用tcpdump捕获以太网适配器时钟同步

Question

设置和观察

我有一台配备英特尔i350 T2网卡的个人电脑，我想在这两个界面上同时使用tcpdump捕捉。两个接口都连接到一个100 Both集线器(sic!)它将来自外部业务源的各种流量“同时”转发到两个接口，因此我可以测量各自的以太网MACs所做时间戳的差异。

同时捕获：

user@rt:~$ sudo tcpdump -j adapter --time-stamp-precision nano -B 1048576 -i eth2 -w test_eth2.pcap
user@rt:~$ sudo tcpdump -j adapter --time-stamp-precision nano -B 1048576 -i eth3 -w test_eth3.pcap

之后，我将这两个文件合并在一起，比较时间戳：

user@rt:~$ mergecap -F nseclibpcap -w merged.pcap test_eth2.pcap test_eth3.pcap

然后，Wireshark向我展示，对于几个数据包，我得到了大约20-40 40nsec的重复帧的时间戳差异(这对我的应用程序来说很好，也足够了！)但是也有很多帧，当比较各自的重复时，会显示出几十微秒的差异。

环境

user@rt:~$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 15.04
Release:        15.04
Codename:       vivid

user@rt:~$ uname -r
3.19.0-28-generic

user@rt:~$ lscpu | grep "Model name"
Model name:            Intel(R) Core(TM) i7-4790 CPU @ 3.60GHz

问题

1. 如何/谁来同步适配器时钟到CLOCK_REALTIME (我猜)
2. 这种同步多久发生一次。
3. 没有太多的努力就有调整的余地吗？
4. 是否可以使用例如phc2sys将所有适配器时钟同步到CLOCK_REALTIME？
5. (4)是否会干扰(1)所做的机制？

寻求帮助或指出我的错误！

Answer 1

快速地浏览一下igb_ethtool.c，您的NIC确实能够完成硬件时间戳。您观察到的抖动(20-40 is )就在预期的PHY抖动范围内，从同步到以太网时钟。(100 40ns的时钟为25 the或40 is。)

到目前为止看上去还不错，多亏了英特尔。没有多少NIC/驱动程序具有此功能。

现在最糟糕的是:我怀疑目前是否有任何东西是将CLOCK_REALTIME同步到NIC适配器时钟。这些时钟很可能是自由运转的，频率略有不同。这些振荡器通常被指定在50 5ppm左右，典型的漂移将在5 5ppm左右，这意味着它们每秒钟漂移约5us，随室温而变化。在使用纳秒精度时要记住这一点。如果您的系统使用NTP，您甚至可能会看到NTP漂移调整发生。

但好消息是，除非您真的需要绝对时间戳，否则您可能不需要同步它们。NIC支持硬件时间戳的主要原因可能是支持IEEE1588 PTP (精确时间协议)。如果你需要绝对的时间和亚微秒的精度，你应该看看这个协议和/或购买全球定位系统接收器。

如果您只需要相对的时间戳，您可以尝试-j adapter_unsynced而不是-j adapter，或者您可以尝试阻止NTP试图漂移-校正您的系统时钟。如果所有这些都失败了，您可以尝试启动linuxptp，即使您没有PTP网络，它也可能具有正确同步NIC和系统时间的能力。

最后..。你在使用集线器，这意味着以太网在半双工模式下运行，这意味着.碰撞。除非你的NIC绝对安静。理论上，我想这并不重要，因为您在两个NIC中观察到相同的碰撞，并且帧不会根据它们的路径不同而被延迟或排队。但是由于现在半双工非常罕见，所以NIC时间戳支持的实现可能没有考虑到这一点。这些实现中的典型错误是返回以前帧的时间戳，而不是当前框架的时间戳。

Answer 2

英特尔i350数据表第7.9章可能会帮助您回答第三个问题。它提供了您可以在igb驱动程序中配置的PTP寄存器集。

http://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/ethernet-controller-i350-datasheet.pdf