この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
3.2システム管理の概要の定義国際規格では、CCITTRec.X.701 |ISO/IEC 10040 で定義されている次の用語を使用しています。
- a)管理オブジェクトクラス;
- b)管理情報適合性宣言 MICS);
- c)管理オブジェクト適合性宣言 MOCS);
- d) MICS プロフォーマ;
- e) MOCS プロフォーマ;
- f)通知。
3.3 CMISの定義
このおすすめ |国際標準では、CCITT Rec. X.710 | で定義されている次の用語を使用しています。 ISO/IEC9595
- 属性。
3.4 管理情報モデルの定義
このおすすめ |国際標準では、CCITT Rec. X.720 | で定義されている次の用語を使用しています。 ISO/IEC 10165-1:
- a)アクション
- b)行動;
- c)ネームバインディング。
- d)パッケージ
- e)スーパークラス。
3.5 管理オブジェクト定義の定義に関するガイドライン
このおすすめ |国際標準では、CCITT Rec. X.722 で定義されている次の用語を使用しています。 ISO/IEC 10165-4:
- テンプレート。
3.6 実装適合宣言のプロフォーマ定義
このおすすめ |国際規格では、ITU-T Rec.X.724 で定義されている次の用語を使用しています。 ISO/IEC 10165-6:
- a)管理関係適合宣言 MRCS);
- b)管理適合性要約 MCS);
- c) MCS プロフォーマ;
- d) MRCS プロフォーマ。
3.7 追加の定義
この勧告の目的のために |国際規格、次の定義が適用されます。
3.7.1
実際のクロックレート
実際のクロック レートは、クロックが増加する周波数またはレートであり、周波数調整またはクロック トレーニングによる変更を含みます。実際のクロック レートは、周波数調整の変更がない場合、または変更前の基本クロック レートと同じです。
3.7.2
正確さ
精度は、ローカル クロックの時間値と周波数が UTC と比較してどれだけ優れているかの尺度です。
3.7.3
調整率
調整率は、1 回の時間調整がローカル クロックに適用される頻度または率です。
3.7.4
基本クロックレート
基本クロック レートは、周波数調整による変更がない場合にクロックが増加する周波数またはレートです。
3.7.5
協定世界時 (UTC)
普遍的に正しいと想定される時間基準。 UTC は、CCIR 勧告 470 によって採用され、CCIR レポート 517 で説明されています。これは、一般化された時間の ASN.1 表現ではありません。
3.7.6
正しい時計
エラーの絶対値が最大エラーより小さいクロック。
3.7.7
周波数オフセット
時計の誤差の一次導関数。つまり、周波数オフセットは、クロックの誤差の実際の変化率です。
3.7.8
時計の誤差
特定の時点での時計の読み取り値と UTC の間の時間オフセット。
3.7.9
機能している時計
周波数オフセットがクロックの最大周波数誤差内にあるクロック、またはクロックが調整中のクロック。機能している時計は、正しい場合と正しくない場合があります。
3.7.10
粒度
時間の表現で許容される最大の精度。
3.7.11
ローカル時計
システムのローカル時間ソースを構成するハードウェアとソフトウェアの集合。
3.7.12
クロックの最大ドリフト
製造元が指定した周波数オフセットの最大値。
3.7.13
時計の最大誤差
時計の誤差の絶対値の最大誤差限界。
3.7.14
正確
クロックが変化する最小値。
3.7.15
親密な関係
ローカル クロックが正しく、クロックの最大誤差がユーザー指定の最大誤差の範囲内にある状態。
3.7.16
同期ドメイン
調整のための時間情報の交換に関与するローカル クロックのセット。これには、ローカル クロックおよびクロック調整リソースが含まれます。このセットのメンバーは、管理、プラットフォーム、または環境に関する考慮事項によって定義されます。
3.7.17
同期ソース
ポリシーのアルゴリズムによって時刻同期のために選択されたソース。
3.7.18
タイムオフセット
特定の時点における 2 つのクロックの読み取り値の代数的な差。
附属書 H
一般的なクロック調整プロトコルの概要
(この附属書は、この勧告 | 国際規格の不可欠な部分を構成するものではありません)
この作業の過程で、3 つの候補クロック調整プロトコルが特定されました。これらのプロトコルは、Network Time Protoco, Distributed Time Servic, および Probabilistic Clock Synchronization (PCS) です。 3 つのそれぞれの簡単な概要は、以下の情報として提供されます。
H.1 ネットワーク タイム プロトコル
ネットワーク タイム プロトコル (NTP) は、大規模で多様なインターネット システムにおける時間情報の配布のためのプロトコル、サービス記述、およびアルゴリズムです. NTP は [5] で完全に文書化されています. NTP の主な機能は以下に記載されています [7].
