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2、沾衣欲濕杏花雨,吹面不寒楊柳風(fēng)?!景病督^句》
3、七八個星天外,兩三點雨山前。———辛棄疾《西江月》
4、春風(fēng)不相識,何事入羅幃?———李白《春思》
5、遲日江山麗,春風(fēng)花草香。泥融飛燕子,沙暖睡鴛鴦?!鸥Α督^句》
6、勝日尋芳泗水濱,無邊光景一時新?!祆洹洞喝铡?/p>
7、春江潮水連海平,海上明月共潮生?!獜埲籼摗洞航ㄔ乱埂?/p>
8、日出江花紅勝火,春來江水綠如藍?!拙右住稇浗稀?/p>
9、爆竹聲中一歲除,春風(fēng)送暖入屠蘇?!醢彩对铡?/p>
10、黃四娘家花滿蹊,千朵萬朵壓枝低。留連戲蝶時時舞,自在嬌鶯恰恰啼?!鸥Α督溪毑綄せā?/p>
11、天街小雨潤如酥,草色遙看近卻無?!n愈《早春呈水部張十八員外》
12、西塞山前白鷺飛,桃花流水鱖魚肥?!獜堉竞汀稘O歌子》
13、渭城朝雨浥輕塵,客舍青青柳色新?!蹙S《送元二使安西》
2、2000年,參演周迅、陳紅主演的古裝宮廷言情劇《大明宮詞》飾演韋氏。2002年,與張衛(wèi)健、李冰冰、蘇有朋等主演的古裝武俠劇《少年張三豐》和張衛(wèi)健等主演的古裝神話劇《齊天大圣孫悟空》先后播出,胡靜飾演女二號凌雪雁和客串角色女兒國國王。
3、2003年,與寧靜、馬景濤、劉德凱聯(lián)合主演的古裝歷史情感劇《孝莊秘史》播出,飾演歷史人物蘇茉兒;同年在焦恩俊、胡可、何潤東等主演的古裝神話武俠劇《十八羅漢》中飾演女二號紅綃;2004年與蘇有朋、趙雅芝、蔡琳等主演的歷史劇《楊門虎將》播出,飾演武藝高強的明姬公主。
4、2005年,再次與寧靜、馬景濤合作,聯(lián)合鐘漢良、張定涵等主演的古裝魔幻劇《魔界之龍珠》播出,飾演女主角伏天香;2006年,與黃維德、霍思燕、陳浩民、伊能靜等主演的宮廷劇《大清后宮之還君明珠》播出,飾演女一號西林春,并憑借該劇獲得南方盛典最具人氣女演員獎;2007年憑借《康熙秘史》入圍北京衛(wèi)視“金康杯”最佳女主角獎;同年發(fā)行首張個人專輯《天蝎座》。
5、2007年,出演電視劇《楚留香傳奇》,飾演蘇蓉蓉。
6、2008年9月27日與朱兆祥結(jié)婚后減少拍戲。2010年,與蔡少芬、苑瓊丹等主演的愛情電影《愛情維修站》上映,飾演女一號陳小玲;同年參演劉德華、鞏俐主演的電影《我知女人心》,飾演趙紅。
7、2011年參演電視劇《女人的戰(zhàn)爭》。
8、2012年,復(fù)出參演于正出品的民國劇《笑紅顏》,飾演精明善良的女一號五姨太梓桃并演唱該劇主題曲《水月》;6月與楊冪、田亮等主演的公益電影《跑出一片天》上映。
9、2014年,主演都市浪漫輕喜劇《老爸太囧》,飾演“麻辣準后媽”牛爾嬋。
10、2015年,出演電視劇《封神》,飾演姜皇后。9月在《大話西游3》中觀音造型在網(wǎng)上曝光。12月加盟電視劇《小情人》。2016年,與陸毅、柯藍等合作主演大型反腐電視劇《人民的名義》,飾演叱咤于政界和商場的高小琴。
11、2017年10月,參演諜戰(zhàn)劇《天衣無縫》,在劇中飾演陳萱玉 ;2018年,參演電視劇《橙紅年代》;2019年,參演青春神話劇《封神演義》。
2、孤居絕處萬年悠,雪壓雷驚不發(fā)愁。閱盡風(fēng)云千百變,桑田滄海挺身留。
3、一世滄桑無所求,獨立崖畔縫隙中。欣喜有客常來往,掃除煩心幾多愁。
4、傲立懸崖百丈根,風(fēng)霜雨雪渡金身。紅塵看客誰如我,大戲興衰幾度真?
