golang implémente le protocole ptp

PTP (Precision Time Protocol) est un protocole de synchronisation temporelle qui peut atteindre une synchronisation temporelle inférieure à la microseconde dans les systèmes distribués. Dans des domaines tels que l'automatisation industrielle et les communications réseau, la synchronisation temporelle est très importante. La mise en œuvre du protocole PTP a toujours été un sujet brûlant et Golang est un langage de programmation efficace. Ses caractéristiques naturelles de concurrence et son bon mécanisme de gestion de la mémoire en font l'un des langages préférés pour la mise en œuvre du protocole PTP.

1. Présentation du protocole PTP

Le protocole PTP est formulé par la norme IEEE 1588 et est principalement utilisé pour la communication réseau et la mise en œuvre de nœuds de réseau dans les systèmes distribués synchronisation temporelle entre. Le protocole PTP synchronise avec précision les informations temporelles de précision entre l'horloge de référence et l'horloge esclave via le réseau, de sorte que l'horloge de référence et l'horloge esclave soient fondamentalement cohérentes.

Le protocole PTP se compose principalement de deux rôles, l'horloge maître et l'horloge esclave. L'horloge principale diffuse le message de synchronisation via le réseau. L'horloge esclave accepte le message de synchronisation de l'horloge principale, calcule le retard avec l'horloge principale en fonction du message de demande de délai et effectue l'étalonnage de l'horloge et de l'heure via le message de suivi.

2. Golang implémente le protocole PTP

L'avantage de Golang est qu'il est très facile d'écrire du code concurrent correct, et le mécanisme de gestion de la mémoire dans Golang aide également les développeurs à résoudre des problèmes tels que les fuites de mémoire. Ces fonctionnalités sont très utiles pour la mise en œuvre du protocole PTP.

2.1 Structure du protocole PTP

Le protocole PTP se compose principalement de deux parties : message et message, nous pouvons donc les représenter en définissant des structures dans Golang.

Pour les messages dans le protocole PTP, on peut utiliser la définition suivante :

type Header struct{

   TransportSpecific uint8
   Version           uint8
   MessageLength     uint16
   DomainNumber      uint8
   Flags             PTPFlags
   CorrectionField   int64
   SourcePortIdentity PortIdentity
   SequenceID        uint16
   ControlField      uint8
   LogMessageInterval uint8

}

#🎜 🎜#Pour les messages dans le protocole PTP, nous pouvons utiliser la définition suivante :

type SyncMessage struct{

   Header Header
   OriginTimestamp uint64

}

This is a The définition du message Sync, qui comprend la structure d'en-tête et le champ OriginTimestamp. D'autres messages peuvent être définis de la même manière.

2.2 Analyse et génération du protocole PTP

Dans le processus de mise en œuvre du protocole PTP, nous devons analyser et générer des données réseau. Par conséquent, nous devons utiliser le package binaire de Golang pour analyser et générer l'ordre des octets du réseau.

En prenant le message Sync comme exemple, nous pouvons définir une fonction ParseSyncMessage pour analyser l'ordre des octets réseau du message Sync.

func ParseSyncMessage(data []byte) (*SyncMessage, erreur) {

    msg := new(SyncMessage)
    err := binary.Read(bytes.NewReader(data), binary.BigEndian, &msg.Header)
    if err != nil {
            return nil, err
    }
    err = binary.Read(bytes.NewReader(data[40:48]), binary.BigEndian, &msg.OriginTimestamp)
    if err != nil {
            return nil, err
    }
    return msg, nil

}

Cette fonction lit l'en-tête à partir des données réseau et OriginTimestamp deux champs, et renvoie une structure de type SyncMessage. Les fonctions d'analyse d'autres messages peuvent être implémentées de la même manière.

Pour générer des messages de protocole PTP, nous pouvons définir une fonction GenerateSyncMessage pour générer des messages de synchronisation. Cette fonction définit chaque champ du message Sync sur la valeur correspondante et génère enfin un message Sync dans l'ordre des octets du réseau.

func GenerateSyncMessage() ([]byte, error) {

    msg := new(SyncMessage)
    msg.Header.TransportSpecific = 0x80
    msg.Header.Version = 2
    msg.Header.MessageLength = 44
    msg.Header.DomainNumber = 0
    msg.Header.ControlField = 0x00
    msg.Header.SequenceID = 1
    msg.Header.SourcePortIdentity = PortIdentity{0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0xff, 0xfe}
    msg.Header.Flags = PTPFlag(0x00)
    msg.Header.CorrectionField = 0
    msg.OriginTimestamp = uint64(time.Now().UnixNano())
    b := new(bytes.Buffer)
    err := binary.Write(b, binary.BigEndian, &msg)
    if err != nil {
            return nil, err
    }
    return b.Bytes(), nil

}

2.3 Communication réseau du protocole PTP

#🎜 🎜Le protocole #PTP effectue principalement la synchronisation de l'horloge via des messages de synchronisation diffusés sur le réseau. Par conséquent, nous devons utiliser le package net dans Golang pour implémenter la communication réseau.

Voici la méthode d'implémentation de diffusion des messages de synchronisation sur le réseau :

func BroadCastSyncMessage() error {

    conn, err := net.ListenPacket("udp4", ":319")
    if err != nil {
            return err
    }
    defer conn.Close()

    for {
            b, err := GenerateSyncMessage()
            if err != nil {
                    return err
            }
            _, err = conn.WriteTo(b, &net.UDPAddr{IP: net.IPv4(224, 0, 1, 129), Port: 319})
            if err != nil {
                    return err
            }
            time.Sleep(time.Second)
    }
    return nil

}

#🎜 🎜#Cette fonction diffuse toujours les messages de synchronisation sur le réseau une fois par seconde. Les méthodes d'envoi d'autres messages peuvent également être mises en œuvre de manière similaire.

Summary

3. Cet article présente comment utiliser Golang pour implémenter le protocole PTP. Grâce à la définition de la structure, à l'analyse et à la génération de données réseau et à la communication réseau, nous pouvons facilement mettre en œuvre le protocole PTP et réaliser la synchronisation temporelle entre les nœuds du réseau. Les caractéristiques naturelles de concurrence de Golang et son bon mécanisme de gestion de la mémoire facilitent la mise en œuvre du protocole PTP.

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