处于同一链路上的接口必须具备相同的延时测量机制,否则无法互通。

2. 配置限制和指导

当PTP协议标准为IEEE 1588 version 2,且:

·     时钟节点类型为BC或OC时,才允许配置本功能。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置BC或OC的延时测量机制。

ptp delay-mechanism e2e

缺省情况下,当PTP协议标准为IEEE 1588 version 2时,缺省延时测量机制为请求应答机制。

2.9.2  配置Announce报文的发送周期和接收超时倍数

1. 功能简介

主节点会周期性地发送Announce报文给从节点,如果从节点在报文的接收超时时间内未收到主节点发来的Announce报文,便认为该主节点失效。接收超时时间=接收超时倍数×主节点上配置的Announce报文的发送周期。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置Announce报文的发送周期。

ptp announce-interval interval

缺省情况下,当PTP协议标准为IEEE 1588 version 2时,interval的值为1,Announce报文的发送周期为21秒。

(4)     配置Announce报文的接收超时倍数。

ptp announce-timeout multiple-value

缺省情况下,Announce报文的接收超时倍数为10。

2.9.3  配置Sync报文的发送周期

1. 功能简介

主节点会周期性地发送Sync报文给从节点,发送周期请在主节点上使用本功能配置。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置Sync报文的发送周期。

ptp syn-interval interval

缺省情况下,当PTP协议标准为IEEE 1588 version 2时,interval的值为0,Sync报文的发送周期为20秒。

2.9.4  配置Delay_Req报文的最小发送周期

1. 功能简介

使用本功能可以调整PTP接口上Delay_Req报文的最小发送周期,当收到Sync报文或者Follow_Up报文来触发Delay_Req报文时,发送端需要经过该发送间隔才能发送Delay_Req报文。

2. 配置限制和指导

对于时钟节点间采用组播通信方式的网络,只有主时钟上配置的本功能生效,在从时钟上配置的不生效。主时钟通过PTP报文将该参数的值传递给从时钟,从而控制从时钟发送Delay_Req报文的周期。在从时钟上使用display ptp interface命令可以查看本命令的实际生效值。

对于时钟节点间采用单播通信方式的网络,本功能在从时钟本地配置生效,主时钟无法干预。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置Delay_Req报文的最小发送周期。

ptp min-delayreq-interval interval

缺省情况下,Delay_Req报文的最小发送周期为20秒。

2.10  配置PTP报文参数

2.10.1  配置时间戳的携带模式

1. 功能简介

时间戳的携带模式分为以下两种:

·     单步模式:即请求应答机制和端延时机制下的Sync报文,都携带本报文被发送时刻的时间戳。

·     双步模式:即请求应答机制和端延时机制下的Sync报文,都不携带本报文被发送时刻的时间戳,而是由后续的其他报文来携带。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置时间戳的携带模式。

ptp clock-step one-step

缺省情况下,时间戳的携带模式为单步模式。

2.10.2  配置非Pdelay报文的目的MAC地址

1. 功能简介

非Pdelay报文的目的MAC地址可以是0180-C200-000E或011B-1900-0000,可通过本配置进行更改。

2. 配置限制和指导

本功能在PTP报文选择IEEE 802.3/Ethernet封装时才会生效。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置非Pdelay报文的目的MAC地址。

ptp destination-mac mac-address

缺省情况下,非Pdelay报文的目的MAC地址为011B-1900-0000。

2.10.3  关闭PTP时钟的路径追踪功能

1. 功能简介

路径追踪功能用来获取时钟信号从最优时钟到本设备所经过的时钟节点的信息。只有路径上所有时钟节点均开启路径追踪功能,才能获取到完整的路径追踪信息。如果路径上有设备不支持路径追踪功能,请关闭该功能,以免引起PTP报文互通问题。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     关闭PTP路径追踪功能。

ptp path-trace disable

缺省情况下,PTP路径追踪功能处于开启状态。

2.11  调整及校正时钟同步

2.11.1  配置本地时钟源的选源参数

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置本地时钟源的相关参数。

ptp clock-source local { accuracy acc-value | class class-value | time-source ts-value }

PTP协议标准为IEEE 1588 version 2时,本地时钟源的时间精度值和时间等级值与设备实际情况有关,时钟偏差度量值为65535,时钟属性值为160。其中时钟偏差度量值为固定不可配置。

