Возможности синхронизации РРЛ

Возможности синхронизации РРЛ

В настоящее время основными методами синхронизации часов, поддерживаемых с помощью радиорелейного излучения, являются GPS, BITS, 1588, 1588v2, Sync E, ToP и sync от TDM.

Радиореле в качестве оборудования доступа между беспроводным и передаваемым оборудованием должно обеспечивать различные методы синхронизации для различных услуг во время проектирования и использования сети. В настоящее время основными методами синхронизации часов, поддерживаемых с помощью радиорелейного излучения, являются GPS, BITS, 1588, 1588v2, Sync E, ToP и sync от TDM. Указанные методы не могут соответствовать требованиям синхронизации часов и передачи беспроводных устройств и передаваемого оборудования.

Радиорелейные сети синхронизации часов

Для того чтобы углубить понимание синхронизации часов, несколько распространенных методов синхронизации кратко представлены в данном разделе.

1. Синхронизация со стороны TDM линии

В этом случае услуги E1 / STM-1 осуществляют оригинальные часы TDM на каждой станции, чтобы удовлетворить требованиям синхронизации GSM / UMTS. Рисунок 1 показывает, что радиорелейное оборудование получает главные часы на стороне BSC / RNC, а затем передает услугу TDM на все терминальное радиорелейное оборудование через радиопорты. BTS / Node B извлекает часовую информацию из портов E1/STM-1 радиорелейного оборудования, и наконец, вся линия синхронизируется. Из-за незначительного дрожания и задержки TDM услуг, стабильность и надежность синхронизированных часов очень высокая.

2. Синхронизация ToP-Aware

ToP (время над пакетом) означает, что часовая информация инкапсулируется в пакеты, а пакеты имеют наивысший приоритет для обеспечения их максимальной надежности и минимальной задержки времени для достижения высокой точности, насколько это возможно. Возьмите синхронизацию 1588v2 в качестве примера, как показано на Рисунке 2, управляющие кадры 1588v2 назначаются с наивысшим приоритетом, даже при перегруженности управляющие кадры 1588v2 также могут быть переданы как можно быстрее, таким образом, обеспечивая точность передачи часов. На сайте терминала, Node B может осуществить синхронизацию времени из порта ETH, который соединен с терминальным радиорелейным оборудованием.

Один из способов Ethernet синхронизации называется родной синхронизацией E, как показано на Рисунке 3, часы радиорелейного оборудования из интерфейса синхронизации E от RNC, а затем распределяет его по другим радиорелейным узлам в формате Ethernet; Node B извлекает информацию о синхронизации из порта ETH, который подключен к радиорелейному оборудованию для реализации синхронизации. Весь процесс распределения осуществляется без каких-либо TDM или других услуг.

Другой метод Ethernet синхронизации осуществляется с использованием совмещенной услуги TDM, в случае Node B и BTS на том же сайте, как в сервисном центре, так и в терминале, тактовые часы могут быть извлечены из совмещенной услуги TDM на сайте BTS и распространяться на услуги Ethernet на участке Node B, с помощью которого реализуется синхронизация Ethernet.

Синхронизация часов

Синхрониза́ция часов (от др.-греч. σύγχρονος — одновременный) — процесс приведения к одному значению одного параметра разных объектов, называемого временем. Иногда в постулаты СТО также добавляют условие синхронизации часов по Эйнштейну, но принципиального значения оно не имеет: при других условиях синхронизации лишь усложняется математическое описание экспериментальной ситуации без изменения предсказываемых и измеряемых эффектов (см. по этому поводу работы в списке литературы основной статьи).

