Delay_Req报文在Sync报文收到后由从属时钟发出。与Sync报文一样,发送方记录准确的发送时间,接收方记录准确的接收时间。准确的接收时间包含在Delay_Resp报文中,从而计算出网络延时和时钟误差。同步的精确度与时间戳和时间信息紧密相关。纯软件的方案可以达到毫秒的精度,软硬件结合的方案可以达到微秒的精度。
PTP协议基于同步数据包被传播和接收时的最精确的匹配时间,每个从时钟通过与主时钟交换同步报文而与主时钟达到同步。这个同步过程分为漂移测量阶段和偏移测量与延迟测量阶段。
第一阶段修正主时钟与从时钟之间的时间偏差,称为漂移测量。如图3所示,在修正漂移量的过程中,主时钟按照定义的间隔时间(缺省是2s)周期性地向相应的从时钟发出惟一的同步报文。这个同步报文包括该报文离开主时钟的时间估计值。主时钟测量传递的准确时间T0 K,从时钟测量接收的准确时间T1 K。之后主时钟发出第二条报文——跟随报文(Follow_up Message),此报文与同步报文相关联,且包含同步报文放到PTP通信路径上的更为精确的估计值。这样,对传递和接收的测量与标准时间戳的传播可以分离开来。从时钟根据同步报文和跟随报文中的信息来计算偏移量,然后按照这个偏移量来修正从时钟的时间,如果在传输路径中没有延迟,那么两个时钟就会同步。

图3 PTP时钟漂移测量计算
为了提高修正精度,可以把主时钟到从时钟的报文传输延迟等待时间考虑进来,即延迟测量,这是同步过程的第二个阶段(见图4)。

图4 PTP时钟延迟和偏移计算
从时钟向主时钟发出一个“延迟请求”数据报文,在这个过程中决定该报文传递准确时间T2。主时钟对接收数据包打上一个时间戳,然后在“延迟响应”数据包中把接收时间戳B送回到从时钟。根据传递时间戳B和主时钟提供的接收时间戳D,从时钟计算与主时钟之间的延迟时间。与偏移测量不同,延迟测量是不规则进行的,其测量间隔时间(缺省值是4~60s之间的随机值)比偏移值测量间隔时间要大。这样使得网络尤其是设备终端的负荷不会太大。采用这种同步过程,可以消减PTP协议栈中的时间波动和主从时钟间的等待时间。从图4右边可以看到延迟时间D 和偏移时间数值O的计算方法。
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