(3)     配置本地时钟参与BMC算法的优先级。

ptp priority clock-source local { priority1 priority1 | priority2 priority2 }

缺省情况下,当协议标准为IEEE 1588 version 2时,时钟第一、二优先级的缺省值均为128。

时钟优先级用于最优时钟的选举,数值越小优先级越高。

2.11.2  开启PTP时钟状态功能

1. 功能简介

开启PTP时钟状态功能后,PTP模块会将时钟运行过程划分为四种状态:自由运行状态、捕获状态、锁定状态、保持状态。使用这个状态机制,能增加PTP域时钟的稳定性。

·     自由运行状态:该状态下PTP时钟未与任何时间源同步。

·     捕获状态:该状态下PTP时钟处于与时间源同步的过程之中。

·     锁定状态:该状态下PTP时钟与某个时间源同步,并且误差在设备可接受的精度范围内。

·     保持状态:PTP时钟曾经和某个时间源同步,当前不再与任一时间源同步,但它仍然使用之前同步时获取到的时钟信息。

2. 配置限制和指导

ptp clock-state enable命令和ptp technical-standard命令互斥,配置了一个则不允许配置另一个。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启PTP时钟状态功能

ptp clock-state enable

缺省情况下,时钟状态功能处于关闭状态。

2.11.3  配置非对称延迟校正时间

1. 功能简介

PTP协议进行时间同步计算时认为网络延时是对称的,即报文的发送和接收延迟相同,并以此来进行时间同步计算。但实际中的网络延时可能是不对称的,因此,如果知道了报文发送和接收的延迟之差,就可以通过本配置进行非对称延迟的校正,从而更精确地进行时间同步。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置非对称延迟校正时间。

ptp asymmetry-correction { minus | plus } value

缺省情况下,接口的非对称延迟校正时间为0纳秒,即不进行校正。

2.11.4  根据Offset参数调整时钟同步

1. 功能简介

应用场景

本功能用于防时钟源跳变,通过该机制,设备能够有效应对时钟跳变,确保在时钟源稳定后恢复时间同步,避免因时钟突变导致的时间同步错误。

工作机制

PTP同步的基本原理如下:确认了时钟之间的主从关系之后,主、从时钟之间交互PTP协议报文并记录报文的收发时间,通过计算PTP协议报文往返的时间差来计算主、从时钟之间的往返总延时。如果两个方向的传输延时相同,则往返总延时的一半就是单向延时。从时钟根据这个单向延时、主时钟上Sync报文的发送时间和从时钟上接收Sync报文的时间差计算时间偏差Offset,从时钟按照该时间偏差来调整本地时间,就可以实现从时钟与主时钟的同步。

配置本功能后,若时钟处于稳定同步状态,但当前采样点的Offset值大于threshold-value,设备会判定时钟源发生了时钟跳变,并暂停本次PTP时间同步。设备将根据以下规则判断后续时钟信号是否需要同步:

·     正常同步条件:若下一个采样点Offset值小于或等于threshold-value,PTP将继续同步PTP时间。

·     暂停同步条件:若后续的Offset值仍大于threshold-value,PTP将不会同步PTP时间,直到抑制次数达到预设值。此时,设备认为主时钟已恢复稳定。当设备接收到下一个PTP时钟信号时,无论其Offset值是否超过threshold-value,均会进行同步。

示例说明:假设suppression-count=5、suppression-threshold=3,当Offset值小于或等于3时,设备正常同步PTP时间;若时钟突变导致Offset值大于3,设备将暂停同步该时钟信号(如图2-1中的P0~P5,Offset值大于3,设备不会进行时间同步)。设备最多暂停同步suppression-count个时钟信号,而在P6时刻,无论其Offset值是否超过threshold-value,设备均会进行同步。

图2-1 PTP防时钟跳变示意图

 

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置PTP Offset异常的阈值和PTP时间同步的抑制次数。

ptp time-offset { suppression-count suppression-count | suppression-threshold threshold-value } *

缺省情况下,PTP Offset异常的阈值为300000纳秒,PTP时间同步的抑制次数为2次。

2.11.5  忽略对synchronizationUncertain标记位的检测

1. 功能简介

缺省情况下,Announce报文中会携带synchronizationUncertain位来表示当前时钟信号是否处于锁定状态:

·     synchronizationUncertain位取值为1表示非锁定。

·     synchronizationUncertain位取值为0表示锁定。

当检测到上游节点发送的同步信息处于非锁定状态时,本设备不会使用该同步信息进行时间同步;当上游节点发送同步信息处于锁定状态时,本设备才会使用该同步信息进行时间同步。

通常情况下,无需配置本功能。如果上游设备的时钟信号十分可靠,可以忽略对synchronizationUncertain标记位的检测,可配置本功能。配置本功能后,设备不检测同步信息是否处于锁定状态,直接进行同步。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     忽略对synchronizationUncertain标记位的检测

ptp ignore sync-uncertain

缺省情况下,设备对synchronizationUncertain标记位的检测功能处于开启状态。

2.11.6  配置PTP时间同步设备的最大跳数

1. 功能简介

在一个PTP域内,PTP同步时钟路径的步长如果太大,由于路径的延迟,会影响时间同步的精确度。配置PTP时间同步设备的最大跳数后,从主节点到边界时钟节点路径上的时钟节点个数不能超过配置的值,超出的时钟节点将无法同步时钟,自动形成另一棵生成树。通过这种限制PTP域范围的方式降低了时钟同步的误差。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置时间同步设备的最大跳数。

