基于多核处理器的NTP服务器设计实现及响应能力研究

发布时间：2024-01-29 10:49

　　随着现代社会网络技术的快速发展,国防、经济、工业、通信、电力等各个领域对网络授时的需求日益强烈,网络用户数量急剧增加,对NTP网络时间服务器的响应能力提出了更高的要求。论文选题结合国家授时中心“一三五”重点培育方向高性能时间频率仪器研制发展目标和时间用户对多核NTP服务器的需求,基于树莓派多核处理器和Linux环境设计实现了NTP服务器平台,并开展了服务器响应能力定量试验研究,具有一定的研究意义和工程应用价值,论文主要工作如下:(1)分析了影响NTP服务器响应能力的主要因素:请求处理能力和网络数据传输速度;从这两个因素入手,对服务器硬件平台进行了设计选型,基于四核ARM处理器和Ublox NEO-M8T GNSS接收模块实现了NTP服务器硬件平台,具备百兆、千兆网络带宽可选和处理器内核数可配置能力,具备响应能力定量试验能力;(2)基于硬件平台进行了软件设计,实现了具有四核处理器的NTP服务器的授时服务功能,并且能够以软件方式对处理器的内核数进行配置;实现了从Ublox NEO-M8T模块读取UTC时间信号并利用此信号对服务器本地时钟的校准;基于Windows环境设计实现了NTP服务器响...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究工作
    1.4 论文内容安排
第2章 NTP授时技术原理分析
    2.1 NTP协议简介
    2.2 NTP时间同步原理
    2.3 NTP报文格式
    2.4 NTP多级网络结构
    2.5 NTP工作模式
第3章 多核NTP服务器的设计方案
    3.1 NTP服务器的组成结构及设计工作
        3.1.1 授时单元设计工作
        3.1.2 守时单元设计工作
    3.2 NTP服务器的硬件选型
        3.2.1 多核处理器选型
        3.2.2 UTC时间源选型
        3.2.3 硬件连接方式
    3.3 NTP服务器测试平台设计
        3.3.1 时间服务功能测试方法设计
        3.3.2 时间服务精度测试方法设计
        3.3.3 响应能力测试方法设计
第4章 授时单元软件设计实现
    4.1 网络报文接收和发送程序设计实现
    4.2 请求报文数据处理程序设计实现
    4.3 基于多核处理器的程序设计实现
        4.3.1 单线程程序设计实现
        4.3.2 双线程程序设计实现
        4.3.3 Linux的线程调度策略
第5章 守时单元软件设计实现
    5.1 Linux系统时钟原理分析
        5.1.1 系统时钟的硬件组成
        5.1.2 内核的时钟构建方法
    5.2 系统时钟校准方法设计
    5.3 GNRMC数据帧解析程序设计实现
    5.4 UTC时间格式到累加秒的转换
    5.5 1PPS中断处理程序设计实现
第6章 多核NTP服务器的测试
    6.1 时间服务功能测试
        6.1.1 基于Windows客户端软件的测试
        6.1.2 基于专业客户端软件的测试
        6.1.3 Wireshark捕获报文结果
    6.2 时间服务精度测试
        6.2.1 多核NTP服务器测试
        6.2.2 S350 NTP服务器测试
        6.2.3 测试结果比较分析
    6.3 响应能力测试
        6.3.1 响应能力测试软件设计实现
        6.3.2 响应能力测试结果
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3888039