用ptp4l和phc2sys实现系统时钟同步
linuxptp用于时钟同步。
安装方法:
ubuntu平台上用apt,也可以用官方的github源码自行编译:
https://github.com/richardcochran/linuxptp
apt install linuxptp
linuxptp主要包含2个程序:ptp4l和phc2sys
1.ptp4l 进行时钟同步,实时网卡时钟与远端的时钟同步(比如TSN交换机),支持1588 和 802.1AS 两种协议
2.phc2sys 将网卡上的时钟同步到操作系统,或者反之
时钟同步命令:
某主机P通过eth2连接TSN交换机,下列命令实现主机P的网卡与交换机进行时钟同步,并且将主机的操作系统的时钟也与TSN交换机同步。
ptp4l实现 网卡上的时钟与TSN交换机同步。
phc2sys实现网卡上的时钟 同步到操作系统(以网卡上的时钟为master)
(“同步到”这个词总是很难精确的表达清楚到底是以这为master还是slave)
ptp4l -i eth2 -2 –m -s -f gPTP.cfg
phc2sys -a -r --transportSpecific=1 -m --step_threshold=1000# phc2sys还可以写成这样,功能是一样的
phc2sys -s eth2 -c CLOCK_REALTIME --transportSpecific=1 -m --step_threshold=1000 -w
命令介绍:
ptp4l
-2 指定用2层的以太网帧进行数据传输,而非UDP
-s 作为slave向外界同步(以外面的时间为准)
-f gPTP.cfg 配置更多内容,具体内容见下面。 此例中使用的是802.1AS协议
phc2sys
此处2种用法是一样的,-a -r会自动寻找当前运行的ptp4l程序,利用它的时钟,同步给操作系统时钟,操作系统时钟是slave。
如果用“-a -rr” 两个r,那么时钟同步的方向是相反的,操作系统的时钟是master主时钟,网卡的时钟是slave.
第二种用法中的-s eth2 -c CLOCK_REALTIME -w 不过是写的更清楚一点。
-s 指定master clock
-c 指定 slave clock 或 (CLOCK_REALTIME)
CLOCK_REALTIME 指的是操作系统的时钟。
--transportSpecific=1 用于802.1AS TSN协议的同步, 1588协议可以不用
-m 打印消息
--step_threshold=1000 在master时钟发生突变时,slave不是一下就跟过去,而是一步步跟过去,避免时钟跳变。
-w 等待ptp4l
-r 同步系统 synchronize system (realtime) clock
-rr 系统时钟作为时钟源 repeat -r to consider it also as a time source
gPTP.cfg配置文件是从linuxptp源码包中获取的。
gPTP.cfg的内容:
[global]
gmCapable 1
priority1 128
priority2 248
logAnnounceInterval 0
logSyncInterval -3
syncReceiptTimeout 3
#neighborPropDelayThresh 800
neighborPropDelayThresh 80000
min_neighbor_prop_delay -20000000
assume_two_step 1
path_trace_enabled 1
follow_up_info 1
transportSpecific 0x1
ptp_dst_mac 01:80:C2:00:00:0E
network_transport L2
delay_mechanism P2P
各配置项说明
参数 |
说明 |
gmCapable |
该项目决定设备是否能成为整个网络的主时钟。 默认配置下,所有运行ptp4l的设备将从该选项设为1的设备中自动协商选择主时钟。 |
priority1, priority2 |
设备时钟优的先级。数字越小,优先级越高。 |
neighborPropDelayThresh |
邻近设备延时阈值,单位为纳秒(ns)。实际组网后,设备将根据测得的网络延时来选择主时钟,若连接的所有设备网络延时均超出阈值,且在gmCapable设置为1的情况下,则设备将以自身本地时钟作为网络的主时钟。 |
ptp_dst_mac |
使用MAC地址01:80:C2:00:00:0E。该项目为IEEE 802.1AS协议规范,不应修改。 |
network_transport |
使用数据链路层传输协议,相当于命令行参数-2。该项目为IEEE 802.1AS协议规范,不应修改。 |
如果需要可以提高进程的实时性和绑定CPU核心,可以使用chrt和taskset
taskset -c 0 chrt 90 ptp4l -i eth0 -f gPTP.cfg -2 -m -s > /var/log/ptp4l.log 2>&1 &
taskset -c 0 chrt 89 phc2sys -a -r --transportSpecific=1 -m --step_threshold=1000 > /var/log/phc2sys.log 2>&1 &
参考:
https://www.kalycito.com/how-to-run-opc-ua-pubsub-tsn/
示例代码来源:
https://www.kalycito.com/wp-content/uploads/2021/06/demo_package.tar
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