ptp max-steps-removed step-removed-value

缺省情况下,时间同步设备的最大跳数为255。

2.11.7  开启SyncUncertain功能

1. 功能简介

当设备需要将自己的非锁定状态通知下游设备时,请开启SyncUncertain功能。

缺省情况下,设备只会将上游节点的锁定和非锁定状态传递给下游节点,不会将自己的锁定、非锁定状态传递给下游节点。

开启本功能后,设备会通过Announce报文中的synchronizationUncertain位,将自己的锁定和非锁定状态通告给下游节点。当下游节点收到非锁定的同步信息时,不与设备进行时间同步;当下游节点收到锁定的同步信息时,才与设备进行时间同步。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启SyncUncertain功能。

ptp sync-uncertain enable

缺省情况下,SyncUncertain功能处于关闭状态。

2.12  配置PTP日志功能

1. 功能简介

配置本功能后,设备会监测以下参数和状态,当这些参数值和状态的变化达到条件时会触发生成相应日志,方便设备管理员监控PTP时钟:

·     时钟源等级:PTP时钟源存在时钟等级属性,而ToD外接时钟源的时钟等级由ptp clock-source命令的class参数配置,class参数的数值越高时钟等级越低,表示时钟精度越低。若当前选用PTP时钟源的时钟等级数值大于等于或恢复到时钟源劣化日志输出参数值,则输出时钟源劣化日志信息提示。

·     源绝对时间差:若设备通过外部BITS时钟源直接获取时钟信号,设备将定期计算外部时钟与PTP时钟的绝对时间差,当差值大于等于PTP源绝对时间差日志输出参数值时,则输出PTP源绝对时间差日志信息提示。

·     源时间偏差累加和峰峰值:每隔一段时间,PTP会计算一次源时间偏差累加和的峰峰值,并将该值与对应的告警阈值进行比较,大于等于该阈值则触发日志。

·     时间非锁定和锁定状态:当PTP时钟源的时间偏移大于PTP时间失锁阈值时,PTP时间为失锁状态,触发时钟失锁日志。当PTP时钟源的时间偏移由大于PTP时间锁定阈值恢复到小于等于锁定阈值时,PTP时间恢复为锁定状态,触发时钟锁定日志。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置PTP源绝对时间差日志输出参数。

ptp alarm-threshold time-offset time-offset-value

缺省情况下,PTP源绝对时间差日志输出参数为500ns。

(3)     配置PTP源时间偏差累加和的峰峰值日志输出参数。

ptp alarm-threshold time-offset-sum pk-pk threshold-value

缺省情况下,PTP源时间偏差累加和的峰峰值日志输出参数为500ns。

(4)     配置PTP时间锁定阈值和失锁阈值。

ptp alarm-threshold { time-lock lock-value | time-unlock unlock-value } *

缺省情况下,PTP时间锁定阈值为8000ns,失锁阈值为300000ns。

(5)     配置时间源劣化日志输出参数。

ptp alarm-threshold clock-source-class class-value

缺省情况下,时钟源劣化日志输出参数为6。

2.13  开启PTP的告警功能

1. 功能简介

开启PTP的告警功能后,PTP模块会生成告警信息,用于报告该模块的重要事件。生成的告警信息将发送到设备的SNMP模块,通过设置SNMP中告警信息的发送参数,来决定告警信息输出的相关属性。

有关SNMP的配置和告警信息的详细介绍,请参见“网络管理和监控配置指导”中的“SNMP”。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启PTP模块的告警功能。

snmp-agent trap enable ptp

缺省情况下,PTP模块的告警功能处于开启状态。

2.14  PTP显示和维护

在完成上述配置后,在任意视图下执行display命令可以显示配置后PTP的运行情况,通过查看显示信息验证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以清除PTP的统计信息。

表2-1 PTP显示和维护

操作

命令

显示设备的PTP时钟信息

display ptp clock

显示从接口时间校正的历史信息

display ptp corrections

显示外部主节点的信息

display ptp foreign-masters-record [ interface interface-type interface-number ]

显示接口的详细PTP运行信息

display ptp interface [ interface-type interface-number | brief ]

显示所有接口的简要PTP运行信息

display ptp interface brief

显示PTP时钟的路径追踪信息

display ptp path-trace

显示当前PTP设备主节点信息

display ptp parent

显示PTP接口角色变化的历史信息

display ptp port-history [ interface interface-type interface-number ]

显示PTP统计信息

display ptp statistics [ interface interface-type interface-number ]

显示PTP时钟节点时间特性

display ptp time-property

清除PTP的统计信息

reset ptp statistics [ interface interface-type interface-number ]

 


3 配置PTP(ITU-T G.8275.1)

3.1  PTP(ITU-T G.8275.1)配置限制和指导

不同的协议标准适用的环境不同,支持的命令也不同。请规划好采用的PTP的协议标准、PTP域的范围以及域中各设备的时钟节点角色,然后对这些设备进行相应的配置。

ITU-T G.8275.1协议只支持IEEE 802.3/Ethernet报文封装格式,不支持UDP报文封装格式。

3.2  PTP(ITU-T G.8275.1)配置任务简介

PTP(ITU-T G.8275.1)配置任务如下:

(1)     配置通过PTP同步系统时间

(2)     配置PTP协议标准

(3)     配置时钟节点

¡     配置时钟节点类型

(4)     配置PTP域

(5)     配置PTP技术标准

(6)     开启PTP功能

¡     开启全局PTP功能

¡     开启接口的PTP功能

(7)     (可选)配置PTP接口

¡     配置PTP接口角色

¡     配置PTP接口的NotSlave属性

(8)     (可选)调整PTP同步报文的发送和接收

¡     配置Announce报文的发送周期和接收超时倍数

¡     配置Sync报文的发送周期

¡     配置Delay_Req报文的最小发送周期

(9)     (可选)配置PTP报文参数

¡     配置非Pdelay报文的目的MAC地址

¡     关闭PTP时钟的路径追踪功能

(10)     (可选)调整及校正时钟同步

¡     配置本地时钟源的选源参数

¡     开启PTP时钟状态功能

¡     配置时间戳的携带模式

¡     配置非对称延迟校正时间

¡     根据Offset参数调整时钟同步

¡     忽略对synchronizationUncertain标记位的检测

¡     配置PTP时间同步设备的最大跳数

¡     开启SyncUncertain功能

(11)     (可选)配置PTP日志功能

(12)     (可选)开启PTP的告警功能

3.3  配置通过PTP同步系统时间

(1)     ‍进入系统视图。

system-view

(2)     配置通过PTP协议获取系统时间。

clock protocol ptp

缺省情况下,通过NTP协议获取系统时间。

有关clock protocol命令的详细介绍,请参见“设备管理命令参考”中的“设备管理”。

3.4  配置PTP协议标准

1. 配置限制和指导

配置PTP功能时必须首先配置设备遵循的协议类型,否则其他PTP配置不允许进行。

修改设备所用的PTP协议标准时,之前标准下的所有PTP配置将恢复到缺省情况。

ptp clock-state enable命令和ptp technical-standard命令互斥,配置了一个则不允许配置另一个。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置设备采用的PTP协议标准为ITU-T G.8275.1。

ptp profile g8275.1

缺省情况下,未配置设备采用的PTP协议标准,PTP协议不运行。

3.5  配置时钟节点

3.5.1  配置时钟节点类型

1. 配置限制和指导

·     必须先配置PTP协议标准,才允许配置时钟节点类型。

·     每台设备只能配置一种时钟节点类型。(

·     修改设备的时钟节点类型时,除PTP协议标准类型外,其他PTP配置将恢复到缺省情况。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置设备的时钟节点类型。

ptp mode { t-bc | t-tsc }

缺省情况下,未配置时钟节点类型。

3.6  配置PTP

1. 功能简介

配置设备所属的PTP域。在同一个PTP域中,各设备之间遵循着共同的准则,保证设备之间通信稳定地进行。不同的域中的设备不能直接进行PTP交互。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置设备所属的PTP域。

ptp domain value

缺省情况下,不存在PTP域。

3.7  配置PTP技术标准

1. 配置限制和指导

ptp clock-state enable命令和ptp technical-standard命令互斥,配置了一个则不允许配置另一个。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置PTP技术标准。

ptp technical-standard { oam | unicom }

缺省情况下,使用缺省PTP技术标准。

3.8  开启PTP功能

3.8.1  开启全局PTP功能

1. 配置限制和指导

只有全局PTP功能和接口下的PTP功能均处于开启状态,接口的PTP功能才能运行。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置全局PTP功能开启。

ptp global enable

缺省情况下,全局PTP功能处于开启状态。

3.8.2  开启接口的PTP功能

1. 功能简介

在接口上开启了PTP功能之后,该接口就成为了PTP接口。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     开启接口的PTP功能。

ptp enable

缺省情况下,接口的PTP功能处于关闭状态。

3.9  配置PTP接口

3.9.1  配置PTP接口角色

1. 功能简介

PTP接口分为:Master、Passive和Slave三种角色。

2. 配置限制和指导

PTP接口角色修改之后需要激活才能生效。

一台设备上最多只允许配置一个从接口。

当设备时钟节点类型为T-TSC时,不允许配置本功能。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     修改PTP接口角色。

ptp force-state { master | passive | slave }

缺省情况下,PTP接口的角色由BMC协议自动生成。

(4)     退回系统视图。

quit

(5)     激活PTP接口角色修改。

ptp active force-state

缺省情况下,未配置强制状态生效。

3.9.2  配置PTP接口的NotSlave属性

1. 功能简介

PTP接口的NotSlave属性是指时钟节点的接口自动选举自身所在节点为主节点的属性。灵活运用该功能可以在PTP域内灵活控制主从节点的改变。

当接口的NotSlave属性为开启状态时,该接口自动选举自身所在节点为主节点,并向外发送PTP时钟同步消息。

在同一个PTP域内,需要关闭所有接口的NotSlave属性才能进行PTP域的主从节点自动选举。

2. 配置限制和指导

对于ITU-T G.8275.1协议,仅T-BC时钟节点支持本功能。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置PTP接口的NotSlave属性为关闭状态。

