浅聊一下Linuxptp

浅聊一下Linuxptp

1.什么是Linuxptp

LinuxPTP（linuxptp）是用于Linux系统的精确时间同步软件包，支持IEEE 1588 Precision Time Protocol（PTP）标准。它提供了一个用户空间的守护进程（daemon），名为ptp4l，用于与网络中的PTP设备通信，实现高精度的时钟同步。

2.安装Linuxptp

1.检查是否支持软硬件时间戳

ethtool - T enp0s3

对于软件时间戳支持，参数列表应包括：

• SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE
• SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE
• SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE

对于硬件时间戳支持，参数列表应包括：

• SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE
• SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE
• SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE

2.安装

sudo git clone https://github.com/nxp-archive/openil_linuxptp.git linuxptp
cd linuxptp
sudo make
sudo make install

3.使用(软件时间戳）

主时钟：sudo ptp4l -i enp0s8 -m -S      

从时钟：sudo ptp4l -i enp0s3-m -S -s

3.源码解析一下

源码里面太多文件，很多文件跟ptpd差不多，主要分析里面8个带main函数的源文件以及clock.c文件。

这8个源文件中最主要是这两个

ptp4l：ptp4l是LinuxPTP的主要守护进程，负责与PTP设备通信，并实现PTP协议的各种功能。它处理传入的PTP消息，管理本地时钟和时钟源选择，执行时钟校准等操作。

phc2sys：phc2sys是另一个工具，用于将来自PTP硬件时钟（PHC）的时间同步到系统时钟。它负责校准系统时钟以与PTP网络同步，并确保精确的时间戳记录。

1.8个带main函数的源文件

1.hwstamp_ctl.c

是一个程序，用于使用 SIOCSHWTSTAMP ioctl 在网络驱动程序级别设置和获取硬件时间戳策略

2.nsm.c

是一个实现 NetSync Monitor (NSM) 客户端的程序。 NSM 是一个精确时间协议 (PTP) 的扩展，它使客户端能够测量其时钟相对于网络中任何 PTP 时钟的偏移量支持 NSM。 它使用单播消息，但与单播模式下的 PTP 不同，它不要求服务器保留特定于客户端的任何状态。 这是对监控特别有用。

3.phc2sys.8

是一个同步系统中两个或多个时钟的程序。 通常，它用于将系统时钟同步到 PTP 硬件时钟 (PHC)，它本身由 ptp4l 同步程序。使用 -a 选项，要同步的时钟是从正在运行的 ptp4l daemon 中获取的，并且同步的方向会自动跟随 PTP 端口状态的变化。

4.phc_ctl.8

是一个可以用来直接控制PHC时钟设备的程序。 通常，它用于调试目标的，一般用处不大 设备的控制。对于PHC时间设备的一般控制， phc2sys应该是首选。

5.pmc.8

是一个根据 IEEE 标准 1588 实现 PTP 管理客户端的程序。该程序从标准输入或由名称和管理 ID 指定的命令行操作读取，通过选定的传输发送它们并打印任何收到的回复。 支持三种动作：GET获取指定信息，SET更新指定信息，CMD发起指定事件。 默认情况下，管理命令针对所有端口。 TARGET 命令可用于为后续消息选择特定的时钟和端口。