• Часы
• Распределённые вычислительные системы

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Синхронизация часов» в других словарях:

Синхронизация часов — согласование их хода; теория относительности накладывает ограничение на скорость распространения сигнала, но не накладывает в данном случае ограничения на синхронизацию, поскольку установление хода одних часов не будет следствием установления… … Мир Лема — словарь и путеводитель

синхронизация времени — [ГОСТ Р МЭК 60870 5 103 2005] Также нормированы допустимые временные задержки для различных видов сигналов, включая дискретные сигналы, оцифрованные мгновенные значения токов и напряжений, сигналы синхронизации времени и т.п. [Новости… … Справочник технического переводчика

СИНХРОНИЗАЦИЯ КОЛЕБАНИЙ — установление и поддержание такого режима колебаний двух или неск. связанных систем, при к ром их частоты равны, кратны или находятся в рациональном отношении друг с другом. В отсутствие взаимодействия частоты колебаний этих систем могут быть… … Физическая энциклопедия

синхронизация вычисления среднего значения с помощью встроенных часов реального времени — [Интент] Тематики счетчик электроэнергии EN clock synchronized demand … Справочник технического переводчика

Сверка часов — важный элемент в подготовке к войсковым и полицейским операциям, и ежедневный флотский ритуал. Результатом пренебрежения сверкой часов могут стать большие потери личного состава и техники из за нескоординированности и несинхронности действий… … Википедия

Относительности теория — физическая теория, рассматривающая пространственно временные свойства физических процессов. Закономерности, устанавливаемые О. т., являются общими для всех физических процессов, поэтому часто о них говорят просто как о свойствах… … Большая советская энциклопедия

NTP — Название: Network Time Protocol Уровень (по модели OSI): Прикладной Семейство: TCP/IP Порт/ID: 123/UDP Назначение протокола: Синхронизация часов Спецификация: RFC 5905 … Википедия

Служба точного времени — Служба точного времени  организация, хранящая и предоставляющая информацию об измеренном текущем времени с высокой точностью. Телефонные службы точного времени предоставляют информацию в голосовом режиме, называя текущее время в момент… … Википедия

СИНХРОННАЯ СИСТЕМА — отсчёта система отсчёта, в к рой компоненты метрического тензора , (индекс 0 соответствует временной координате х 0=t, индекс i= 1, 2, 3 пространственным координатам xi). В С. с. возможна однозначная синхронизация часов в различных… … Физическая энциклопедия

Motorola V547 — Производитель Motorola Камера 640×480 (0.30 млн. пикс.), цифровой Zoom 4x Сети GSM 900, GSM 1800, GSM 1900 Интерфейсы USB, Bluetooth Размеры 88x47x23 мм Вес 90 г Форм фактор раскладушка … Википедия

Синхронизация часов в кластере Кассандра, Pt. 2: Решения

Как указано в моем последнем посте , относительный сдвиг среди часов имеет наибольшее значение. Независимая синхронизация с общедоступными источниками приведет к неоптимальным результатам. Давайте посмотрим на другие варианты, которые у нас есть, и насколько хорошо они работают. Желаемыми свойствами являются:

• Хорошая относительная синхронизация ; Требуется для синхронизации в кластере
• Хорошая абсолютная синхронизация ; Желательно или требуется, если вы общаетесь с внешними службами или предоставляете API для клиентов
• Надежность и высокая доступность ; Синхронизация часов должна выдерживать сбой экземпляра или определенные перебои в сети
• Простота в обслуживании ; Должно быть легко добавлять / удалять узлы из кластера без необходимости изменять конфигурацию на всех узлах.
• Сетевой этикет ; Хотя сам NTP очень скромен в использовании пропускной способности сети, это не относится к общедоступным серверам NTP. Вы должны уменьшить их нагрузку, если это возможно

Настройте весь кластер как сетку

NTP использует древовидную топологию, но позволяет подключать пул пиров для лучшей синхронизации на одном уровне нитей. Это идеально подходит для синхронизации часов относительно друг друга. Пиры определяются аналогично серверам в /etc/ntp.conf ; просто используйте peer ключевое слово « » вместо « server » (вы можете объединить серверы и одноранговые узлы, но об этом позже):

