以太网 PTP

精确时间协议 （PTP） 通过 IEEE 802.3 或 ACX 系列路由器上的以太网链路受支持。支持此功能符合 IEEE 1588-2008 规范。通过使用以太网封装方法在以太网环中的每个跃点部署 PTP，可以创建稳健、冗余和高性能的拓扑，从而实现高度精确的时间和相位同步。

ACX 系列路由器可以直接连接到不同类型的基站（例如，2G 中的基站收发器 （BTS）、3G 中的 NodeB 和 4G 网络中的 eNodeB）以及将时分复用 （TDM）、ATM 和以太网流量移交给基站控制器的不同类型的路由器。ACX 系列路由器必须从这些源中提取网络时钟，并将同步信息传递给基站，以帮助路由器与基站控制器同步。

大多数使用以太网的网络部署至少包含两个以太网环，而某些网络拓扑可能还包含最多三个以太网环。考虑以下场景：第一个环包含聚合路由器（MX 系列路由器），第二个环包含接入路由器（ACX 系列路由器）。在这样的网络中，聚合和接入以太网环中存在大约 10 或 12 个 MX 系列路由器和 ACX 系列路由器的节点。

部分连接到ACX系列路由器的4G基站需要以基于数据包的形式接收计时和同步信息。此类基站供应商仅支持对 PTP 数据包使用以太网封装进行时间和相位同步的数据包接口。因此，任何直接连接到 4G 基站的节点（ACX 系列路由器）都必须能够在主端口上使用 PTP 的以太网封装方法，以支持基于数据包的计时功能。

与基于 IPv4 的 PTP 相比，以太网 PTP 封装还有助于建立更简单、最优的网络部署模型。使用 IPv4，节点（主设备和客户端设备）参与单播协商，在该协商中，使用主节点的 IP 地址配置客户端节点，并请求从主节点向其发送单播消息。主节点是充当主时钟所在的 PTP 服务器的路由器，客户端节点是充当客户端时钟所在的 PTP 客户端的路由器。由于以太网 PTP 使用组播地址，因此客户端节点会自动了解网络中的主节点。此外，客户机节点能够立即从主节点接收组播消息，并且可以开始向主节点发送消息，而无需进行任何调配配置。

配置主时钟的接口称为主接口，配置客户端时钟的接口称为客户端接口。主接口用作主端口，客户端接口用作客户端端口。对于以太网 PTP，除了将端口或逻辑接口配置为用作主时钟或客户端时钟外，您还可以将端口或逻辑接口配置为同时充当主时钟和客户端时钟。这种类型的端口称为 动态端口、 有状态端口或 双向端口。这样的状态端口通过形成来自特定源的最短同步树，使网络能够更有效地适应计时源的引入和故障。此行为按照 ITU-T G.8265.1 频率同步规范的精确时间协议电信配置文件 中的最佳主时钟算法 （BMCA） 定义实现。

在 MX 系列和 ACX 系列路由器上，如果将同步链中的每个节点都配置为 PTP 边界时钟，则可以实现最高质量的性能。在基于以太网环网的拓扑中，您可以将端口或逻辑接口配置为主端口或客户端端口，以便在发生节点或链路故障时启用冗余。这种动态端口或双端口功能符合 IEEE 1588-2008 标准，支持在数据中心或金融应用中实施 PTP。

除了使每个节点都可配置为 PTP 边界时钟外，还需要将逻辑接口配置为主端口或客户端端口。将逻辑接口甚至共享 IP 地址配置为主端口或客户端端口时，PTP 协议堆栈可以表示动态端口，PTP 应用程序会根据默认 PTP BMCA 的输出和系统中其他端口的状态，为系统中的任何特定端口选择正确的状态（主端口或客户端端口）。

虽然 ACX 系列路由器支持以太网 PTP 功能，但 Brilliant Grand Primary 路由器（如 MX 系列路由器或 TCA Series 计时客户端）不支持以太网 PTP。在这种情况下，ACX 系列路由器充当边界时钟，PTP 客户端端口使用 IPv4 作为封装模式，主端口使用以太网作为 PTP 流量的封装模式。例如，假设名为 ACX1 的 ACX 系列路由器具有两个潜在的客户端接口，一个固定为仅客户端端口，在指向名为 MX1 的 MX 系列路由器的链路上使用 IPv4，另一个动态端口在指向另一个名为 ACX2 的 ACX 系列路由器的链路上使用以太网 PTP 充当客户端端口。此外，ACX1 还包含一个端口，该端口是使用以太网 PTP 的仅主端口，可连接到基站。