6.ptp4l.c

是根据适用于 Linux 的 IEEE 标准 1588 的精确时间协议 (PTP) 的实现。 它实现了边界时钟（BC）、普通时钟（OC）和透明时钟（TC）。

  延迟机制选项
  -A       Auto，自动选择延迟机制。,从E2E开始，当收到对等延迟请求时切换到P2P
  -E       E2E，选择延迟请求 - 响应（E2E）机制。 默认是用这个机制。 单个PTP通信路径上的所有时钟必须使用相同的机制。 使用E2E机制在端口上收到对等延迟请求时，将输出warning
  -P       P2P，对等延迟机制
  网络传输选项
  -2       IEEE 802.3
  -4       UDP IPV4（默认）
  -6       UDP IPV6
  时间戳选项
  -H        使用硬件时间戳（默认）
  -S        使用软件时间戳          
  -L        LEGACY HW时间戳
  其他选项
  -f  [file]  从指定文件file中读取配置。 默认情况下不读取任何配置文件。
  -i  [dev]  选择PTP接口设备，例如eth0（可多次指定）必须至少使用此选项或配置文件指定一个端口。
  -p  [dev]  在Linux内核v3.5之前，无法发现与网络接口关联的PHC设备。 此选项指定在旧内核上运行时要使用的PHC设备（例如/ dev/ptp0）。要使用的时钟设备，默认为auto，忽略软件/ LEGACY HW时间戳(不推荐使用此选项)
  -s      slaveOnly mode，从时钟模式（覆盖配置文件）
  -t      透明时钟模式
  -l  [num]  将日志记录级别设置为'num'，默认是6
  -m      将消息打印到stdout
  -q      不打印消息到syslog
  -v      打印软件版本并退出
  -h      help

主要操作：

主时钟：sudo ptp4l -i enp0s8 -m -S (软件时间戳）

从时钟：sudo ptp4l -i enp0s3-m -S -s

log:

1.该master offset值表示从主设备测量的偏移量（以纳秒为单位）

2.s0，s1，s2表示时钟伺服器的不同状态，s0表示未锁定，s1表示正在同步，s2表示锁定，锁定状态表示不会再发生阶跃行同步，只是缓慢调整；

3.当从端口状态改变UNCALIBRATED 到SLAVE时，计算机已经成功地与一个PTP主时钟同步。

7.timemaster.c

timemaster 是一个程序，它使用 ptp4l 和 phc2sys 结合 chronyd orntpd 将系统时钟同步到 NTP 和 PTP 时间源。 PTP 时间由 phc2sys 和 ptp4l 通过 SHM 参考时钟提供给 chronyd

8.ts2phc.c

将 PTP 硬件时钟 (PHC) 与外部时间戳信号同步。 可以使用单个源将时间分配给一个或多个 PHC 设备。

延迟机制选项

-A       Auto，自动选择延迟机制。,从E2E开始，当收到对等延迟请求时切换到P2P

-E       E2E，选择延迟请求 - 响应（E2E）机制。 默认是用这个机制。 单个PTP通信路径上的所有时钟必须使用相同的机制。 使用E2E机制在端口上收到对等延迟请求时，将输出warning

-P       P2P，对等延迟机制

网络传输选项

-2       IEEE 802.3

-4       UDP IPV4（默认）

-6       UDP IPV6

时间戳选项

-H        使用硬件时间戳（默认）

-S        使用软件时间戳

-L        LEGACY HW时间戳

其他选项

-f  [file]  从指定文件file中读取配置。 默认情况下不读取任何配置文件。

-i  [dev]  选择PTP接口设备，例如eth0（可多次指定）必须至少使用此选项或配置文件指定一个端口。

-p  [dev]  在Linux内核v3.5之前，无法发现与网络接口关联的PHC设备。 此选项指定在旧内核上运行时要使用的PHC设备（例如/ dev/ptp0）。要使用的时钟设备，默认为auto，忽略软件/ LEGACY HW时间戳(不推荐使用此选项)

-s      slaveOnly mode，从时钟模式（覆盖配置文件）

-t      透明时钟模式

-l  [num]  将日志记录级别设置为'num'，默认是6

-m      将消息打印到stdout

-q      不打印消息到syslog

-v      打印软件版本并退出

-h      help

2.clock.c文件

这个是管理时钟的代码。这些代码负责监测系统时钟的状态，校准系统时钟与PTP软硬件时钟的差异，并执行时钟校准和同步操作，以保持时间的准确性。

在这个文件中也可以自己修改打印输出的东西。

在这修改。

4.自己实践

1.校验是否正确

date +"%T.%N"打印系统时间，然后比对时间差

2.检查能否与ptpd混在一起

实验过可以但是延迟较高