ptp notslave disable

3.10  调整PTP同步报文的发送和接收

3.10.1  配置Announce报文的发送周期和接收超时倍数

1. 功能简介

主节点会周期性地发送Announce报文给从节点,如果从节点在报文的接收超时时间内未收到主节点发来的Announce报文,便认为该主节点失效。接收超时时间=接收超时倍数×主节点上配置的Announce报文的发送周期。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置Announce报文的发送周期。

ptp announce-interval interval

缺省情况下,当PTP协议标准为ITU-T G.8275.1时,interval的值为-3,Announce报文的发送周期为1/8(即2-3)秒。

(4)     配置Announce报文的接收超时倍数。

ptp announce-timeout multiple-value

缺省情况下,Announce报文的接收超时倍数为10。

3.10.2  配置Sync报文的发送周期

1. 功能简介

主节点会周期性地发送Sync报文给从节点,发送周期请在主节点上使用本功能配置。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置Sync报文的发送周期。

ptp syn-interval interval

缺省情况下,当PTP协议标准为ITU-T G.8275.1时,interval的值为-4,Sync报文的发送周期为1/16(即2-4)秒。

3.10.3  配置Delay_Req报文的最小发送周期

1. 功能简介

使用本功能可以调整PTP接口上Delay_Req报文的最小发送周期,当收到Sync报文或者Follow_Up报文来触发Delay_Req报文时,发送端需要经过该发送间隔才能发送Delay_Req报文。

2. 配置限制和指导

对于时钟节点间采用组播通信方式的网络,只有主时钟上配置的本功能生效,在从时钟上配置的不生效。主时钟通过PTP报文将该参数的值传递给从时钟,从而控制从时钟发送Delay_Req报文的周期。在从时钟上使用display ptp interface命令可以查看本命令的实际生效值。

对于时钟节点间采用单播通信方式的网络,本功能在从时钟本地配置生效,主时钟无法干预。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置Delay_Req报文的最小发送周期。

ptp min-delayreq-interval interval

缺省情况下,当PTP协议标准为ITU-T G.8275.1时,interval的值缺省为-4,Delay_Req报文的最小发送周期为1/16秒。

3.11  配置PTP报文参数

3.11.1  配置非Pdelay报文的目的MAC地址

1. 功能简介

非Pdelay报文的目的MAC地址可以是0180-C200-000E或011B-1900-0000,可通过本配置进行更改。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置非Pdelay报文的目的MAC地址。

ptp destination-mac mac-address

缺省情况下,非Pdelay报文的目的MAC地址为011B-1900-0000。

3.11.2  关闭PTP时钟的路径追踪功能

1. 功能简介

路径追踪功能用来获取时钟信号从最优时钟到本设备所经过的时钟节点的信息。只有路径上所有时钟节点均开启路径追踪功能,才能获取到完整的路径追踪信息。如果路径上有设备不支持路径追踪功能,请关闭该功能,以免引起PTP报文互通问题。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     关闭PTP路径追踪功能。

ptp path-trace disable

缺省情况下,PTP路径追踪功能处于开启状态。

3.12  调整及校正时钟同步

3.12.1  配置本地时钟源的选源参数

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置本地时钟源的相关参数。

ptp clock-source local { accuracy acc-value | class class-value | time-source ts-value }

缺省情况下,PTP协议标准为ITU-T G.8275.1:

¡     时钟节点类型为T-TSC时,本地时钟源的时间精度值为254,时间等级值为255,时钟偏差度量值为65535,时钟属性值为160。这几个值为固定不可配置。

¡     时钟节点类型为T-BC:

-     使用缺省PTP技术标准时,本地时钟源的时间精度值和时间等级值与设备实际情况有关,时钟偏差度量值为65535,时钟属性值为160。其中时钟偏差度量值为固定不可配置。

-     配置PTP OAM技术标准时,本地时钟源的时间精度值为254,时间等级值为165,时钟偏差度量值为65535,时钟属性值为160。其中时钟偏差度量值为固定不可配置。

-     配置PTP Unicom技术标准时,本地时钟源的时间精度值为254,时间等级值为248,时钟偏差度量值为65535,时钟属性值为160。其中时钟偏差度量值为固定不可配置。

(3)     配置本地时钟参与BMC算法的优先级。

ptp priority clock-source local { priority1 priority1 | priority2 priority2 }

缺省情况下,当PTP协议标准为ITU-T G.8275.1时,时钟第一优先级为128,T-BC类型节点时钟第二优先级为128,T-TSC类型节点时钟第二优先级为255,时钟本地优先级为128。

