क्या एनटी सटीकता पर शोध सामग्री उपलब्ध है?

Question

जहां तक ​​मुझे पता है, एनटीपी सिंक्रोनाइजेशन की सटीकता नेटवर्क पर अत्यधिक निर्भर करती है। मैंने 50 माइक्रोसेकंड से कुछ संख्याओं को इंटरनेट पर "एक सेकंड से नीचे" देखा है। खैर, यह बहुत बड़ा अंतर है।

मेरा मानना ​​है कि, सटीकता निर्भरता अध्ययन के लिए एक महान प्रश्न है, लेकिन अभी तक मैं किसी भी सामग्री को खोजने में विफल रहा, जिसमें स्पष्ट रूप से कहा गया है, कहते हैं, कुछ विशेष विन्यास अनुदान कि विशेष सटीकता।

यह http://www.ntp.org/ntpfaq/NTP-s-algo.htm पर कहा गया है :

एनटीपी सिंक्रोनाइज़ेशन को बनाए रखने के लिए सर्वर और क्लाइंट के बीच कम से कम 128ms का अंतर होना आवश्यक है। इंटरनेट पर विशिष्ट सटीकता लगभग 5ms से 100ms तक होती है, संभवतः नेटवर्क देरी के साथ बदलती है। हाल ही के एक सर्वेक्षण [2] से पता चलता है कि NTP के 90% सर्वर में 100ms से नीचे नेटवर्क की देरी है, और लगभग 99% सिंक्रनाइज़ेशन पीयर में एक सेकंड के भीतर सिंक्रनाइज़ किए जाते हैं।

PPS सिंक्रोनाइज़ेशन के साथ 50µ की सटीकता और 0.1 पीपीएम से नीचे की स्थिरता पेंटियम पीसी (उदाहरण के लिए लिनक्स चलाना) पर प्राप्त होती है।

यह कुछ है, लेकिन शायद इस विषय पर कुछ अधिक गहन विश्लेषण है?

Comments

जब भी मुझे लगता है कि यह सवाल कोई शोध प्रयास नहीं दिखाता है, और मैं इस आधार पर नीचा दिखा रहा हूं - यह भी स्पष्ट नहीं है कि ओपी ने ntp.org पर कोई भी सामग्री पढ़ी है - मुझे लगता है कि यह एक वैध प्रश्न है, और इसे बंद करने के खिलाफ बहस होगी वह आधार। यह जानना चाहते हैं कि एक प्रोटोकॉल विज्ञापन के रूप में क्यों काम करेगा, नेत्रहीन रूप से तैनात करने और सर्वोत्तम की उम्मीद करने के बजाय, समय की बर्बादी नहीं है।

— मध्याह्न

प्रश्न को अपडेट करने के लिए धन्यवाद, मैंने अपना डाउनवोट पुनः प्राप्त कर लिया है। उस ने कहा, आप महसूस कर सकते हैं कि आपको वापस भेज दिया जाना कष्टप्रद है, लेकिन अगर आप हमें यह नहीं बताते हैं कि सवाल पूछने के बाद आप कहां हैं, तो हम कैसे जान सकते हैं? मैं यह भी ध्यान देता हूं कि आपके द्वारा ऊपर पोस्ट किए गए पाठ में एनटीपी सर्वर की सटीकता का अध्ययन करने वाले एक अकादमिक पेपर के लिए एक सूचक शामिल है। क्या आपने उसे पढ़ा, और यदि ऐसा है, तो क्या आप संकेत कर सकते हैं कि यह पर्याप्त क्यों नहीं था?

