Saat senkronizasyonu - Clock synchronization

Saat senkronizasyonu , bilgisayar bilimi ve mühendisliğinde , aksi takdirde bağımsız saatleri koordine etmeyi amaçlayan bir konudur . Başlangıçta doğru bir şekilde ayarlandığında bile, gerçek saatler, saatlerin zamanı biraz farklı oranlarda saymasından kaynaklanan saat kayması nedeniyle bir süre sonra farklılık gösterecektir . Saat hızı farklılıklarının ve çeşitli çözümlerin bir sonucu olarak ortaya çıkan, bazıları belirli bağlamlarda diğerlerinden daha uygun olan birkaç sorun vardır.

terminoloji

İçinde seri iletişim , saatli senkronizasyon belirtebilir saat geri olarak tam karşı frekans senkronizasyonu, elde faz senkronizasyonu . Bu tür saat senkronizasyonu, telekomünikasyonda senkronizasyonda ve otomatik baud hızı tespitinde kullanılır .

Plesiochronous veya eşzamanlı çalışma, frekans senkronizasyonu ve faz senkronizasyonunda gevşek kısıtlamaları olan bir sistemi ifade eder. Senkron çalışma, belki frekansa ek olarak zamana dayalı daha sıkı bir senkronizasyon anlamına gelir.

sorunlar

Daha küçük ölçeklerde zamanı yönetmenin zorluklarının bir sonucu olarak, birkaç bilgisayarın aynı küresel zamanı gerçekleştirmesi gerekeceği dağıtılmış hesaplamada daha karmaşık hale gelen saat çarpıklığı ile ilgili sorunlar vardır . Örneğin, Unix sistemlerinde make komutu, yeni veya değiştirilmiş kodu derlemek için kullanılır ve değiştirilmemiş kodun yeniden derlenmesini önlemeye çalışır. Marka komutu o dosyaların yeniden derlenmesi gereken kaynak belirlemek için çalışır makinenin saatini kullanır. Kaynaklar ayrı bir dosya sunucusunda bulunuyorsa ve iki makinenin senkronize edilmemiş saatleri varsa, make programı doğru sonuçları vermeyebilir.

Akış ortamının doğru şekilde çoğaltılması için senkronizasyon gereklidir . Saat senkronizasyonu, Ethernet üzerinden ses sistemlerinin önemli bir bileşenidir .

Çözümler

Merkezi bir sunucuya sahip bir sistemde, senkronizasyon çözümü önemsizdir; sunucu sistem saatini belirleyecektir. Cristian'ın algoritması ve Berkeley algoritması , bu ortamdaki saat senkronizasyonu problemine potansiyel çözümlerdir.

Dağıtılmış hesaplamada, küresel bir zaman kolayca bilinmediği için sorun daha karmaşık hale gelir. İnternette en çok kullanılan saat senkronizasyonu çözümü , Kullanıcı Datagram Protokolü (UDP) mesaj geçişine dayalı katmanlı bir istemci-sunucu mimarisi olan Ağ Zaman Protokolüdür (NTP) . Lamport zaman damgaları ve vektör saatleri , dağıtılmış hesaplamada mantıksal saat kavramlarıdır .

Bir in kablosuz ağ , sorunu daha da bağlı senkronizasyon çarpışma olasılığı zorlu hale paketler kablosuz ortam üzerinde ve düşük maliyetli kablosuz aygıtlarda saatler için daha yüksek sürüklenme hızı.

Berkeley algoritması

Berkeley algoritması, bir radyo saatinin bulunmadığı sistemler için uygundur , bu sistemin, küresel ortalama zamanı küresel saat olarak korumaktan başka gerçek zamandan emin olmanın hiçbir yolu yoktur. Bir zaman sunucusu , tüm zaman istemcilerinden periyodik olarak zamanı alır, sonuçların ortalamasını alır ve ardından, ortalamayı elde etmek için yerel saatlerinde yapılması gereken ayarlamayı istemcilere geri bildirir. Bu algoritma, dahili saatlerin yalnızca içerdikleri zamana göre değil, aynı zamanda saat hızına göre de değişebileceğini vurgular .

Saat örneklemeli karşılıklı ağ senkronizasyonu

Saat örneklemeli karşılıklı ağ senkronizasyonu (CS-MNS), dağıtılmış ve mobil uygulamalar için uygundur. Dolaylı olarak bağlı bitişik olmayan düğümleri içeren ağ ağları üzerinden ölçeklenebilir olduğu ve IEEE 802.11 ve benzeri standartlarla uyumlu olduğu gösterilmiştir . Birkaç mikrosaniye mertebesinde doğru olabilir, ancak bitişik düğümler arasındaki bağlantılarda ihmal edilebilir bağlantı gecikmesi (1 mikrosaniyeden az) ile doğrudan fiziksel kablosuz bağlantı gerektirir ve komşu düğümler arasındaki mesafeyi birkaç yüz metre ile sınırlar.