3.12.2  开启PTP时钟状态功能

1. 功能简介

开启PTP时钟状态功能后,PTP模块会将时钟运行过程划分为四种状态:自由运行状态、捕获状态、锁定状态、保持状态。使用这个状态机制,能增加PTP域时钟的稳定性。

·     自由运行状态:该状态下PTP时钟未与任何时间源同步。

·     捕获状态:该状态下PTP时钟处于与时间源同步的过程之中。

·     锁定状态:该状态下PTP时钟与某个时间源同步,并且误差在设备可接受的精度范围内。

·     保持状态:PTP时钟曾经和某个时间源同步,当前不再与任一时间源同步,但它仍然使用之前同步时获取到的时钟信息。

2. 配置限制和指导

ptp clock-state enable命令和ptp technical-standard命令互斥,配置了一个则不允许配置另一个。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启PTP时钟状态功能

ptp clock-state enable

缺省情况下,时钟状态功能处于关闭状态。

3.12.3  配置时间戳的携带模式

1. 功能简介

时间戳的携带模式分为以下两种:

·     单步模式:即请求应答机制和端延时机制下的Sync报文,以及端延时机制下的Pdelay_Resp报文,都携带本报文被发送时刻的时间戳。

·     双步模式:即请求应答机制和端延时机制下的Sync报文,以及端延时机制下的Pdelay_Resp报文,都不携带本报文被发送时刻的时间戳,而是由后续的其他报文来携带。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置时间戳的携带模式。

ptp clock-step one-step

缺省情况下,时间戳的携带模式为单步模式。

3.12.4  配置非对称延迟校正时间

1. 功能简介

PTP协议进行时间同步计算时认为网络延时是对称的,即报文的发送和接收延迟相同,并以此来进行时间同步计算。但实际中的网络延时可能是不对称的,因此,如果知道了报文发送和接收的延迟之差,就可以通过本配置进行非对称延迟的校正,从而更精确地进行时间同步。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层以太网接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置非对称延迟校正时间。

ptp asymmetry-correction { minus | plus } value

缺省情况下,接口的非对称延迟校正时间为0纳秒,即不进行校正。

3.12.5  根据Offset参数调整时钟同步

1. 功能简介

应用场景

本功能用于防时钟源跳变,通过该机制,设备能够有效应对时钟跳变,确保在时钟源稳定后恢复时间同步,避免因时钟突变导致的时间同步错误。

工作机制

PTP同步的基本原理如下:确认了时钟之间的主从关系之后,主、从时钟之间交互PTP协议报文并记录报文的收发时间,通过计算PTP协议报文往返的时间差来计算主、从时钟之间的往返总延时。如果两个方向的传输延时相同,则往返总延时的一半就是单向延时。从时钟根据这个单向延时、主时钟上Sync报文的发送时间和从时钟上接收Sync报文的时间差计算时间偏差Offset,从时钟按照该时间偏差来调整本地时间,就可以实现从时钟与主时钟的同步。

配置本功能后,若时钟处于稳定同步状态,但当前采样点的Offset值大于threshold-value,设备会判定时钟源发生了时钟跳变,并暂停本次PTP时间同步。设备将根据以下规则判断后续时钟信号是否需要同步:

·     正常同步条件:若下一个采样点Offset值小于或等于threshold-value,PTP将继续同步PTP时间。

·     暂停同步条件:若后续的Offset值仍大于threshold-value,PTP将不会同步PTP时间,直到抑制次数达到预设值。此时,设备认为主时钟已恢复稳定。当设备接收到下一个PTP时钟信号时,无论其Offset值是否超过threshold-value,均会进行同步。

示例说明:假设suppression-count=5、suppression-threshold=3,当Offset值小于或等于3时,设备正常同步PTP时间;若时钟突变导致Offset值大于3,设备将暂停同步该时钟信号(如图3-1中的P0~P5,Offset值大于3,设备不会进行时间同步)。设备最多暂停同步suppression-count个时钟信号,而在P6时刻,无论其Offset值是否超过threshold-value,设备均会进行同步。

图3-1 PTP防时钟跳变示意图

 

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置PTP Offset异常的阈值和PTP时间同步的抑制次数。

ptp time-offset { suppression-count suppression-count | suppression-threshold threshold-value } *

缺省情况下,PTP Offset异常的阈值为300000纳秒,PTP时间同步的抑制次数为2次。

3.12.6  忽略对synchronizationUncertain标记位的检测

1. 功能简介

缺省情况下,Announce报文中会携带synchronizationUncertain位来表示当前时钟信号是否处于锁定状态:

·     synchronizationUncertain位取值为1表示非锁定。

·     synchronizationUncertain位取值为0表示锁定。

当检测到上游节点发送的同步信息处于非锁定状态时,本设备不会使用该同步信息进行时间同步;当上游节点发送同步信息处于锁定状态时,本设备才会使用该同步信息进行时间同步。