- a)同期サブネットは、参加者の推定精度、精度、および信頼性に基づいて構成されたタイム サーバーの自己組織化された階層型ネットワークで構成されます。
- b)遅延を最小限に抑え、実装を簡素化し、ユビキタスなインターネットワーキングを提供するために、同期プロトコルはコネクションレス モードで動作します。
- c)同期メカニズムは、最尤原理に基づくフィルタリング、選択、および結合アルゴリズムとともに対称設計 (パケットの損失、重複、および順序の誤りを許容する) を使用します。
- d)ローカル クロックの設計は、同期サブネットのアークに沿って交換されるタイムスタンプを使用して計算された修正を含む、タイプ II, 適応パラメータ、位相ロック ループに基づいています。
- e)複数の冗長タイム サーバーと複数の多様な伝送パスが同期サブネットで使用されます。さらに、設計されたアルゴリズムは、加重投票手順を使用して、最も信頼性の高い同期ソースとパスを選択します。
- f)フェーズロック ループ帯域幅、ポーリング間隔、および関連付け管理の動的制御を使用することにより、システム オーバーヘッドが削減されます。
H.1.1 NTP同期サブネットの構造
NTP システムは、プライマリおよびセカンダリ タイム サーバー、クライアント、および相互接続された伝送パスのネットワークで構成されます。プライマリ タイム サーバーは、参照ソース (タイムコード レシーバーや校正済み原子時計など) に直接同期されます。セカンダリ タイム サーバーは、場合によっては他のセカンダリ サーバーを介して、プライマリ サーバーから同期を取得します。これらのサーバーは、階層構造で編成されています。この階層構造は、同期サブネットの現在の状態を反映する論理ツリーです。同期サブネット内の各サーバーの動的な位置または深さは、そのstratumと呼ばれる数値によって反映されます。stratum の数値が大きいほど、サーバーの数が多いか、参照ソースまでの距離が長いことを示します。図 H.1 は、この構造を示しています。
図 H.1 —同期サブネット階層
a) | b) |
多くの要因が同期サブネットの構造に影響を与えます。これらの 1 つ目は、各クライアントのピアまたはサーバーの選択です。この議論において、サーバは時間情報を提供するエンティティであり、クライアントは時間情報を受信するエンティティである。ピアは、時間情報交換に関与するクライアントまたはサーバーのいずれかです。この一般化を使用すると、二次サーバーは、他のサーバーに時間情報を提供するときのサーバーであり、クライアント自身の時間情報を受信するときのサーバーです。各クライアントのピアまたはサーバーの選択によって、同期のためにどのエンティティが時間情報を交換するかが決まります。特定のクライアントのピアの選択によって、同期サブネットの可能な構成が制限されます。
NTP は、タイム サーバーに 3 つのサービス クラスを提供することで、可能な同期サブネット構成をさらに制限します。これらのクラスは、マルチキャスト、プロシージャ コール、および対称です。これらのサービス クラスは、各クライアント/サーバー ペア間の時間情報交換の性質を特徴付けます。マルチキャスト サービス クラスは、最高の精度が要求されない高速 LAN での使用を主な目的としています。このサービス クラスでは、サーバーが時間情報を送信し、クライアントが情報を受信し、想定される遅延を使用して時間オフセット情報を決定します。プロシージャー呼び出しサービス・クラスは、ファイル・サーバーおよびワークステーション環境での操作を目的としています。このクラスでは、サーバーはクライアントに時間情報を提供する意思があり、クライアントはサーバーによって同期される意思があります。この場合、サーバーはクライアントからの要求に応答しますが、交換の履歴を反映する状態情報を維持しません。 NTP の完全な汎用性は、対称的なサービス クラスに反映されています。このクラスでは、サーバーはピアと時間情報を交換し、そのピアに同期を提供するか、またはそのピアから同期を受信します。
NTP 同期サブネットの動的構造は、特定の時点で各クライアントによって行われた同期ソースの選択を反映しています。この選択は、クライアントが情報を交換する特定のピア (構成セットアップに基づく) と、クライアントとサーバーの個々のペアリング間の関係の性質 (サービスのモードによって定義される) によって制限されます。
H.1.2 クロックオフセットの決定
NTP モデルでは、クライアントとタイム サーバーの間でタイムスタンプが交換されます。単一のメッセージ交換を使用して、特定のピア アソシエーションの個々の往復遅延とオフセットを計算できます。このメッセージ交換の信頼性を必要としないメカニズムが含まれています。図 H.2 は、クライアントの要求とサーバーの応答の時空間図を表しています。タイムスタンプ T i 、T i-1 、T i-2 、 T i-3 は、交換された最新の 4 つのタイムスタンプを表します。これに基づいて、往復遅延ｄ iおよびクロックオフセットＯ iは式Ｈ．１およびＨ．２で定義される。
d i = (T i - T i -3) - (T i -1 - T i -2)(H.1)
O i = ((T i - T i -3) - (T i -1 - T i -2))/ 2(H.2)