Мы определяем, что узлы c0-c2 являются узлами на одном уровне и будут синхронизироваться друг с другом. Оператор restrict включает пиринг для локальной сети, предполагая, что ваши экземпляры защищены брандмауэром для внешнего доступа, но включены в кластере. NTP связывается по UDP через порт 123. Перезапустите демон NTP:

И проверьте, как это выглядит в ntpq -p :

Однако этот параметр не идеален. Каждый узел действует независимо, и вы не можете контролировать, какие узлы будут синхронизироваться. Вы вполне можете оказаться в ситуации меньших пулов внутри кластера, синхронизированных друг с другом, но расходящихся по всему миру.

Относительно новый бесхозный режим решает эту проблему путем выбора лидера, с которым синхронизируется каждый узел. Добавьте это утверждение в /etc/ntp.conf on all nodes :

включить сиротский режим. Режим включается, когда нет доступного слоя сервера меньше 7.

Эта настройка в конечном итоге будет идеально синхронизировать часы друг с другом. Однако вы рискуете уйти от часов , и поэтому синхронизация по абсолютному времени является неоптимальной. NTP-демон корректно обрабатывает отсутствующие узлы, и поэтому высокая доступность удовлетворяется.

Ведение списка одноранговых серверов в конфигурации NTP и его обновление при каждом изменении в кластере не является идеальным с точки зрения обслуживания. Сиротский режим позволяет использовать широковещательный или многокастовой поиск Вещание может быть недоступно в виртуализированной сети, и, если оно есть, не забудьте включить аутентификацию. Manycast работает за счет поддержки сервера мультикаста и снижения устойчивости к сбоям узлов.

• + относительные часы (стабильные в бесхозном режиме)
• — абсолютные часы (риск побега)
• + высокая надежность (- для многокамерного сервера)
• — обслуживание (+ в автоматическом обнаружении бесхозного режима)
• + низкая нагрузка на сеть

Используйте внешний NTP-сервер и настройте весь кластер как пул

Учитывая отсутствие времени в качестве основного недостатка в предыдущем варианте, как насчет включения синхронизации с внешними серверами и улучшения относительных часов путем настройки пула между узлами?

Как бы хорошо это ни выглядело, на самом деле это работает не так хорошо, как предыдущая опция . Вы получите синхронизированные абсолютные часы, но относительные часы не будут затронуты. Это объясняется тем, что алгоритм NTP обнаружит внешний источник времени как более надежный, чем источники в пуле, и не примет их как авторитетные.

• — относительные часы
• ? абсолютные часы (как будто все узлы синхронизируются независимо)
• + высокая доступность
• — поддержание
• — высокая нагрузка на сеть

Настроить централизованный демон NTP

Следующий вариант — выделить один NTP-сервер (главный сервер, возможно, работающий в отдельном экземпляре). Этот сервер синхронизируется с внешними серверами, а остальная часть кластера синхронизируется с этим.

Помимо включения брандмауэра вам не требуется никакой специальной настройки на главном сервере. На стороне клиента вам нужно будет указать имя экземпляра ядра (пусть оно будет 0.ntp). /etc/ntp.conf Файл должен содержать следующую строку:

Все экземпляры в кластере будут синхронизироваться только с одним главным сервером и, следовательно, с одним тактовым генератором. Эта настройка обеспечит хорошую относительную и абсолютную синхронизацию часов. Учитывая, что имеется только один главный сервер, в случае сбоя экземпляра более высокая доступность отсутствует. Использование отдельного статического экземпляра обеспечивает гибкость при масштабировании и ремонте кластера.

Вы можете дополнительно настроить бесхозный режим среди узлов в кластере, чтобы синхронизировать относительные часы в случае отказа основного сервера.