通常情况下,无需配置本功能。如果上游设备的时钟信号十分可靠,可以忽略对synchronizationUncertain标记位的检测,可配置本功能。配置本功能后,设备不检测同步信息是否处于锁定状态,直接进行同步。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     忽略对synchronizationUncertain标记位的检测

ptp ignore sync-uncertain

缺省情况下,设备对synchronizationUncertain标记位的检测功能处于开启状态。

3.12.7  配置PTP时间同步设备的最大跳数

1. 功能简介

在一个PTP域内,PTP同步时钟路径的步长如果太大,由于路径的延迟,会影响时间同步的精确度。配置PTP时间同步设备的最大跳数后,从主节点到边界时钟节点路径上的时钟节点个数不能超过配置的值,超出的时钟节点将无法同步时钟,自动形成另一棵生成树。通过这种限制PTP域范围的方式降低了时钟同步的误差。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置时间同步设备的最大跳数。

ptp max-steps-removed step-removed-value

缺省情况下,时间同步设备的最大跳数为255。

3.12.8  开启SyncUncertain功能

1. 功能简介

当设备需要将自己的非锁定状态通知下游设备时,请开启SyncUncertain功能。

缺省情况下,设备只会将上游节点的锁定和非锁定状态传递给下游节点,不会将自己的锁定、非锁定状态传递给下游节点。

开启本功能后,设备会通过Announce报文中的synchronizationUncertain位,将自己的锁定和非锁定状态通告给下游节点。当下游节点收到非锁定的同步信息时,不与设备进行时间同步;当下游节点收到锁定的同步信息时,才与设备进行时间同步。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启SyncUncertain功能。

ptp sync-uncertain enable

缺省情况下,SyncUncertain功能处于关闭状态。

3.13  配置PTP日志功能

1. 功能简介

配置本功能后,设备会监测以下参数和状态,当这些参数值和状态的变化达到条件时会触发生成相应日志,方便设备管理员监控PTP时钟:

·     时钟源等级:PTP时钟源存在时钟等级属性,而ToD外接时钟源的时钟等级由ptp clock-source命令的class参数配置,class参数的数值越高时钟等级越低,表示时钟精度越低。若当前选用PTP时钟源的时钟等级数值大于等于或恢复到时钟源劣化日志输出参数值,则输出时钟源劣化日志信息提示。

·     源绝对时间差:若设备通过外部BITS时钟源直接获取时钟信号,设备将定期计算外部时钟与PTP时钟的绝对时间差,当差值大于等于PTP源绝对时间差日志输出参数值时,则输出PTP源绝对时间差日志信息提示。

·     源时间偏差累加和峰峰值:每隔一段时间,PTP会计算一次源时间偏差累加和的峰峰值,并将该值与对应的告警阈值进行比较,大于等于该阈值则触发日志。

·     时间非锁定和锁定状态:当PTP时钟源的时间偏移大于PTP时间失锁阈值时,PTP时间为失锁状态,触发时钟失锁日志。当PTP时钟源的时间偏移由大于PTP时间锁定阈值恢复到小于等于锁定阈值时,PTP时间恢复为锁定状态,触发时钟锁定日志。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置PTP源绝对时间差日志输出参数。

ptp alarm-threshold time-offset time-offset-value

缺省情况下,PTP源绝对时间差日志输出参数为500ns。

(3)     配置PTP源时间偏差累加和的峰峰值日志输出参数。

ptp alarm-threshold time-offset-sum pk-pk threshold-value

缺省情况下,PTP源时间偏差累加和的峰峰值日志输出参数为500ns。

(4)     配置PTP时间锁定阈值和失锁阈值。

ptp alarm-threshold { time-lock lock-value | time-unlock unlock-value } *

缺省情况下,PTP时间锁定阈值为8000ns,失锁阈值为300000ns。

(5)     配置时间源劣化日志输出参数。

ptp alarm-threshold clock-source-class class-value

缺省情况下,时钟源劣化日志输出参数为6。

3.14  开启PTP的告警功能

1. 功能简介

开启PTP的告警功能后,PTP模块会生成告警信息,用于报告该模块的重要事件。生成的告警信息将发送到设备的SNMP模块,通过设置SNMP中告警信息的发送参数,来决定告警信息输出的相关属性。

有关SNMP的配置和告警信息的详细介绍,请参见“网络管理和监控配置指导”中的“SNMP”。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启PTP模块的告警功能。

snmp-agent trap enable ptp

缺省情况下,PTP模块的告警功能处于开启状态。

3.15  PTP显示和维护

在完成上述配置后,在任意视图下执行display命令可以显示配置后PTP的运行情况,通过查看显示信息验证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以清除PTP的统计信息。

表3-1 PTP显示和维护

操作

命令

显示设备的PTP时钟信息

display ptp clock

显示从接口时间校正的历史信息

display ptp corrections

显示外部主节点的信息

display ptp foreign-masters-record [ interface interface-type interface-number ]

显示接口的详细PTP运行信息

display ptp interface [ interface-type interface-number | brief ]

显示所有接口的简要PTP运行信息

display ptp interface brief

显示PTP时钟的路径追踪信息

display ptp path-trace

显示当前PTP设备主节点信息

display ptp parent

显示PTP接口角色变化的历史信息

display ptp port-history [ interface interface-type interface-number ]

显示PTP统计信息

display ptp statistics [ interface interface-type interface-number ]

显示PTP时钟节点时间特性

display ptp time-property

清除PTP的统计信息

reset ptp statistics [ interface interface-type interface-number ]

 

