[发明专利]用于时延测试的分布式机箱板卡间时钟同步系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于时延测试的分布式机箱板卡间时钟同步系统及方法，其时钟同步系统包括n块板卡、机箱交换网络和SEDERS；n块板卡通过SEDERS和机箱交换网络通信连接；每块板卡之间均通过分布式机箱内部网络通信连接。本分布式机箱结构支持时钟校准功能，为分布式机箱中的各个板卡提供高精度的同步时钟，为网络设备时延测试提供精度保障。本发明提出的时钟同步方法消除了采用软件时钟同步方法时网络的不平稳性、网卡对信息包的缓存效应以及操作系统进程调度等对时钟同步精度的影响，为网络设备时延测试提供了十微妙级别的高精度时钟。

技术领域

本发明属于数据网络通信技术领域，具体涉及一种用于时延测试的分布式机箱板卡间时钟同步系统及方法。

背景技术

网络设备时延测试时将发送时间减去接受时间的计算时间间隔，存储转发或直通交换的时延单位数量级都很小，实际测试时对测试设备的时钟要求较高，因此要求发送端和接收端必须有精确的时钟同步。对于单板卡的机箱，发送和接收可以使用相同的时钟源，不需要进行时钟同步。在分布式机箱中，发送端和接收端可能位于不同的板卡中，因此就需要不同的板卡必须要精确的时钟同步。

PTP(Precision Time Protocol)协议是IEEE-1588中定义的一种精密时钟同步协议，PTP协议主要针对于相对本地化和网络化的系统，子网较好，内部组件相对稳定的环境设计的。由于PTP协议实现简单，占用的网络和计算资源少等优点使其广泛应用于分布式系统中。

PTP协议可以采用硬件实现，也可以采用软件实现。当采用硬件实现时可以达到纳秒级的精度，采用软件实现时通常可以达到毫秒级的精度。当在网络中采用软件实现亚毫秒的精度时，存在多种因素的影响造成了时间同步的不可靠。包括网络的不平稳性、网卡对信息包的缓存效应以及操作系统进程调度的影响，这些因素通常不可预测并且无法控制，造成时钟同步最终的失效，从而导致测试出的时延误差较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有时钟同步方法不足的问题，提出了一种用于时延测试的分布式机箱板卡间时钟同步系统及方法。

本发明的技术方案是：一种用于时延测试的分布式机箱板卡间时钟同步系统包括n块板卡、机箱交换网络和SEDERS；

n块板卡通过SEDERS和机箱交换网络通信连接；每块板卡之间均通过分布式机箱内部网络通信连接。

本发明的有益效果是：本分布式机箱结构包括多块板卡，板卡间通过机箱内部交换网络互联，板卡和机箱交换网络之间通过SEDERS相连。网卡芯片中包含精度大于微秒级的网卡时钟，同时该时钟支持时钟校准功能，为分布式机箱中的各个板卡提供高精度的同步时钟，为网络设备时延测试提供精度保障。

进一步地，每块板卡的内部结构相同，均包括CPU和网卡芯片；CPU内置CPU时钟；网卡芯片支持IEEE1588协议且内置网卡时钟；

CPU和网卡芯片通信连接；网卡芯片通过SEDERS和机箱交换网络通信连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，分布式机箱中各个板卡的CPU上可运行时钟同步程序，主板卡和从板卡之间用于进行时钟同步。

基于以上系统，本发明还提出一种用于时延测试的分布式机箱板卡间时钟同步方法，包括以下步骤：

S1：对各个板卡的时钟同步程序进行协商，确定主板卡和从板卡；

S2：对主CPU时钟和主网卡时钟进行校准；

S3：将校准后的主CPU时钟和主网卡时钟进行同步；

S4：对主网卡时钟和从网卡时钟进行校准；

S5：将校准后的主网卡时钟和从网卡时钟进行同步；