5、黃山南部玉屏樓。洞頂恭迎偉貌留。破石枝干蒼勁出,千年好客引歌謳。
6、身居危峭不懼容,傲展英姿向天穹。翠枝橫拔蔽雨日,迎來送往客西東。
7、次日寒嶺千層雪,翠柏歌詠向青松。秋去青枝雖猶瘦,自留清氣紅塵中。
8、身倚懸崖嶺上頭,滄桑一世欲無求。無非游客身邊鬧,來不相迎去不留。
9、黃山迎客松巖上,累月鉆天雨雪搖。霞伴云飛?萬物,浮生登頂夜觀潮。
2、人應(yīng)有點遠見,這樣才能拯救自己,讓自己的心,安詳?shù)拇嬖凇?/p>
3、窮是一種心態(tài),你若一輩子堅持自己是窮人,擁有大量金錢也救不了你?!多徥业囊魳贰?/p>
4、水至清則無魚,人至賤則無敵!
5、融進銀河,就安謐地和明月為伴照亮長天;沒入草莽,就微笑著同清風(fēng)合力染綠大地。這樣,才算得上善待生命,不負年華。
6、生命從來不是公平的,得到多少,便要靠那個多少做到最好,努力的生活下去?!段覀儾皇翘焓埂?/p>
7、同一天的周而復(fù)始,若不在哪里留下折痕,說不定會產(chǎn)生錯覺。
8、如果你長得不帥,請你一定要溫柔,如果你不溫柔,請你一定要陽光,如果你不陽光,那請你一定要善良,如果你連善良都沒有,那么,套用一句大家都耳熟能詳?shù)脑掗L得丑不是你的錯,但明知長得丑你還出來嚇人就是你的錯了
9、少女變大嫂,早戀變單身了,文秘變老總,一失足成行古恨。還我青春!
10、若要生活愉快非得把自己先踩成一塊地毯不可,否則總有人來替天行道,挫你的銳氣,與其待別人動手,不如自己先打嘴巴,總之將本身毀謗得一錢不值,別人的氣也就平了,也不妒忌了?!段业那鞍肷?/p>
11、我們的心,早已死在最繁花錦簇的時刻。
12、你看看那俱樂部里的那些服務(wù)員,一個月2000塊錢他們就好好站在那兒,而我呢,我只要繳個水電,這里的燈,它晚上照樣會被點亮。這就是我們生活的世界,人人生活在這里呀。這窮人啊,他會為他下個月的薪水和房租而在那邊發(fā)愁,而富人可以對他自己做個長期的規(guī)劃,可是規(guī)劃五十年之后,他會感到憂傷,為什么?因為他已經(jīng)不在人世了。
13、聽說女人如衣服,兄弟如手足?;叵肫饋?,我竟然七手八腳的裸奔了20年!
14、男人好色,完全是因為他比女人少了一個子宮,根本不用承擔(dān)任何后果,只有當男女的懷孕幾率平等的情況下,這個世界上才會有真正的平等。
15、朋友有什么義務(wù)替他保守秘密?他不想人知,就不要說,你不讓他說,他才會心癢而死,所以做朋友的借出耳朵已經(jīng)仁至義盡,其他的,管他呢!《琴批》
16、我記憶中童年的太陽已經(jīng)從記憶的洞穴和幽谷上沉落。
17、如果愛一個人,千萬不要與他同居或是結(jié)婚。維持一個遼闊的距離,偶遇,可以愛慕的目光致敬,輕俏溫柔,不著邊際地問:好嗎?一年一次已經(jīng)足夠?!督^對是個夢》
18、失去的東西,其實從來未曾真正地屬于你,也不必惋惜。《玫瑰的故事》
19、所以說,人們不喜歡自己沒有參與的計劃,人們比較傾向于在這個瞬息萬變的世界里,抓住一些可靠的東西,然后展開有限的人生。
20、我不是隨便的人,我隨便起來不是人。
21、人為感情煩惱永遠是不值得原諒的,感情是奢侈品,有些人一輩子也沒有戀愛過。戀愛與瓶花一樣,不能保持永久生命?!冻鞘泄适隆?/p>
22、那些我們以為永遠都不會忘記的事情,就在我們年年不忘的過程中,被我們忘記了。
23、我沒病沒災(zāi),我父母雙全,我有車有房,我媳婦疼我,()我掙錢養(yǎng)家我過得不錯,我還活著,我以后會更好,我行,我行,我行行行!