— मध्याह्न

काफी उचित। कागज NTP नेटवर्क पर एक 14 साल पुराना समग्र सर्वेक्षण है। इसके आगे लिंक हैं, लेकिन वे सभी, निश्चित रूप से पुराने हैं। मैंने Google विद्वान और CiteSeer की कोशिश की है, लेकिन अधिकांश लिंक नब्बे के दशक के मिल्स और मिल्नार के समान ही हैं। मैं अभी भी ब्राउज़ कर रहा हूं, लेकिन मैं विषय से थोड़ा दूर हूं, और इसमें बहुत समय लग सकता है, इसलिए मैंने समुदाय से मदद मांगने का विकल्प चुना।

— अकलेंक

NTP कम से कम 14 वर्षों में नहीं बदला है, इसकी सटीकता में काफी बदलाव क्यों आएगा ?? जैसा कि नीचे उल्लेख किया गया है, एनटीपी सुपर सटीक होने के लिए नहीं है, यह 1s के भीतर प्राप्त करने के लिए है (जो कि शायद जहां पर अविकसित उद्धरण आया था)। यदि आपको उप 1ms सटीकता की आवश्यकता है तो आप PTP का उपयोग करना चाहते हैं। मैं वास्तव में किसी चीज की सटीकता का अध्ययन करने में कोई मूल्य नहीं देख सकता हूं कि बहुत व्यापक तैनाती में वही होता है जो वह करना चाहता था।

— क्रिस एस

दरअसल, क्रिस के दो टुकड़ों के हवाले से यह स्पष्ट है कि इंटरनेट पर एनटीपी सर्वर की सटीकता (प्रोटोकॉल ही नहीं, जो हमेशा उत्कृष्ट थी) 1999 और अब के बीच में सुधार हुआ है। मुझे संदेह है कि यह आंशिक रूप से है क्योंकि इंटरनेट की बेहतर - विलंबता कुछ कम है और एक बार की तुलना में बहुत कम परिवर्तनशील है - और आंशिक रूप से क्योंकि एस 1 सर्वर की गुणवत्ता में सुधार हुआ है (1999 के पेपर में कहा गया है कि एस 1 सर्वर के लिए सबसे आम घड़ी स्रोत है) ओएस घड़ी!)। मुझे खुशी है कि ओपी ने यह सवाल पूछा, मुझे लगता है कि यह सार्थक है।

— मध्याह्न

Answer 1

कोई भी इस बात की गारंटी नहीं दे सकता है कि NTP आपके नेटवर्क पर कितनी अच्छी तरह काम करेगा, क्योंकि कोई भी नहीं जानता कि आपका नेटवर्क इंटरनेट से कितना जुड़ा हुआ है, और उसके साथ क्लॉक सर्वर पर। हालाँकि, ntp.org पर घड़ी अनुशासन एल्गोरिदम पृष्ठ के अनुसार

यदि लगातार छोड़ा जा रहा है, तो घर या कार्यालय के वातावरण में फास्ट लैन पर एक एनटीपी क्लाइंट एक मिलीसेकंड के भीतर नाममात्र को सिंक्रनाइज़ेशन बनाए रख सकता है। जब परिवेश का तापमान भिन्नता एक डिग्री सेल्सियस से कम होता है, तो घड़ी थरथरानवाला आवृत्ति एक भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) के भीतर अनुशासित होती है, तब भी जब घड़ी थरथरानवाला देशी आवृत्ति ऑफसेट 100 पीपीएम या अधिक है।

ध्यान दें कि आपके LAN और इंटरनेट के क्लॉक सर्वर के बीच बड़े-लेकिन-स्थिर विलंबता सटीकता पर अत्यधिक-परिवर्तनीय विलंबता के रूप में बुरा प्रभाव नहीं डालते हैं।

आप यह नहीं कहते हैं कि आपको ऊपर के अनुमान कहां से मिले ('50 माइक्रोसेकंड टू ... "एक सेकंड" नीचे "), इसलिए मैं उन पर टिप्पणी नहीं कर सकता, लेकिन मेरे अनुभव में 50% संभावना नहीं है जब तक कि आपके पास सीधे-संलग्न न हो घड़ी का स्रोत, और 1s की संभावना नहीं है जब तक कि आपके पास गीले तार का एक टुकड़ा न हो जो आपको इंटरनेट से जोड़ता है और आप अंटार्कटिका में अपस्ट्रीम सर्वर का उपयोग कर रहे हैं।