Cristian'ın algoritması

Cristian'ın algoritması bir zaman sunucusunun varlığına dayanır. Zaman sunucusu, bir radyo saati veya başka bir doğru zaman kaynağı kullanarak saatini korur, ardından sistemdeki diğer tüm bilgisayarlar onunla senkronize kalır. Bir zaman istemcisi , zaman sunucusuna bir prosedür çağrısı yaparak saatini koruyacaktır . Bu algoritmanın varyasyonları, ağ radyo yayılım süresini hesaba katarak daha kesin zaman hesaplamaları yapar .

Küresel Konumlandırma Sistemi

Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS), navigasyonda kullanımının yanı sıra saat senkronizasyonu için de kullanılabilir. GPS zaman sinyallerinin doğruluğu ±10 nanosaniyedir.

Aralıklar Arası Enstrümantasyon Grubu zaman kodları

IRIG zaman kodları , zamanlama bilgilerinin aktarılması için standart biçimlerdir. Hassas zamanlama için tasarlanmış atomik frekans standartları ve GPS alıcıları genellikle bir IRIG çıkışı ile donatılmıştır. Standartlar , Menzil Komutanları Konseyi'nin standartlar organı olan Birleşik Devletler ordusunun Menziller Arası Enstrümantasyon Grubu'nun (IRIG) Telekomünikasyon Çalışma Grubu tarafından oluşturuldu . Bu standartlarla ilgili çalışmalar Ekim 1956'da başladı ve orijinal standartlar 1960'ta kabul edildi.

Ağ Zaman Protokolü

Ağ Zaman Protokolü (NTP), İnternet genelinde yaygın olarak dağıtılan oldukça sağlam bir protokoldür. Yıllar boyunca iyi test edilmiş, genellikle güvenilir olmayan ağlar için dağıtılmış zaman senkronizasyon protokollerinde son teknoloji olarak kabul edilir . Senkronizasyon ofsetlerini genel İnternet üzerinden birkaç milisaniyelik sürelere ve yerel alan ağları üzerinden milisaniyenin altındaki seviyelere indirebilir .

NTP protokolünün basitleştirilmiş bir versiyonu olan Basit Ağ Zaman Protokolü (SNTP), saf tek atış durumsuz birincil/ikincil senkronizasyon protokolü olarak da kullanılabilir, ancak NTP'nin karmaşık özelliklerinden yoksundur ve bu nedenle çok daha düşük performans ve güvenilirlik seviyelerine sahiptir. .

Hassas Zaman Protokolü

Hassas Zaman Protokolü (PTP), yerel alan ağları üzerinden son derece doğru zaman teslimi için bir ana/bağımlı protokoldür.

Referans yayın senkronizasyonu

Referans Yayın Saati Senkronizasyon (RBS) algoritması genellikle kablosuz ağlar ve sensör ağlarında kullanılır. Bu şemada, bir başlatıcı, alıcıları saatlerini ayarlamaya teşvik etmek için bir referans mesajı yayınlar.

Referans Yayın Altyapısı Senkronizasyonu

Referans yayın Altyapı eşitleme (koşu istatistiklerini) protokolü, bir alıcı / verici senkronizasyon paradigma göre, RBS gibi bir Master / Slave senkronizasyon protokolüdür. Altyapı modunda yapılandırılan (yani bir erişim noktası tarafından koordine edilen) IEEE 802.11 kablosuz ağlarında kullanılmak üzere özel olarak uyarlanmıştır. Protokol, erişim noktasında herhangi bir değişiklik gerektirmez.

Senkron Ethernet

Senkronize Ethernet , Ethernet'i senkronize bir şekilde kullanır , böylece Beyaz Tavşan Projesi durumunda PTP gibi senkronizasyon protokolleri ile birleştirildiğinde , nanosaniye altı senkronizasyon doğruluğu elde edilir.

Kablosuz geçici ağlar

Senkronizasyon, kablosuz geçici ağlarda , senkronizasyon mesajlarını çok sekmeli bir şekilde göndererek ve her bir düğüm, bir senkronizasyon mesajının hemen göndericisi olan düğümle aşamalı olarak senkronize edilerek sağlanır. Örnekler arasında, her ikisi de mikrosaniyeler düzeyinde doğrulukla senkronizasyon elde edebilen Flooding Time Synchronization Protocol (FTSP) ve Harmonia yer alır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar