インターネットにおける時刻サービスの精度評価

Abstract

The Network Time Protocol (NTP) provides a mechanism for synchronizing timekeeping within a set of distributed time servers and clients. Primary time servers are synchronized with the standard time by radio broadcast services or GPS (Global Positioning System) satellite to the standard time. A client sends an NTP message to one or more servers and processes the replied messages to adjust the local clock. In the NTP adjustment procedure, the local clock is gradually adjusted, considering the roundtrip delay on the network path between server-client pair. This paper describes an experimental evaluation of the accuracy of precision timekeeping using NTP. In the experiments the host local clock, which is synchronized by NTP, is compared with the time standard generated by the GPS receiver. Two different paths, Ethernet and ISDN (Integrated Service Digital Network) packet circuit, are used for the experiment to evaluate the performance of NTP. The timekeeping accuracy is estimated to be about 5 ms for Ethernet and 40 ms for an ISDN packet circuit. The effect of CPU (Central Processing Unit) processing speed on the synchronization process in NTP is also measured by changing CPUs, from i486SX (25 MHz) to i486DX2 (50 MHz) in the same machine. However, the effect cannot be found on the timekeeping accuracy by the CPU change in this experiment.

ネットワークタイムプロトコル(NTP)は１組の分散型時刻サーバおよびクライアント内への時刻同期機構を有する。1次時刻サーバは無線放送サービスまたはGPS(全地球測位システム)衛星によって標準時刻に同期されている。クライアントはNTPメッセージを1つまたは複数のサーバに送り、ローカルな時刻に調整するよう返送メッセージを処理する。NTP調整手順に関して，サーバとクライアント対間のネットワークパス上の通信遅延時間を考慮し、ローカルな時刻を緩やかに調整する。この論文は、NTPを使った精密時刻同期の実験的評価について論じた。実験においてはホストのローカル時計はNTPによって同期されており、GPS受信機で生成された時刻標準と比較する。2つの異なった経路、すなわちイーサネットとISDN(統合サービスデジタル回線)パケット回線網をNTPの性能評価実験に使う。時刻同期の精度はイーサネットで約5ms、ISDNパケット回線網で40msと評価された。CPU(中央処理装置)処理速度がNTPにおける同期処理に及ぼす効果も同じ計算機でi486SX(25MHz)からi486SX(50MHz)にCPUを変えて測定した。しかし、この実験ではCPUを変えたことによる時刻同期の精度への影響は見いだせなかった。