由于以太网 PTP 使用组播地址，因此客户端端口可以自动开始接收由网络上的主端口传输的组播公告消息，也可以以最少的配置或没有配置开始与主节点通信。与 IPv4 PTP 使用 IP 地址来标识主端口和客户端端口不同，与以太网 PTP 不同，组播 MAC 地址用于转发 PTP 流量。IEEE 1588 标准为以太网上的 PTP 操作定义了两种类型的组播 MAC 地址：01-80-C2-00-00-0E（链路本地组播）和 01-1B-19-00-00-00（标准以太网组播）。

将以太网 PTP 配置为 PTP 流量的组播传输模式时，请记住以下几点：

• 您可以将端口或逻辑接口配置为以太网 PTP 的主时钟，以便与支持时间和相位对齐的基站提供基于数据包的同步;此配置符合 IEEE 1588-2008 规范的附录 F。

• 两个组播 MAC 地址用于以太网上的 PTP：01-1B-19-00-00-00 和 01-80-C2-00-00-0E。第一个地址是一个更标准的以太网MAC地址，预计将被所有类型的以太网网桥和交换机以及大量基站供应商淹没。具有此 MAC 地址的节点可以是不处理 PTP 数据包的节点。第二个地址是 IEEE 802.1Q 以太网封装标准中的保留地址，需要对其进行过滤而不是转发。此 MAC 地址用于确保对 PTP 的完全端到端支持，而不是通过任何不支持 PTP 的网络元素传输数据包。此地址是 G.8275.1（用于时间或相位分布的 PTP 配置文件）的默认地址，具有此 MAC 地址的节点是支持 PTP 数据包处理的节点。

• 两个 MAC 地址 01-1B-19-00-00-00 和 01-80-C2-00-00-0E 同时在多个端口上受支持，以实现现有网络的最大灵活性和扩展性，以便将来部署。一次为其中一个 MAC 地址配置一个 PTP 端口。

• 发送 PTP 数据包时，分配给每个端口的唯一 MAC 地址作为 MAC 源地址。在 PTP 数据包中，数据包的以太网帧部分包含目标 MAC 字段。此字段包含两个 MAC 地址之一：01-1B-19-00-00-00 或 01-80-C2-00-00-0E。此外，以太网帧部分包含包含源端口 MAC 地址的源 MAC 字段和包含 PTP 以太网类型值 0x88F7 的以太网类型字段。除了以太网帧之外，PTP 数据包还包含 PTP 有效负载。

• 如果根据 PTP 应用程序中其他端口的状态，将以太网 PTP 端口配置为客户端端口和/或主端口，该动态端口可以是主端口或客户端端口，从而可以在以太网环中构建易于调配的冗余 PTP 服务，其中每个节点都配置为一个边界时钟。

• 边界时钟可以在一个端口上使用 IP（如 TCA Series 计时客户端或 MX 系列路由器）充当设备的客户端时钟，也可以在使用以太网作为封装方法的其他端口上充当客户端时钟和/或主时钟。此行为发生在单个 PTP 域号中。

• 支持最佳主时钟算法 （BMCA） 和端口状态机来确定系统中所有端口的状态以及特定端口处理 PTP 数据包的正确状态（主端口或客户端）。

• 以太网上的 PTP 支持多达 10 个节点的完全冗余和弹性基于环的配置，以实现称为长期演进时分双工 （LTE-TDD） 的第四代 （4G） 演进形式。ACX 系列路由器支持单节点或链路故障，所有节点保持正负 1.5 微秒的相位精度，与通用源匹配。

• 您可以在主端口和客户端端口之间配置非对称值，该值指示要添加到路径延迟值的值，以使延迟对称且等于动态状态端口或客户端端口上从主端口到客户端端口的路径。

• 您无法在配置了 802.1Q VLAN 标记或包含用户配置的 MAC 地址的以太网接口上启用以太网 PTP。

• 虽然您可以使用不同的封装机制（如 IPv4 和以太网）配置唯一的 PTP 客户端接口或客户端端口，但边界时钟只能对所有主端口使用一种封装方法。因此，您必须为可能用作边界时钟主端口的所有端口或逻辑接口定义 IPv4 或以太网封装。主端口根据每个端口选择链路本地标志。