3.16  PTP配置举例

3.16.1  PTP配置举例(ITU-T G.8275.1,IEEE 802.3/Ethernet封装格式+组播通信方式)

1. 组网需求

·     Device A和Device B采用ITU-TG.8275.1协议标准。

·     在由Device A和Device B组成的PTP域中,Device A的时钟节点类型为T-BC,Device B的时钟节点类型为T-TSC。所有时钟节点都按照各自默认的最优时钟属性通过BMC协议动态选举最优时钟。

·     Device A和Device B的延时测量机制都采用缺省的请求应答机制。

2. 组网图

图3-2 PTP配置举例组网图(ITU-T G.8275.1,IEEE 802.3/Ethernet格式+组播通信方式)

 

表3-2 组网图示例接口与设备实际接口对应关系

组网图示例接口

设备实际接口

Interface1

GigabitEthernet2/0/1

Interface2

GigabitEthernet2/0/2

 

3. 配置步骤

提示

ITU-T G.8275.1协议支持IEEE 802.3/Ethernet封装格式,不支持IPv4 UDP封装格式;支持组播通信方式,不支持单播通信方式。

 

(1)     配置Device A

# 配置协议标准为ITU-T G.8275.1。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] ptp profile g8275.1

# 配置时钟节点类型为T-BC。

[DeviceA] ptp mode t-bc

# 配置PTP域。

[DeviceA] ptp domain 24

# 配置设备通过PTP协议获取系统时间。

[DeviceA] clock protocol ptp

# 在接口GigabitEthernet2/0/1上开启PTP功能。

[DeviceA] interface gigabitethernet 2/0/1

[DeviceA-GigabitEthernet2/0/1] ptp enable

[DeviceA-GigabitEthernet2/0/1] quit

(2)     配置Device B

# 配置协议标准为ITU-T G.8275.1。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] ptp profile g8275.1

# 配置时钟节点类型为T-TSC。

[DeviceB] ptp mode t-tsc

# 配置PTP域。

[DeviceB] ptp domain 24

# 配置设备通过PTP协议获取系统时间。

[DeviceA] clock protocol ptp

# 在接口GigabitEthernet2/0/1上开启PTP功能。

[DeviceB] interface gigabitethernet 2/0/1

[DeviceB-GigabitEthernet2/0/1] ptp enable

[DeviceB-GigabitEthernet2/0/1]quit

4. 验证配置

当网络拓扑稳定后,通过使用display ptp clock命令可以查看设备上PTP时钟信息,display ptp interface brief命令显示简要运行信息。例如:

# 在Device A上显示设备的PTP时钟信息。

[DeviceA] display ptp clock

PTP global state    : Enable

PTP profile         : ITU-T G.8275.1

PTP mode            : T-BC

Slave only          : No

Sync uncertain      : Disabled

Clock state         : Disabled

Clock ID            : 24881D-FFFE-F20100

Clock type          : Local

Clock domain        : 24

Number of PTP ports : 1

Priority1      : 128

Priority2      : 128

Local priority : 128

Clock quality :

 Class                 : 248

 Accuracy              : 254

 Offset (log variance) : 65535

Offset from master  : 0 (ns)

Mean path delay     : 0 (ns)

Steps removed       : 0

Local clock time    : Fri Dec 7 00:59:44 2018

Clock source info:

 Clock   LP   Pri2 Accuracy Class TimeSrc Direction In-Status Offset(log variance)

 -------------------------------------------------------------------

 Local   128  128  254      248   160     N/A       N/A       65535

# 在Device A上显示PTP的简要运行信息。

[DeviceA] display ptp interface brief

InstID     State         Delay mechanism  Clock step  Asymmetry correction  Name

0          Master        E2E              Two         0                     GE2/0/1

# 在Device B上显示设备的PTP时钟信息。

[DeviceB] display ptp clock

PTP global state    : Enable

PTP profile         : ITU-T G.8275.1

PTP mode            : T-TSC

Slave only          : No

Sync uncertain      : Disabled

Clock state         : Disabled

Clock ID            : 2461E3-FFFE-A20200

Clock type          : Local

Clock domain        : 24

Number of PTP ports : 1

Priority1      : 128

Priority2      : 255

Local priority : 128

Clock quality :

 Class                 : 255

 Accuracy              : 254

 Offset (log variance) : 65535

Offset from master  : 50 (ns)

Mean path delay     : 5000 (ns)

Steps removed       : 1

Local clock time    : Fri Dec 7 14:52:54 2018

Clock source info:

 Clock   LP   Pri2 Accuracy Class TimeSrc Direction In-Status Offset(log variance)

 -------------------------------------------------------------------

 Local   128  128  254      248   160     N/A       N/A       65535

 ToD0    128  128  32       6     32      In        Inactive  65535

 ToD1    128  128  32       6     32      N/A       Inactive  65535

# 在Device B上显示PTP的简要运行信息。

[DeviceB] display ptp interface brief

InstID     State         Delay mechanism  Clock step  Asymmetry correction  Name

0          Slave         E2E              Two         0                     GE2/0/1

通过显示信息可以看出,Device A被选为最优时钟,其接口GigabitEthernet2/0/1为主接口,对外发布同步时间。

 

 

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