測定された遅延の関数として、ネットワーク エラーの境界を計算することもできます。サーバーに対するクライアントの実際のオフセットは O です。クライアントとサーバー間の実際の遅延 (一方向) は x です。このアプローチを使用すると、 x + O = T i-2 - T i-3 . xは正でなければならないので、 x = (T i-2 - T i-3) - x = 0 となり、O" T i-2 - T i-3が必要になります。T i-1 - T i "したがって、T i-1 - T i "O" T i-2 - T i-3 .このことから、
O i - d i/ 2 = O = O I + d i/ 2(H.3)
これは、実際のクロック オフセットが、測定された遅延に等しいサイズの間隔内にあり、測定されたオフセットを中心とする必要があることを意味します。
図 H.2 —時間情報の交換
H.1.3 NTPのモデル
Network Time Protocol のモデルを図 H.3 に示します。このモデルでは、フェーズ ロック ループ モデルを使用して、安定した堅牢なタイム サービスを提供します。このモデルの基本的な構成要素については、次の節で詳しく説明します。
図 H.3 —ネットワーク タイム プロトコル モデル
H.1.4 データフィルタリングアルゴリズム
クライアントによって維持されるピア アソシエーションごとに、最新の遅延とオフセットのサンプルのセットがあります。 NTP データ フィルタリング アルゴリズムは、遅延が最小のサンプルを選択することにより、クライアントとピア アソシエーションのサーバー参加者との間の実際の遅延とオフセットを推定します。これを達成するために、最新のサンプルは遅延の増加に従って並べ替えられます。遅延が最小のサンプルが、実際の遅延とオフセットの推定値として選択されます。
特定のクライアントとサーバー間の実際の遅延とオフセットの見積もりに加えて、フィルター分散が計算されます。このフィルタ分散は、そのピア アソシエーションの品質インジケータとして解釈されます。
H.1.5 ピア選択および結合アルゴリズム
各クライアント サーバー ピア アソシエーションのデータ フィルタリング アルゴリズムによって決定された遅延とオフセットの推定値を使用して、ピア選択および結合アルゴリズムが実行されます。これらのアルゴリズムは、どのピアを同期ソースとして選択する必要があるかを決定します。さらに、ローカル クロックおよび関連するプロトコル変数に対して行う必要がある調整が決定されます。
ピア選択アルゴリズムは、最尤統計原理に基づく合意アルゴリズムの適応です。このアルゴリズムは、次の 2 つの観測結果も利用します。第 1 に、最も高い信頼性は、通常、最も低い階層と同期分散に関連付けられています。さらに、最も高い精度は通常、最も低い階層と同期距離に関連付けられています。この情報を使用して、このアルゴリズムは信頼性の制約に基づいて候補リストを削減し、精度に基づいて同期ソースを選択します。ピア選択アルゴリズムは、最初にいくつかの基本的な健全性チェックを使用して各ピア候補をチェックします。次に、最初にストラタムでソートされ、次に同じストラタム レベル内の同期分散でソートされた候補ピアのリストが作成されます。この候補リストは、あらかじめ決められた最大サイズと最大階層に達するように刈り込まれます。候補リストは、ストラタムと同期距離によって並べ替えられます。単一の候補が残っているか、残っているすべての候補に対する最大選択分散が任意の 1 つの候補の最小フィルター分散よりも小さい場合、手順は終了します。同期ソースが選択されたので、ソースに対するクライアントのオフセットがわかります。ローカル ストラタムは、選択したピアのストラタムよりも 1 つ大きい値に設定されます。さらに、同期距離 (同期サブネットのルートまでの往復遅延の合計) と同期分散 (同期サブネットのルートまでの合計分散の合計) が計算されます。
H.1.6 ローカルクロックモデル
NTP には、位相オフセットと周波数の両方を修正するローカル クロック モデルを含めることで、クロック トレーニングが組み込まれています。
3.2 Systems management overview definitions This Recommendation | International Standard uses the following terms defined in CCITTRec.X.701 |ISO/IEC 10040:
- a) managed object class;
- b) Management Information Conformance Statement MICS);
- c) Managed Object Conformance Statement MOCS);
- d) MICS proforma;
- e) MOCS proforma;
- f) notification.
3.3 CMIS definitions
This Recommendation | International Standard uses the following term defined in CCITT Rec. X.710 | ISO/IEC 9595
- attribute.
3.4 Management information model definitions
This Recommendation | International Standard uses the following terms defined in CCITT Rec. X.720 | ISO/IEC 10165-1:
- a) action;
- b) behaviour;
- c) name binding;
- d) package;
- e) superclass.
3.5 Guidelines for the definition of managed objects definitions
This Recommendation | International Standard uses the following term defined in CCITT Rec. X.722 | ISO/IEC 10165-4:
- template.
3.6 Implementation conformance statement proforma definitions
This Recommendation | International Standard uses the following terms defined in ITU-T Rec.X.724 | ISO/IEC 10165-6:
- a) Managed Relationship Conformance Statement MRCS);
- b) Management Conformance Summary MCS);
- c) MCS proforma;
- d) MRCS proforma.
3.7 Additional definitions
For the purposes of this Recommendation | International Standard, the following definitions apply.
3.7.1
actual clock rate
The actual clock rate is the frequency or rate at which a clock increments, including any modifications resulting from frequency adjustment or clock training. The actual clock rate is equivalent to the basic clock rate in the absence of or prior to any frequency adjustment modifications.
3.7.2
accuracy
Accuracy is a measure of how well a local clock?s time value and frequency compare to UTC.
3.7.3
adjustment rate
Adjustment rate is the frequency or rate at which a single time adjustment is applied to the local clock.
3.7.4
basic clock rate
The basic clock rate is the frequency or rate at which a clock increments in the absence of any modifications resulting from frequency adjustment.
3.7.5
Coordinated Universal Time (UTC)
The time reference that is assumed to be universally correct. UTC was adopted by CCIR Recommendation 470 and described in CCIR Report 517. This is not the ASN.l representation of generalized time.
3.7.6
correct clock
A clock where the absolute value of the error is less than its maximum error.
3.7.7
frequency offset
The first derivative of the clock?s error. That is, the frequency offset is the actual rate of change of error of the clock.
3.7.8
error of a clock
The time offset between the clock?s reading and UTC at a given instant.
3.7.9
functioning clock
A clock in which either the frequency offset is within the maximum frequency error of the clock or the clock is undergoing an adjustment. A functioning clock may be correct or incorrect.
3.7.10
granularity
The maximum precision permitted by a representation of time.
3.7.11
local clock
The collection of hardware and software that comprises a local source of time for a system.