संपादित करें : अब आप अपने प्रश्न में जो पाठ उद्धृत करते हैं, वह एक पेपर को एक पॉइंटर देता है, जो 1999 में, वास्तव में स्थापित करता है कि 99% एनटीपी सर्वर एक सेकंड के भीतर सिंक किए जाते हैं। सौभाग्य से, वहाँ हाल ही में काम है; इस पत्र में , ब्राज़ील के संघीय विश्वविद्यालय, पराना के कुछ लेखकों ने 2005 में प्रयोग को दोहराया, और पाया (यदि मैं उनके चित्र को सही ढंग से समझता हूं) तो 99% के उत्तर में - 99.5% से अधिक - सर्वरों की तुलना में अब ऑफ़सेट कम हैं 100ms, और उस 90% में 10ms से कम का ऑफ़सेट है। यह मेरे अनुभवों (ऊपर देखें) के साथ बहुत अच्छी तरह से फिट बैठता है।

संपादित करें 2 : एक आखिरी शिकन: ये सभी अध्ययन इस बात की जांच नहीं करते हैं कि स्थानीय घड़ी कितनी सटीक है, लेकिन इसके बजाय यह अपस्ट्रीम संदर्भ घड़ी से कितनी अलग है। ये समान रूप से नहीं हैं। लेकिन पहला अनजाना है; यह जानने के लिए कि आपकी घड़ी कितनी गलत है, आपको यह जानना होगा कि यह सही समय क्या है, और यदि आप जानते हैं कि, आपने अपनी घड़ी को पहले स्थान पर गलत क्यों ठहराया होगा? बस इस बात का ध्यान रखें कि ये अध्ययन क्या माप रहे हैं, स्थानीय घड़ी और निरपेक्ष समय के बीच का अंतर नहीं है, बल्कि स्थानीय घड़ी और संदर्भ घड़ी के बीच का अंतर है।

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+1 मैंने एक पूल सर्वर भी चलाया,> देश भर में 20 मीटर बहाव की निगरानी स्पष्ट थी।

— क्रिस एस

Answer 2

आप कौनसी समस्याएं हल करने की कोशिश कर रहे हैं?

एनटीपी की तुलना में अधिक सटीकता की आवश्यकता वाले वातावरण के लिए मैंने जो समाधान किया है, वह है प्रिसिजन टाइम प्रोटोकॉल (PTP) । मैंने इसे वैज्ञानिक कंप्यूटिंग और वित्तीय कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों में लिया है। हालांकि, इसके व्यापार भी हैं।

इसे भी देखें: सेंटोस 6 / आरएचएल पर पीटीपी टाइम सिंक्रनाइज़ेशन

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"आप कौनसी समस्याएं हल करने की कोशिश कर रहे हैं?" मेरा पसंदीदा सवाल - मैं इसे हर समय पूछता हूं।

— एमफिनी

@mfinni, जब आपको रैंक करने की आवश्यकता होती है कि आपके कौन से ग्राहक पहले जमा करते हैं (जैसे HFT ), तो यह आपके समय के साथ सटीक होने में मदद करता है।

— पचेरियर

Answer 3

उल्लेख के लायक कुछ अन्य बातें:

• आप आभासी मशीन पर <100ms घड़ी घबराना पाने के लिए भाग्यशाली होंगे, इसलिए सभी नीचे एक भौतिक होस्ट के लिए है
• उप 100ms घबराना लगभग हर काम के लिए लगभग अथाह है, और इंटरनेट पर आसानी से प्राप्त किया जा सकता है
• उप 30ms घबराना कुछ सामान्य सेवारत परिवेशों के लिए आवश्यक हो सकता है (मुझे पिछली नौकरी में लॉग के सहसंबंध के लिए इसकी आवश्यकता थी), और आसानी से उसी महाद्वीप पर NTP सर्वर का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है जहां कनेक्शन "उपभोक्ता" लिंक के माध्यम से नहीं है (उदाहरण के लिए, उपग्रह नहीं , ADSL, DOCSIS, GPON, UMTS / LTE / HSPA / आदि)
• इसके नीचे पूर्ण सटीकता के लिए आपको एक गुणवत्ता विक्रेता (उदाहरण के लिए, सममिति) से हार्डवेयर NTP सर्वर स्थापित करने चाहिए
• उप 10ms (अक्सर उप 1ms) स्थानीय समझौते को आसानी से केवल एक तिकड़ी होने से प्राप्त किया जा सकता है (आप कम के साथ कर सकते हैं, लेकिन एक ही डेटासेंटर के भीतर तीन या पांच का उपयोग करने के कारण हैं) प्रत्येक गैर-विज्ञान अनुप्रयोग के लिए पर्याप्त रूप से पर्याप्त है