• + относительные часы
• + абсолютные часы
• — высокая доступность (улучшена в бесхозном режиме)
• — сопровождение (в случае, если экземпляр является частью масштабируемого кластера)
• + низкая нагрузка на сеть

Настроить выделенный пул NTP

Эта опция похожа на выделенный демон NTP, но на этот раз вы используете пул серверов NTP (основных серверов). Рассмотрим три экземпляра 0.ntp, 1.ntp, 2.ntp, каждый из которых выполняется в своей зоне доступности, а демон NTP настроен на синхронизацию с внешними серверами, а также друг с другом в пуле.

Конфигурация на одном из основных серверов 0.ntp будет содержать:

Клиенты настроены на использование всех основных серверов, то есть 0.ntp-2.ntp. Например, /etc/ntp.conf файл содержит следующие строки:

Развертывая пул основных серверов, мы достигаем высокой доступности на стороне сервера (частичное отключение сети), а также на стороне клиента (сбой экземпляра). Это также облегчает обслуживание кластера, поскольку пул не зависит от масштабируемого кластера. Недостаток заключается в запуске дополнительных экземпляров. Вы можете избежать запуска дополнительных экземпляров, используя экземпляры, уже доступные за пределами масштабируемого кластера (например, статические экземпляры), такие как база данных или почтовый сервер.

Обратите внимание, что на основных серверах наблюдаются некоторые различия в синхронизации, как если бы каждый узел отдельно синхронизировался с внешними серверами. Установка их в качестве одноранговых узлов поможет при сбоях в сети, но не так сильно при синхронизации часов относительно друг друга. Поскольку у вас нет контроля над тем, какой главный сервер клиент выберет в качестве авторитетного, это приведет к ухудшению относительной тактовой синхронизации между клиентами, хотя и значительно ниже, чем при внешней синхронизации всех клиентов.

Одним из решений является использование prefer модификатора для изменения алгоритма выбора NTP. Предположим, мы изменили бы конфигурацию на всех клиентах:

Тогда все клиенты будут синхронизироваться с узлом 0.ntp и переключаться на другой, только если 0.ntp не работает. Другим вариантом является явная установка возрастающего числа слоев для всех основных серверов, при условии, что клиенты будут стремиться к серверам с более низкими уровнями. Это больше взломать, хотя.

• + относительные часы
• + абсолютные часы
• + высокая доступность
• + обслуживание
• + низкая нагрузка на сеть
• — требует статических экземпляров

Резюме

Если вы используете вычислительный кластер, вы должны рассмотреть возможность запуска собственного NTP-сервера. Разрешение всем экземплярам синхронизировать свои часы независимо приводит к плохой относительной синхронизации часов. Это также не считается хорошим сетевым этикетом, поскольку вы без необходимости увеличиваете нагрузку на общедоступные NTP-серверы.

Для более масштабируемого кластера лучше всего запустить собственный пул серверов NTP с внешней синхронизацией. Это обеспечивает идеальную относительную и абсолютную синхронизацию часов, высокую доступность и простоту обслуживания.

Наше собственное развертывание синхронизирует часы всех узлов с точностью до миллисекунды.

NTP (Network Time Protocol)

NTP (англ.  Network Time Protocol — протокол сетевого времени) — сетевой протокол, используемый для синхронизации внутренних системных часов компьютера с помощью сетей с переменной латентностью.

NTP использует для своей работы протокол UDP и учитывает время передачи. Система NTP чрезвычайно устойчива к изменениям латентности среды передачи. В версии 4 способен достигать точности 10 мс (1/100 с) при работе через Интернет, и до 0,2 мс (1/5000 с) и лучше внутри локальных сетей.

Более простая реализация этого алгоритма известна как SNTP — простой протокол сетевого времени. Используется во встраиваемых системах и устройствах, не требующих высокой точности, а также в пользовательских программах точного времени.