• 您最多可以通过以太网端口配置 128 个 PTP，其中最多可以将 4 个端口配置为客户端，其余端口可配置为主端口。

• 在 IPv4 PTP 部署中，必须先在 PTP 主端口上配置某些基本设置，然后才能连接到主端口。以太网 PTP 提供即插即用服务，因为在将接口配置为主接口后，任何 PTP 客户端都会开始接收数据包，并且可以从主端口请求延迟响应数据包。

• 以太网 PTP 与低于版本 12.3X51 的 Junos OS 版本兼容。在 ACX 系列路由器上从先前版本升级到版本 12.3X51 及更高版本时，您可以修改先前为 IPv4 配置的客户端和主端口，以根据您的网络需求启用以太网 PTP。

• 不能使用 IP 配置完全冗余的 PTP 环。仅当使用以太网封装时，才支持完全冗余的 PTP 环。

• 不支持将动态端口与同步以太网一起配置以启用混合模式。

• 以太网上的 PTP 不支持多个 PTP 时域，类似于基于 IPv4 的 PTP。尽管单个节点可以包含为 IPv4 PTP 和以太网 PTP 配置的接口，但这两个接口必须是同一 PTP 域的一部分。

• SONET/SDH 网络定义了在 ITU G.781 标准中配置同步源的本地优先级的功能。不支持将此类本地配置的优先级添加到 PTP 源以影响 BMCA 以确定 PTP 数据包的特定路径。

• 尽管您可以将客户端端口配置为同时使用 IP 或以太网，但将根据从主端口接收的通告消息选择单个客户端端口，并且 PTP 事件数据包仅与单个主端换。

• PTP 的 IPv4 单播实施使您能够限制系统中可以同时支持的客户端端口数。在基于多播以太网的实施中，主端口未配置客户端端口信息，因此主端口无法限制其服务的客户端端口数。必须通过适当的网络规划和设计来执行此控制。

• PTP 适用于在受支持的路由器上同时在同一端口上启用的媒体访问控制安全 （MACsec） 加密。以下限制适用：

  1. 启用 MACsec 的逻辑接口 （IFL） 的最大限制为每个系统 200 个。

  2. 对于具有物理接口 （IFD） 和在不同端口上同时启用 MACsec 和 PTP 的 IFL，启用 MACsec 的端口的最大限制为每个系统 200 个。

  3. 1G 和 10G 端口上可支持的最大 IFL 数为 128。

  4. 不支持明文模式下的 PTP。

在以太网 PTP 网络中，主服务器使用组播方法发送通知、同步和延迟响应数据包。如果收到任何单播延迟请求消息，则主服务器将忽略该消息，并且不会向客户端发送延迟响应消息。PTP 客户端接收来自主主主节点或多个主节点的组播公告数据包，并使用最佳主时钟算法 （BMCA） 确定最佳主节点。客户端从选定的主时钟接收并处理同步。客户端使用组播方法向此主服务器发送延迟请求消息，并处理来自主数据库的延迟响应消息以建立同步。

系统中可以同时存在链路本地 MAC 地址和标准 802.3 组播 MAC 地址。但是，PTP 接口在某个时间点仅支持以下一项：

• 具有链路本地 MAC 地址的第 2 层组播

• 具有标准组播 MAC 地址的第 2 层组播

• IPv4 上的 PTP

同时配置 IPv4 和以太网封装时，单播协商配置仅适用于 IPv4 封装。它对以太网上的 PTP 操作无效。

在层次结构级别使用该[edit protocols ptp]语句配置stateful逻辑接口时，配置为状态或动态端口的每个接口都被视为主端口和客户端端口。尽管 ACX 系列路由器最多支持 32 个主端口和 4 个客户端端口，但使用该语句只能stateful将 4 个唯一逻辑接口配置为潜在的 PTP 主接口，因为该接口同时被视为客户端接口和主接口。不能使用 or master slave 语句将指定的接口配置为有状态或动态端口。

此示例说明如何为以太网 PTP 和 IPv4 PTP 封装配置主端口、客户端端口和动态端口，以及如何在主节点和客户端节点之间配置 PTP 流量传输的单播和组播模式。