24、生命令你這樣的快樂與絕望。
25、誰與我醉明月,愁在夕陽中。
26、童年的那一個個追逐嬉笑的日子,有如行云流水般在我的生命的旅途中流淌。
27、能夠哭就好,哭是開始痊愈的象征?!督^對是個夢》
28、我放下鋼筆,輕輕地合上我的日記,整個一年就這樣在一個午后被我輕輕地合上,結(jié)束了。
29、生命像流水,這些不快的事總要過去,如果注定一輩子要這么過,再不開心也沒有用?!杜巳?/p>
30、鐵杵能磨成針,但木杵只能磨成牙簽,材料不對,再努力也沒用。
31、其實有人扮演別人時,不自覺表露的正是自己。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議;時間同步;頻率同步;性能測試;線性擬合
中圖分類號: TP393.04 文獻標志碼:A
Network time protocol performance evaluation in LAN environment
CHEN Chao.fu1,2*, WANG Lei1(
1.Institute of Applied Electronics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan 621900, China;
2.Graduate School, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan 621900, ChinaAbstract:
Network Time Protocol (NTP) is a simple, economic and efficient way to accomplish time and frequency synchronization of multiple nodes, while performance evaluation related work is hard to find in literature, making whether to use NTP in application an uneasy task. Aiming at this problem, local network NTP performance, and impact of system / network load, are measured and analyzed on Windows platform. By comparing time value obtained from IRIG-B time code reader and GetLocalTime Windows API, frequency skew of computer clock signal is approximated. The skew value is close to the value calculated by NTP. These conclusions can provide reference for NTP practice and time-sensitive application design on Windows platform.
Network Time Protocol (NTP) is a simple, economic and efficient way to accomplish time and frequency synchronization of multiple nodes, while relevant study on the performance evaluation is hard to find in literature, which makes it a question whether to use NTP in application. Concerning this problem, the local network NTP performance and impact of system / network load were measured and analyzed on Windows platform. By comparing time value obtained from IRIG.B time code reader and GetLocalTime Windows API, frequency skew of computer clock signal was approximated. The skew value was close to the value calculated by NTP. These conclusions can provide reference for NTP practice and time.sensitive application design on Windows platform.
Key words:
Network Time Protocol (NTP); time synchronization; frequency synchronization; performance evaluation; linear fit
0引言
對于許多分布式應(yīng)用,精確的時間同步是整個系統(tǒng)正常工作的基本條件之一。例如控制系統(tǒng)、金融實時交易系統(tǒng)、交通運輸調(diào)度系統(tǒng)等,都要求不同程度的時間同步。網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(Network Time Protocol,NTP)提供高精度的時間校正和頻率同步,目前已在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
在實際系統(tǒng)中決策是否以NTP作為時間同步手段時,首先關(guān)心的是給定應(yīng)用環(huán)境中NTP能夠達到何種性能。通常認為,廣域網(wǎng)中NTP對時精度為1ms~50ms,局域網(wǎng)環(huán)境下則可達1ms[1-2];使用改進型NTP,在物理層產(chǎn)生和處理時戳標記,減少了協(xié)議處理延遲,時間精度可達10μs量級[3];趙英等[4]開發(fā)了基于Java的NTP客戶端,對服務(wù)器運行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)進行了測量和評估;Wolfgang等[5]分析和評估了離線情況下環(huán)境溫度變化對NTP性能的影響。這些文獻為評估NTP性能提供了一些依據(jù),但未涉及系統(tǒng)啟動特性,以及在系統(tǒng)負載或網(wǎng)絡(luò)負載環(huán)境下NTP性能是否降級等問題。本文集中討論了局域網(wǎng)環(huán)境下的NTP性能問題,并在實際應(yīng)用中結(jié)合IRIG.B時碼卡近似獲取了計算機時鐘頻率偏差,進一步驗證了NTP性能。測試數(shù)據(jù)和結(jié)論為NTP的實際應(yīng)用和性能評估提供了參考。
1計算機時鐘模型和NTP原理普通計算機時鐘通過對精度不高的時鐘基準信號(通常來自成本低廉的晶體振蕩器)進行計數(shù)獲得。這樣的時鐘C可用初始時間偏差o,頻率偏差s和頻率漂移d三個參數(shù)描述,其與理想時鐘t的關(guān)系可表為:
C(t)=(1+s)×t+o其中頻率偏差s是產(chǎn)生時間偏差的主要因素。以頻率偏差100PPM(Parts Per Million)計算,24h的累積時間偏差將達到8.64s。頻率漂移d與元器件老化、工作環(huán)境溫度變化等因素有關(guān),較短時間內(nèi)對時間偏差的貢獻可以忽略不計。除了由于頻率偏差和漂移給上述時鐘模型造成的固有缺陷,操作系統(tǒng)提供的時間相關(guān)編程接口(Application Program Interface,API)能夠達到的實際精度不高,也對時間敏感應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。例如,Windows平臺的GetLocalTime、GetSystemTimeAsFileTime的實際精度僅為10ms~15ms[6]。
NTP進行時間同步的核心為頻率偏差的測算。基于網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲對稱的假設(shè),通過NTP數(shù)據(jù)報文交換和對報文收發(fā)時間戳的計算,可以獲得對頻率偏差的較好估計。假設(shè)節(jié)點A以節(jié)點B作為參考時間源,一次數(shù)據(jù)報文交換過程如圖1所示。
圖片
圖1NTP一次數(shù)據(jù)報文交換過程
當A收到從B返回的數(shù)據(jù)包時,A得到了四個時間戳t1~t4(NTP在Windows系統(tǒng)上的實現(xiàn)采用了插值算法來克服系統(tǒng)API精度問題[7],Johan設(shè)計實現(xiàn)的高精度時間供應(yīng)器也采用了類似的思路[8]),由此可以計算A與B的網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲δ以及B相對于A的時間偏差計算值θ[1]: δ=(t4-t1)-(t3-t2)
θ=(t2-t1)+(t3-t4)2
可以推算出B相對于A的時間偏差真實值和時間偏差計算值θ、網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲δ滿足式(1)[1]:
θ-δ2≤≤θ+δ2 (1)
即B相對于A的時間偏差真實值落在以時間偏差計算值為中心、寬度為網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲的區(qū)間內(nèi)。在局域網(wǎng)環(huán)境中,傳輸延遲并不大(低負載情況下通常小于1 ms),因此時間偏差的計算結(jié)果也比較接近真實值,即NTP可以獲得較為可靠的同步效果。第4期