Содержание

Принцип работы

NTP-серверы работают в иерархической сети, каждый уровень иерархии называется ярусом (stratum). Ярус 0 представлен эталонными часами. За эталон берется сигнал GPS (Global Positioning System) или службы ACTS (Automated Computer Time Service). На нулевом ярусе NTP-серверы не работают.

NTP-серверы яруса 1 получают данные о времени от эталонных часов. NTP-серверы яруса 2 синхронизируются с серверами яруса 1. Всего может быть до 15 ярусов.

NTP-серверы и NTP-клиенты получают данные о времени от серверов яруса 1, хотя на практике NTP-клиентам лучше не делать этого, поскольку тысячи индивидуальных клиентских запросов окажутся слишком большой нагрузкой для серверов яруса 1. Лучше настроить локальный NTP-сервер, который ваши клиенты будут использовать для получения информации о времени.

Иерархическая структура протокола NTP является отказоустойчивой и избыточной. Рассмотрим пример его работы. Два NTP-сервера яруса 2 синхронизируются с шестью различными серверами яруса 1, каждый — по независимому каналу. Внутренние узлы синхронизируются с внутренними NTP-серверами. Два NTP-сервера яруса 2 координируют время друг с другом. В случае отказа линии связи с сервером яруса 1 или с одним из серверов уровня 2 избыточный сервер уровня 2 берет на себя процесс синхронизации.

Аналогично узлы и устройства яруса 3 могут использовать любой из серверов яруса 2. Что еще более важно, так это то, что наличие избыточной сети серверов NTP гарантирует постоянную доступность серверов времени. Синхронизируясь с несколькими серверами точного времени, NTP использует данные всех источников, чтобы высчитать наиболее точное время.

Надо отметить, что протокол NTP не устанавливает время в чистом виде. Он корректирует локальные часы с использованием временного смещения, разницы между временем на NTP-сервере и локальных часах. Серверы и клиенты NTP настраивают свои часы, синхронизируясь с текущим временем постепенно либо единовременно.

Заголовок

Часовой слой

При следующих значениях: 0 — Не определено или недопустим 1 — Первичный сервер 2-15 — Вторичный сервер, использующий NTP 16 — Не синхронизировано 17-255 — Зарезервировано

Индикатор коррекции

При следующих значениях:

Номер версии

Режим

При следующих значениях:

Интервал опроса

Задержка

Точность

Идентификатор источника

Длина — 32 бита. Код источника синхронизации. Зависит от значения в поле Часовой слой. Для слоя 0 — это четыре ASCII символа, называемые «kiss code», используются для отладки и мониторинга. Для слоя 1 — это четыре октета ASCII символов, дополненные слева нулями, назначенные для опорного времени. В таблице ниже представлен список, поддерживаемый Internet Assigned Numbers Authority(Администрация адресного пространства Интернет).

Для слоя 2 и выше — это идентификатор сервера и может быть использован для фиксирования временных петель. Если используется IPv4, то идентификатор представляет из себя четыре октета IP адреса. Если используется IPv6, то это первые четыре октета MD5 хэша адреса. Стоит отметить, что при использовании IPv6 адресов для сервере с NTPv4 и клиента с NTPv3 идентификатор может принимать случайное значение, из-за чего временные петли могут быть не зафиксированы.

Временные характеристики

• Начальное время

• Время приема

• Время отправки

Формат времени

Время представляется в системе NTP 64-битным числом (8 байт), состоящим из 32-битного счётчика секунд и 32-битного счётчика долей секунды, позволяя передавать время в диапазоне 2 32 секунд, с теоретической точностью 2 −32 секунды. Поскольку шкала времени в NTP повторяется каждые 2 32 секунды (136 лет), получатель должен хотя бы примерно знать текущее время (с точностью 68 лет). Также следует учитывать, что время отсчитывается с полуночи 1 января 1900 года, а не с 1970, поэтому из времени NTP нужно вычитать почти 70 лет (с учётом високосных годов), чтобы корректно совместить время с Windows или Unix-системами.