Klocksynkroniseringsalgoritmer

Klocksynkroniseringsalgoritmer är metoder som används för att få flera klockor i ett distribuerat system att visa samma tid eller en konsekvent tidsreferens. De tar hänsyn till att varje klocka har egen drift och skevhet samt att nätverkets kommunikation inför fördröjningar och jitter. Målet är att estimera tidsavvikelser mellan klockor och disciplinera lokala klockor så att de följer en gemensam referens.

Vanliga algoritmer inkluderar Cristian's algoritm, Berkeley-algoritmen, NTP och PTP (IEEE 1588). Cristian's algoritm används i små lokala nätverk där en klient frågar en tidsreferensserver och beräknar tidsförskjutningen utifrån mottagna tidsstämplar. Berkeley-algoritmen används i helt distribuerade system utan extern referens och låter en ledare samla tidsfel från andra klockor för att justera dem. NTP arbetar i en hierarkisk modell med stratum-nivåer, där flera tidskällor kombineras, filtreras och används för att disciplinera klienternas klockor via frekvens- och fasjustering. PTP bygger på en master-slave-arkitektur och kan dra nytta av hårdvarustämning för mycket hög noggrannhet; Best Master Clock Algorithm väljer den mest lämpliga klockan som referens.

BMCA används inom PTP-nätverk för masterval, och genom Sync-, Follow_Up-, Delay_Request- och Delay_Response-meddelanden möjliggörs tvåvägstidsstämpling och noggrann synkronisering, särskilt när hårdvarustämning finns.

Användningsområden inkluderar datacenter, telekommunikation, industriell automation och IoT. Viktiga utmaningar är nätverksosäkerheter, asymmetri i fördröjningar, jitter samt konvergens- och säkerhetsaspekter som påverkar noggrannhet och tillförlitlighet.