陳朝福等:局域網(wǎng)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議性能測試計算機應(yīng)用 第32卷2本地一級NTP服務(wù)器性能測試
2.1測試環(huán)境和方法
Windows操作系統(tǒng)自帶的W32Time服務(wù)也支持NTP,但其實現(xiàn)并沒有完全遵循NTP標準,甚至無法保證達到1s~2s 同步精度[9]。因此,測試中選用了NTP的官方版本,版本號為4.2.4.p7。測試環(huán)境如圖2所示,NTP一級服務(wù)器運行定制的Linux系統(tǒng),測試計算機A、B運行Windows XP操作系統(tǒng)。
圖2中,計算機A和計算機B通過NTP同步到NTP一級時間服務(wù)器,后者通過NTP與GPS模塊輸出的時間(NMEA.0183時碼+秒脈沖同步信號)同步。NTP以系統(tǒng)服務(wù)的方式運行,通過NTP軟件包中的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議查詢(Network Time Protocol Query, NTPQ)程序查詢系統(tǒng)運行狀態(tài)。在以下各項測試中,通過循環(huán)調(diào)用NTPQ(間隔10s)并提取輸出中的“delay”和“offset”字段并記錄和處理。
2.2啟動特性測試
圖3中顯示了計算機A首次運行NTP時,與參考時間源的時間偏差隨時間變化的情況??梢钥吹皆跍y試開始后的1h內(nèi),時間偏差迅速減小,隨后基本保持穩(wěn)定。這是由于首次運行NTP需要進行頻率偏差的測算,測試結(jié)束后在計算機A打開ntp.drift發(fā)現(xiàn)測算出的頻率偏差為-32(即該計算機時鐘信號的誤差為-32PPM,每秒產(chǎn)生的時間偏差為32μs)。
圖片
圖3首次運行NTP時間偏差曲線
與此相對照的是,計算機B之前已長時間運行過NTP,即已經(jīng)過較充分的時鐘頻率偏差測算,因此測試之初時間偏差就比較小,并且在隨后的測試中一直穩(wěn)定在-6ms~-5ms。
2.3頻率偏差測試從NTP的工作原理和2.2節(jié)測試可知,NTP能否穩(wěn)定工作依賴于對頻率偏差的測算是否準確。為了觀察錯誤的頻率偏差值對NTP運行的影響,本項測試中故意修改了計算機A的ntp.drift文件,將記錄值由-32改為0,而計算機B則不作任何改動,隨后啟動NTP運行測試約45 min。圖4顯示了兩個節(jié)點測得的時間偏差對比結(jié)果??梢钥吹接嬎銠CA的時間偏差有很大的波動,而計算機B的時間偏差則保持穩(wěn)定。由此說明,頻率偏差測算對NTP性能影響重大。由于石英晶體振蕩器的頻率會隨環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生一定變化,因此在對時間非常敏感的應(yīng)用中,保持較為穩(wěn)定的工作環(huán)境溫度也成為一個需要考慮的因素。
2.4系統(tǒng)負載測試
雖然NTP無需占用很多CPU資源[2],但在CPU非常繁忙的情況下NTP的性能如何依然是本文關(guān)心的一個問題。本項測試中,在兩個測試節(jié)點運行能夠大量占用CPU時間的程序,測試時間持續(xù)45min。從圖5可以看到,計算機B的時間偏差測量值和低系統(tǒng)負載環(huán)境下的測量值相比變化不大,計算機A的時間偏差測量值在NTP重啟動后依然能夠呈現(xiàn)出遞減的趨勢。表1顯示高系統(tǒng)負載下網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲略有增加,與低系統(tǒng)負載環(huán)境下測量值的均值比為1.17,這說明高系統(tǒng)負載環(huán)境下,或在較差的硬件配置下,NTP依然可以工作得很好。圖片
圖5高系統(tǒng)負載下NTP節(jié)點時間偏差曲線2.5網(wǎng)絡(luò)負載測試
本項測試旨在觀察網(wǎng)絡(luò)負載對NTP的性能影響。測試中,在兩個測試節(jié)點間進行大流量UDP數(shù)據(jù)收發(fā),測試時間持續(xù)15 min。圖6所示的測試結(jié)果和低網(wǎng)絡(luò)負載環(huán)境下的測量值相比變化不大,但是網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲卻顯著增加了(見表2),約為低網(wǎng)絡(luò)負載環(huán)境下的3.4倍。根據(jù)式(1),時間偏差測量值的誤差也增大了,這將影響NTP時間同步的可靠性。如果長時間處于這種環(huán)境,時間偏差測量的誤差必然影響到頻率偏差的測算,由此造成NTP同步的穩(wěn)定性下降。表2不同網(wǎng)絡(luò)負載下計算機B到NTP服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲比較。3結(jié)合IRIG.B時碼卡對比測試