Answer 4

मेरी ओर से निहित स्वार्थ: मैं एक Meinberg एजेंट हूं :-)

हाँ, NTP लगभग अंत-से-सटीक सटीकता प्राप्त कर सकता है। एक जीपीएस, स्थानीय परमाणु घड़ी या इस तरह के कुछ स्रोत द्वारा अनुशासित लिनक्स आधारित एनटीपी सर्वर से 50 मीटर (कि माइक्रोसेकंड) घबराना, अगर आप नंगे धातु पर चल रहे क्रॉनिक या एनटीपीडी पर लिनक्स "क्लाइंट" को सिंक करते हैं।

जिस मशीन में लोकल GPS होता है (PPS इंटरकनेक्ट के साथ), आपको शायद OS में चल रहे ntpd इंस्टेंस और इसके PPS रिफ्लॉक ड्राइवर के इनपुट के बीच ऑफसेट के 0-2 माइक्रोसेकंड दिखाई देंगे।

उन अवशिष्ट 50 हमें "एक लैन पर समाप्त होने के लिए अंत" बफ़रिंग के कई चरणों का परिणाम है, चर IRQ विलंबता, लैन पर हस्तक्षेप करने वाले अन्य ट्रैफ़िक और शामिल कंप्यूटर busses और whatnot पर। 50 हमें बहुत कम यातायात के साथ एक लैन का मतलब है। यहां तक ​​कि बस एक स्विच कुछ घबराहट के माइक्रो-सेकंड जोड़ सकता है - और जटिल विशेषताओं के साथ उच्च-अंत स्विच अधिक विलंबता और घबराहट जोड़ते हैं। दूसरे शब्दों में, कुछ व्यावहारिक LAN पर आपकी वास्तविक दुनिया की परिस्थितियों में उन 50 माइक्रोसेकंड को प्राप्त करना बहुत कठिन हो सकता है।

इसी तरह, PPS ऑफ़सेट के उन cca <2us से IR IR विलंबता अनिश्चितता और सामान्य बस विलंबता घबराहट के परिणाम के साथ अच्छी तरह से पीसी हार्डवेयर व्यवहार होता है।

ध्यान दें कि NTP और इसके कार्यान्वयन ntpd और Chrony निश्चित रूप से NTP ट्रांजैक्शन राउंड-ट्रिप टाइम को मापते हैं और व्यवस्थित राउंड लेटेंसी (एक ही रास्ता) को फ़िल्टर करने के उपाय के रूप में उस राउंड ट्रिप के आधे हिस्से को जोड़ते हैं (जोड़ते हैं, वास्तव में)। वे बाहरी अस्वीकृति, कोरम सर्वसम्मति, syspeer चुनाव और किसी भी NTP प्रदर्शन को उसके उलट प्रश्नों के लिए प्रतिक्रियाओं को फ़िल्टर करते हैं। तो जैसा कि अन्य लोगों ने कहा है, पिंग और ट्रेसेरूटे में जो मिलिसकॉन्ड आपको दिखाई देते हैं, वे सीधे आपकी स्थानीय घड़ी को ऑफसेट नहीं करते हैं। क्या मायने रखता है लेन-देन की परिवर्तनशीलता गोल-यात्रा, यानी आपके अपस्ट्रीम NTP सर्वर के मार्ग पर अन्य ट्रैफ़िक। Ntpq -p आपका दोस्त है।

टीसीएक्सओ के साथ समय के उपयोग के लिए एक बुनियादी जीपीएस रिसीवर, संभवतः अपने पीपीएस आउटपुट पर अवशिष्ट घबराना + भटकने के 100-200 एनएस हो सकता है। एनटीपी के लिए काफी अच्छा है, जब तक कि जीपीएस बंद रहता है। (होल्डओवर का प्रदर्शन TCXO के साथ बहुत अच्छा नहीं है।) OCXO के साथ एक क्वालिटी टाइमिंग जीपीएस 100 ns के भीतर अच्छी तरह से हो सकता है, शायद 10-30 ns की तरह अवशिष्ट त्रुटि (वैश्विक UTC से ऑफसेट)।

ध्यान दें कि एक वायुमंडल के माध्यम से ओवरहेड और आप पर उड़ान भरने वाले वास्तविक उपग्रह, जीपीएस जनरेटर के साथ एक प्रयोगशाला में बेंचमार्किंग की तुलना में रिसीवर के लिए थोड़ा कठिन खेल हो सकता है।

PTP एक हथौड़ा है। आपको ग्रैंडमास्टर में, और दासों में, और किसी भी स्विच में HW समर्थन की आवश्यकता है - लेकिन अगर आपको वह सब मिल जाता है, तो नैनोसेकंड के कम दोहरे अंक तक अवशिष्ट ऑफसेट संभव हैं। मैंने इसे व्यक्तिगत रूप से ptp4l में i210 NIC के साथ दौड़ते हुए देखा है जिसमें HW सपोर्ट है (नैनोसेकॉल रिजोल्यूशन के साथ टाइमस्टैम्पिंग)।

I210 चिप एक आश्चर्य है। इसमें 4 सामान्य-उद्देश्य वाले पिन हैं जिनका उपयोग पीपीएस सिग्नल को इनपुट या आउटपुट करने के लिए किया जा सकता है। I210 के साथ इंटेल एडऑन एनआईसी बोर्ड (और कई बड़े विक्रेताओं से इसके ओईएम संस्करण) एक पिन हेडर से लैस हैं जो आपको उन GPIO पिनों में से कम से कम 2 तक पहुंच प्रदान करता है (SDP’s Intel द्वारा कहा जाता है)। PTP ग्रैंडमास्टर पोर्ट को लागू करने के अलावा, पैकेट कैप्चर में सटीक टाइमस्टैम्पिंग के लिए PPS इनपुट का लाभ उठाया जा सकता है। आपको पीपीएस के सटीक स्रोत और एक सर्वो लूप चलाने के लिए सॉफ्टवेयर के कस्टम टुकड़े की आवश्यकता है, जो i210 के PHC को ext.PPS तक ट्यूनिंग करता है। मेरे परीक्षण रिग पर, इसके परिणामस्वरूप अवशिष्ट ऑफसेट का एकल अंक ns (प्रति 1 s पुनरावृत्ति) हुआ। यह वह सटीकता है जो आपको अपनी कैप्चर टाइमस्टैम्प में मिलती है, यदि आप आधुनिक लिनक्स कर्नेल पर हाल ही में tcpdump या wirehark चलाते हैं (सभी सॉफ़्टवेयर को नैनोसेकंड-स्तरीय रिज़ॉल्यूशन के लिए समर्थन की आवश्यकता है)। अभी तक बेहतर: मैंने सभी तरह से जाना और एक साधारण पीएलएल सिंथ का निर्माण किया, जो एनआईसी घड़ियों के लिए 25 मेगाहर्ट्ज का उत्पादन करता है, जो एक सटीक अपस्ट्रीम 10MHz संदर्भ में बंद है। उसके बाद, मेरे पैकेट कैप्चर रिग के सर्वो लूप में अवशिष्ट ऑफसेट एक साफ 0 पर गिर गया (एक प्रमाण जो मेरे 10 मेगाहर्ट्ज संदर्भ उसी जीपीएस बॉक्स से पीपीएस के साथ चरण-तुल्यकालिक है)।

ध्यान दें कि पीटीपी ग्रैंडमास्टर्स को 8 एनएएस प्रति वास्तविक एनएयू के साथ टाइमस्टैम्प प्रदान करने के लिए निर्दिष्ट किया जा सकता है (1 एनएस रिज़ॉल्यूशन वाले डेटा प्रकार में)। यह समझ में आता है - गीगाबिट ईथरनेट 125 मेगाहर्ट्ज घड़ी का उपयोग करता है, मैक के इंटर्ल्स में बाइट घड़ी के रूप में उपयोग किया जाता है, इस घड़ी का उपयोग संभवतः GMII में भी किया जाता है, और यह धातु 1000Base-TX (चार जोड़े) में प्रतीक घड़ी भी है। समानांतर में, प्रति जोड़ी 2 बिट प्रति प्रतीक)। इसलिए जब तक आप 1000Base-FX (फाइबर ऑप्टिक) का उपयोग SERDES के साथ नहीं कर रहे हैं और PHY में HW टाइमस्टैम्पिंग इकाई का एक चरम कार्यान्वयन जो व्यक्तिगत SERDES बिट्स के लिए काम करता है, वे 8 ns वे सभी हैं जो आप कभी भी गीगाबिट ईथरनेट पर आशावादी हो सकते हैं। कुछ चिप डेटशीट (पीटीपी सपोर्ट के साथ) यहां तक ​​दावा करते हैं कि एमआईआई डेटा पथ बफरिंग से मुक्त नहीं है और कुछ घबराहट वहां से आ सकती है।

PTP पैकेट में वास्तव में एक डेटा प्रकार में संग्रहीत टाइमस्टैम्प होते हैं जो गहरे उप-नैनोसेकंड रिज़ॉल्यूशन की अनुमति देता है। लेकिन "उप-नैनोसेकंड आंशिक क्षेत्र" आजकल आम तौर पर अप्रयुक्त है। AFAIR केवल व्हाइट रैबिट प्रोजेक्ट (CERN से संबंधित स्विस रिसर्च सेंटर) ने अभी तक सब-एनएस परिशुद्धता को लागू किया है।

PTP भी HW सॉफ्टवेयर के बिना, शुद्ध सॉफ्टवेयर में उपलब्ध है। उस स्थिति में, एक SW- आधारित जीएम और एक SW- आधारित क्लाइंट के लिए, NTP के साथ एक समान अवशिष्ट घबराहट प्राप्त करने की उम्मीद करते हैं - अर्थात एक समर्पित लेकिन PTP- अनजान LAN पर हमें लगभग 50। मुझे एक प्रत्यक्ष इंटरकनेक्ट (कोई स्विच-इन) और एक SW- केवल क्लाइंट (एक PTP अनजान पीसी एनआईसी पर) पर एक एचडब्ल्यू ग्रैंडमास्टर से उप-माइक्रोसेकंड परिशुद्धता प्राप्त करने की याद है। NTP की तुलना में, PTP का सर्वो बहुत तेजी से परिवर्तित होता है।

कुछ "होमवर्क" करते समय, यह हाल ही में मेरे लिए हुआ था कि व्यापक क्षेत्र फाइबर ऑप्टिक मार्गों पर पीपीएस या इसी तरह के "असतत" समय संकेतों का परिवहन तापमान-निर्भर प्रसार समय "भटकने" के लिए अतिसंवेदनशील हो सकता है। और यद्यपि मेरे पास इस प्रायोगिक रूप से परीक्षण करने का कोई तरीका नहीं है, इंटरवेब के कुछ स्रोत प्रति किमी और केल्विन के बीच 40 और 76 पिकोसेकंड के आंकड़े उद्धृत करते हैं। ध्यान दें कि इस तरह के "थर्मल वांडर" को सिम्प्लेक्स पीपीएस ट्रांसमिशन में "बैंड में" कम करने के लिए असंभव है, पीटीपी अपने मानक पथ देरी माप (जो पूर्ण द्वैध संचरण पर निर्भर करता है) के आधार पर, इसे अंतर्निहित रूप से क्षतिपूर्ति करेगा।

अलग-अलग टाइमिंग टेक्नॉलॉजी / इंटरफेस में "प्रिडिक्शन" जैसा दिखता है, उसके अवलोकन के लिए बहुत कुछ। आपके लिए सटीक स्तर कितना अच्छा है, यह आपके आवेदन पर निर्भर करता है, आपकी वास्तविक जरूरतों पर।