前提提要：采用飞凌 嵌入式 的OK1028A-C开发板进行TSN相关功能的测试，OK1028A-C开发板基于NXP LS1028A处理器设计，双核 ARM Cortex-A72，原生支持6个千兆以太网接口，并内置一个支持TSN的4端口switch，后续TSN的相关子协议功能测试都将基于该开发板展开。
时间同步原理
报文类型分类
最优主时钟算法
PTP域内的各时钟节点在通过BMC协议动态选举最优时钟时，会依据Announce报文中所携带的时钟的第一优先级、时间等级、时间精度和第二优先级的次序依次进行比较，获胜者将成为最优时钟。比较规则如下：
图：时间同步报文中参与最优主时钟算法的相关字段
图：最优主时钟选举后的各网络端口角色分配
时间同步
PTP同步的基本原理如下：确认了时钟之间的主从关系之后，主、从时钟之间交互PTP协议报文并记录报文的收发时间，通过计算PTP协议报文往返的时间差来计算主、从时钟之间的往返总延时。如果两个方向的传输延时相同，则往返总延时的一半就是单向延时。从时钟根据这个单向延时、主时钟上Sync报文的发送时间和从时钟上接收Sync报文的时间差计算时间偏差，从时钟按照该时间偏差来调整本地时间，就可以实现从时钟与主时钟的同步。
时延测量
E2E（End-to-End）时延测量
主、从时钟间的往返总延时 = (t2 – t1) + (t4 – t3)
主、从时钟间的单向延时 = [(t2 – t1) + (t4 – t3)] / 2 = [(t4 – t1) – (t3 – t2)] / 2
注：这里的形式变化是有原因的，因为等式左边的计算方式的前提是主、从时钟的频率一致才能进行计算，如果主从时钟的频率不一致，那么可以将等式右边的式子中将（t4 – t1）乘上主时钟相对于从时钟的时钟频率比，当主从时钟的设备不同时，这点需要特别注意
其他细节：单步同步与两步同步，延时计算滤波（滑动平均、指数滤波），主从时钟频率比计算、时延非对称
P2P（Peer-to-Peer）时延测量
时延测量方式同E2E，时钟间的单向延时 = [(t4 – t1) – (t3 – t2)] / 2
注：以上两端时钟不是master与slave的关系，而是对等的clock A与clock B，任何一个节点都可以是发起端。
E2E与P2P的差异
PTP域中时钟节点使用的链路时延测量机制必须相同，对于时钟节点类型全为BC（边界时钟）和OC（普通时钟）的PTP网络，使用端到端时延请求应答机制和点到点时延机制基本没有区别。
E2E（End-to-End）时延测量是指从数据的源头到目的地的整个路径上测量时延。它涵盖了数据在网络中的传输、处理和传递的所有环节，包括发送端、中间节点和接收端。E2E时延测量可以提供整个通信链路的总体时延信息，帮助评估网络的性能和效率。允许链路中间存在不支持PTP协议的网络设备。
P2P（Peer-to-Peer）时延测量是指在点对点通信中测量时延。它主要关注两个直接通信的节点之间的时延，不涉及中间节点的传输和处理。
总结来说，E2E时延测量是全路径的时延测量，包括了数据在网络中的传输和处理过程，而P2P时延测量是点对点的时延测量，只关注两个直接通信节点之间的时延。
频率同步
由于时间同步域中网络设备之间存在差异，且时钟源存在温漂等，将会导致主从时钟之间的时钟频率存在差异，所以在进行时钟同步时需要进行频率校正。时钟间的单向延时 = [r * (t4 – t1) – (t3 – t2)] /2，其中r即主从时钟之间的频率比。一般的计算方式为：
r = (T(n＋1)－Tn)/(T(n＋1)‘－Tn’)
时间偏差测量：主时钟按周期向从时钟发送Sync报文，并记录它的发送时间Tn’。从时钟接收到Sync报文时立刻把当前时刻Tn记下，于是得到主从时钟的“时间偏差=(Tn－Tn’)－单向链路延时”。
验证步骤
其中A板的eno0端口IP设置为192.168.1.10，命令为
ifconfig eno0 192.168.1.10
B板的创建网桥br0，并将4个QGMII端口绑定到br0上，并设置br0端口IP，然后设置swp3端口IP和MAC，命令为
brctl addbr br0 //创建网桥br0
brctl addif br0 swp0 //将端口swp0绑定到br0
brctl addif br0 swp1
brctl addif br0 swp2
brctl addif br0 swp3
ifconfig br0 up //打开网桥br0
ifconfig swp0 up //打开端口swp0
ifconfig swp1 up
ifconfig swp2 up
ifconfig swp3 up
ifconfig br0 192.168.1.1 //设置网桥br0 IP地址
ifconfig swp3 192.168.1.13 //设置端口swp3 IP地址，正常来说交换机端口没有IP地址一说，这里是为了方便PC抓包
ifconfig swp3 hw ether <MAC地址> //设置端口swp3 MAC地址，需与eno2 MAC地址不同
ifconfig setageing br0 0 //将老化时间设置为0，方便抓包
ptp4l -i eno0 -m -2
在B板执行命令:
ptp4l -i swp0 -m -2
B板被选择为从时钟，B板的终端界面中可以看到其与主时钟的时钟偏移，以及链路延迟等状态。
master offset值表示从主设备测量的偏移量（以纳秒为单位）；
s0，s1，s2表示时钟伺服器的不一样状态，s0表示未锁定，s1表示正在同步，s2表示锁定，锁定状态表示不会再发生阶跃性同步，只是缓慢调整；
当从端口状态改变UNCALIBRATED 到SLAVE时，表示已经成功地与一个PTP主时钟同步。
状态稳定后的时钟偏移在20ns以内，链路延迟在940ns左右
首先将A板和B板中/usr/share/doc/linuxptp/gPTP.cfg文件中的neighborPropDelayThresh参数注释掉
然后A板和B板分别执行以下命令
ptp4l -i eno0 -f /usr/share/doc/linuxptp/1 gPTP.cfg -m -2
ptp4l -i swp0 -f /usr/share/doc/linuxptp/gPTP.cfg -m -2
执行结果如下：
抓包
因为开发板无法进行端口镜像，采用将网桥br0的老化时间设置为0的方式进行抓包，这种抓包方式只能抓取单方向的数据包，即A板发送B板的数据包，所以按照最优主时钟算法，B板只能作为从时钟使用，在这种情况下，PC端只能抓取从时钟发送给主时钟的时间同步报文，可以通过以下命令指强制A板为从时钟的方式，使B板成为主时钟，此时再进行时间同步时，PC端即可抓取主时钟发送给从时钟的时间同步报文
ptp4l 1 -i eno0 -m -2 -s
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