實際應(yīng)用中,在某系統(tǒng)中部署了NTP時間同步系統(tǒng),使用本地一級時間服務(wù)器,參考時鐘為NMEA.0183時碼+秒脈沖同步信號。
為了進一步檢驗NTP的性能,在時間同步網(wǎng)絡(luò)中的其中一臺計算機安裝了IRIG.B時碼卡(提供讀取當前時間的API,標稱精度為0.1ms),并接收外部輸入的IRIG.B碼信號。在停用或啟用NTP的情況下,分別采集計算機時間(通過GetLocalTime調(diào)用讀取)和IRIG.B時碼卡時間并取差值(間隔100ms,樣本數(shù)64000),對比情況如圖7和圖8所示。
圖2中,計算機A和計算機B通過NTP同步到NTP一級時間服務(wù)器,后者通過NTP與GPS模塊輸出的時間(NMEA.0183時碼+秒脈沖同步信號)同步。NTP以系統(tǒng)服務(wù)的方式運行,通過NTP軟件包中的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議查詢(Network Time Protocol Query, NTPQ)程序查詢系統(tǒng)運行狀態(tài)。在以下各項測試中,通過循環(huán)調(diào)用NTPQ(間隔10s)并提取輸出中的“delay”和“offset”字段并記錄和處理。
2.2啟動特性測試
圖3中顯示了計算機A首次運行NTP時,與參考時間源的時間偏差隨時間變化的情況??梢钥吹皆跍y試開始后的1h內(nèi),時間偏差迅速減小,隨后基本保持穩(wěn)定。這是由于首次運行NTP需要進行頻率偏差的測算,測試結(jié)束后在計算機A打開ntp.drift發(fā)現(xiàn)測算出的頻率偏差為-32(即該計算機時鐘信號的誤差為-32PPM,每秒產(chǎn)生的時間偏差為32μs)。
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圖3首次運行NTP時間偏差曲線
與此相對照的是,計算機B之前已長時間運行過NTP,即已經(jīng)過較充分的時鐘頻率偏差測算,因此測試之初時間偏差就比較小,并且在隨后的測試中一直穩(wěn)定在-6ms~-5ms。
2.3頻率偏差測試從NTP的工作原理和2.2節(jié)測試可知,NTP能否穩(wěn)定工作依賴于對頻率偏差的測算是否準確。為了觀察錯誤的頻率偏差值對NTP運行的影響,本項測試中故意修改了計算機A的ntp.drift文件,將記錄值由-32改為0,而計算機B則不作任何改動,隨后啟動NTP運行測試約45 min。圖4顯示了兩個節(jié)點測得的時間偏差對比結(jié)果??梢钥吹接嬎銠CA的時間偏差有很大的波動,而計算機B的時間偏差則保持穩(wěn)定。由此說明,頻率偏差測算對NTP性能影響重大。由于石英晶體振蕩器的頻率會隨環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生一定變化,因此在對時間非常敏感的應(yīng)用中,保持較為穩(wěn)定的工作環(huán)境溫度也成為一個需要考慮的因素。
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圖4頻率偏差測算值對NTP性能的影響
2.4系統(tǒng)負載測試
雖然NTP無需占用很多CPU資源[2],但在CPU非常繁忙的情況下NTP的性能如何依然是本文關(guān)心的一個問題。本項測試中,在兩個測試節(jié)點運行能夠大量占用CPU時間的程序,測試時間持續(xù)45min。從圖5可以看到,計算機B的時間偏差測量值和低系統(tǒng)負載環(huán)境下的測量值相比變化不大,計算機A的時間偏差測量值在NTP重啟動后依然能夠呈現(xiàn)出遞減的趨勢。表1顯示高系統(tǒng)負載下網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲略有增加,與低系統(tǒng)負載環(huán)境下測量值的均值比為1.17,這說明高系統(tǒng)負載環(huán)境下,或在較差的硬件配置下,NTP依然可以工作得很好。圖片
圖5高系統(tǒng)負載下NTP節(jié)點時間偏差曲線2.5網(wǎng)絡(luò)負載測試
本項測試旨在觀察網(wǎng)絡(luò)負載對NTP的性能影響。測試中,在兩個測試節(jié)點間進行大流量UDP數(shù)據(jù)收發(fā),測試時間持續(xù)15 min。圖6所示的測試結(jié)果和低網(wǎng)絡(luò)負載環(huán)境下的測量值相比變化不大,但是網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲卻顯著增加了(見表2),約為低網(wǎng)絡(luò)負載環(huán)境下的3.4倍。根據(jù)式(1),時間偏差測量值的誤差也增大了,這將影響NTP時間同步的可靠性。如果長時間處于這種環(huán)境,時間偏差測量的誤差必然影響到頻率偏差的測算,由此造成NTP同步的穩(wěn)定性下降。表2不同網(wǎng)絡(luò)負載下計算機B到NTP服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲比較。3結(jié)合IRIG.B時碼卡對比測試
實際應(yīng)用中,在某系統(tǒng)中部署了NTP時間同步系統(tǒng),使用本地一級時間服務(wù)器,參考時鐘為NMEA.0183時碼+秒脈沖同步信號。
為了進一步檢驗NTP的性能,在時間同步網(wǎng)絡(luò)中的其中一臺計算機安裝了IRIG.B時碼卡(提供讀取當前時間的API,標稱精度為0.1ms),并接收外部輸入的IRIG.B碼信號。在停用或啟用NTP的情況下,分別采集計算機時間(通過GetLocalTime調(diào)用讀取)和IRIG.B時碼卡時間并取差值(間隔100ms,樣本數(shù)64000),對比情況如圖7和圖8所示。圖片
圖6高網(wǎng)絡(luò)負載下NTP節(jié)點時間偏差曲線
表格(有表名)
表1不同系統(tǒng)負載下計算機B到NTP服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲比較
ms
CPU占用率網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲統(tǒng)計值
最大最小平均
接近100%
0.50 0.29 0.48 0.49 0.49 0.48
0.31 0.49 0.27 0.48 0.21 0.320.50 0.21 0.401
接近0%
0.35 0.23 0.27 0.31 0.35 0.24
0.28 0.50 0.27 0.51 0.50 0.310.51 0.23 0.343
表格(有表名)
表2不同網(wǎng)絡(luò)負載下計算機B到NTP服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲比較
ms
網(wǎng)絡(luò)IO網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲統(tǒng)計值
最大最小平均
接近100%
1.29 1.60 1.05 1.23 1.42 1.01
1.75 1.17 1.34 1.45 1.33 1.571.75 1.01 1.351
接近0%
0.49 0.50 0.22 0.49 0.48 0.31
0.49 0.52 0.33 0.25 0.50 0.20
0.52 0.20 0.398
圖片
圖7停用NTP時GetLocalTime與IRIG.B時碼卡時間差值曲線圖片
圖8啟用NTP時GetLocalTime與IRIG.B時碼卡時間差值曲線
圖7顯示了停用NTP時,GetLocalTime與IRIG.B時碼卡時間差值隨時間變化的曲線。以IRIG.B時碼卡時間為基準,理想情況下(測試計算機無頻率偏差)時間差值曲線應(yīng)接近水平(在某個值附近波動),實際情況中由于頻率偏差的存在,時間差值持續(xù)減小,通過線性擬合曲線近似滿足:
y=0.000662x-685.40(2)其中:x的單位為100ms,y的單位為ms,物理意義為測試計算機的時鐘每100ms比基準時鐘快0.000662ms,可換算為每秒快6.62×10-6 s,即頻率偏差為6.62PPM。在測試計算機查看ntp.drift文件發(fā)現(xiàn)由NTP計算出的頻率偏差為7.055PPM,兩者是非常接近的。圖8中,在啟用NTP并達到同步狀態(tài)后,GetLocalTime與IRIG.B時碼卡時間差值的平均值為3.39ms,99%以上的時間差值分布在[-1,9]ms內(nèi),對比停用NTP時的情況,表明NTP對計算機時鐘頻率偏差的校正是有效的。
4結(jié)語
實驗環(huán)境測試結(jié)果和在實際系統(tǒng)中結(jié)合IRIG.B時碼卡獲得的測試數(shù)據(jù)表明,NTP對計算機時鐘的頻率偏差計算和校正具有良好的性能,通過校正頻率偏差實現(xiàn)連續(xù)和穩(wěn)定的時間同步,因此在將NTP投入最終應(yīng)用之前應(yīng)進行充分的試運行(如持續(xù)運行NTP一到兩天時間),使NTP獲得較好的頻率偏差測算結(jié)果。高系統(tǒng)負載測試表明NTP只需要很少的系統(tǒng)資源就可以運行,即使在硬件配置較差的情況下也能運行得很好。而在高網(wǎng)絡(luò)負載下,網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲顯著增大,則時間同步的誤差范圍也隨之增大,給NTP性能的穩(wěn)定性帶來不利影響。
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