3.7.12
maximum drift of a clock
The manufacturer?s specified maximum value of frequency offset.
3.7.13
maximum error of a clock
The maximum error bound of the absolute value of the error of a clock.
3.7.14
precision
The smallest value by which a clock changes.
3.7.15
rapport
The state when the local clock is correct and the maximum error of the clock is within the user specified maximum error.
3.7.16
synchronization domain
The set of local clocks involved in the exchange of time information for the purposes of coordination. This includes local clock and clock coordination resources. The members of this set are defined by administrative, platform, or environmental considerations.
3.7.17
synchronization source
The source chosen by an algorithm of policy for time synchronization.
3.7.18
time offset
The algebraic difference between the readings of two clocks at a given instant in time.
Annex H
Overview of common clock coordination protocols
(This annex does not form an integral part of this Recommendation | International Standard)
Three candidate clock coordination protocols have been identified during the course of this work. These protocols are the Network Time Protocol (NTP), the Distributed Time Service (DTS), and Probabilistic Clock Synchronization (PCS). A brief overview of each of the three is provided as information below.
H.1 The Network Time Protocol
The Network Time Protocol (NTP) is a protocol, service description, and algorithms for the distribution of time information in a large diverse internet system. NTP is fully documented in [5], The principle features of NTP are listed below [7],
- a) The synchronization subnet consists of a self-organizing, hierarchical network of time servers configured on the basis of estimated accuracy, precision and reliability of the participants.
- b) The synchronization protocol operates in connectionless mode in order to minimize latencies, simplify implementations and provide ubiquitous internetworking.
- c) The synchronization mechanism uses a symmetric design (which tolerates packet loss, duplication and misordering) together with filtering, selection, and combining algorithms that are based on maximumlikelihood principles.
- d) The local-clock design is based on type II, adaptive-parameter, phase-lock loop with corrections computed using timestamps exchanged along the arcs of the synchronization subnet.
- e) Multiple redundant time servers and multiple diverse transmission paths are used in the synchronization subnet. In addition, engineered algorithms select the most reliable synchronization source(s) and path(s) using weighted-voting procedures.
- f) System overhead is reduced through the use of dynamic control of phase-lock loop bandwidth, poll intervals and association management.
H.1.1 Structure of the NTP synchronization subnet
An NTP system consists of a network of primary and secondary time servers, clients, and interconnecting transmission paths. A primary time server is directly synchronized to a reference source (such as a timecode receiver or calibrated atomic clock). A secondary time server derives synchronization, possibly via other secondary servers, from a primary server. These servers are organized in a hierarchical structure. This hierarchical structure is a logical tree reflecting the current state of the synchronization subnet. The dynamic location or depth of each server within the synchronization subnet is reflected by a number called its stratum, with higher stratum numbers reflecting a greater number of servers or a longer distance to a reference source. Figure H.1 illustrates this structure.
Figure H.1—Synchronization subnet hierarchy
a) | b) |
A number of factors impact the structure of the synchronization subnet. The first of these is the selection of peers or servers for each client. In this discussion, a server is an entity providing time information, and a client is an entity receiving time information. A peer is either a client or a server involved in a time information exchange. Using this generalization, secondary servers are servers when providing time information to others and clients when receiving time information for themselves. The selection of peers or servers for each client determines which entities will exchange time information for the purposes of synchronization. The selection of peers for a particular client bounds the possible configurations of the synchronization subnet.
NTP further bounds possible synchronization subnet configurations by providing three classes of service for time servers. These classes are multicast, procedure-call, and symmetric. These classes of service characterize the nature of the time information exchange between each client-server pair. The multicast class of service is intended primarily for use on high speed LANs where the highest accuracy is not required. In this class of service, the server transmits the time information and the client receives the information and uses an assumed delay to determine the time offset information. The procedure-call class of service is intended for operation in a file server and workstation environment. In this class, a server is willing to provide time information to the client, and the client is willing to be synchronized by the server. In this case, the server responds to requests from the client but maintains no state information reflecting the history of the exchange. The full generality of NTP is reflected in the symmetric class of service. In this class, a server exchanges time information with a peer and is willing to either provide synchronization to or receive synchronization from that peer.
The dynamic structure of the NTP synchronization subnet reflects the selection of a synchronization source made by each client at a particular moment in time. This selection is bounded by the particular peers the client exchanges information with (based on configuration setups) and the nature of the relationship between each individual pairing of client and server (as defined by the mode of service).
H.1.2 Determining clock offset
In the NTP model, timestamps are exchanged between a client and a time server. Using a single exchange of messages, individual round-trip delay and offset can be calculated for a particular peer association. Mechanisms are included that do not require that this exchange of messages be reliable. Figure H.2 represents a time-space diagram of the client's request and the servers response. The timestamps Ti, T i-1 , T i-2, T i-3 represent the four most recent timestamps exchanged. Based on this, the round-trip delay di and the clock offset Oi are defined in equations H.1 and H.2.
di = (Ti - Ti-3) - (Ti-1 - Ti-2)(H.1)
Oi = ((Ti - T i-3) - (Ti-1 - Ti-2))/ 2(H.2)
It is also possible to calculate bounds on the network errors as a function of the measured delay. The true offset of the client relative to the server is O. The actual delay between the client and server (one-way) is x. Using this approach, x + O = Ti-2 - Ti-3. Since x must be positive, x = (Ti-2 - Ti-3) - x = 0, which requires O" Ti-2 - Ti-3. It can also be shown that T i-1 - Ti" O. Therefore, T i-1 - Ti" O" Ti-2 - Ti-3. It follows from this that
Oi - di/ 2 = O = OI+ di/ 2(H.3)
This means that the true clock offset must lie in the interval of size equal to the measured delay and centered about the measured offset.
Figure H.2—An exchange of time information
H.1.3 Model of NTP
The model for the Network Time Protocol is shown in Figure H.3. This model utilizes a phase-lock loop model for provision of a stable robust Time service. The basic components of this model are discussed further in the following subclauses.
Figure H.3—Network Time Protocol model
H.1.4 Data-filtering algorithm
For each peer association maintained by a client there is a set of the most recent delay and offset samples. The NTP datafiltering algorithm estimates the actual delay and offset between the client and the server participants in the peer association by selecting the sample with the lowest delay. To accomplish this, the most recent samples are ordered according to increasing delay. The sample with the lowest delay is selected as an estimate of the actual delay and offset.
In addition to the estimate of the actual delay and offset between a particular client and server, a filter dispersion is calculated. This filter dispersion is interpreted as a quality indicator for that peer association.
H.1.5 Peer-selection and combining algorithms
Using the estimates of delay and offset determined by the data-filtering algorithm for each client-server peer association, the peer-selection and combining algorithms are executed. These algorithms determine which peer should be selected as the synchronization source. In addition, the adjustments that need to be made to the local-clock and related protocol variables are determined.
The peer-selection algorithm is an adaptation of an agreement algorithm based on maximum likelihood statistical principles. This algorithm also makes use of the following two observations. First, the highest reliability is usually associated with the lowest stratum and synchronization dispersion. In addition, the highest accuracy is usually associated with the lowest stratum and synchronization distance. Using this information, this algorithm reduces the candidate list based on reliability constraints and then chooses a synchronization source based on accuracy. The peer-selection algorithm first checks each peer candidate using some basic sanity checks. Then, a list is constructed of candidate peers sorted first by stratum and then by synchronization dispersion within the same stratum level. This candidate list is pruned to reach a predetermined maximum size and maximum stratum. The candidate list then is resorted by stratum and synchronization distance. The procedure terminates when a single candidate remains or the maximum select dispersion over all the candidates remaining is less than the minimum filter dispersion of any one candidate. Now that a synchronization source has been chosen, the offset of the client relative to the source is known. The local stratum is set to one greater than the stratum of the selected peer. In addition, the synchronization distance (the sum of the total round-trip delays to the root of the synchronization subnet) and the synchronization dispersion (the sum of the total dispersions to the root of the synchronization subnet) are calculated.
H.1.6 Local clock model
NTP incorporates clock training by including a local clock model that provides corrections for both phase offset and frequency.