PTP について
PTP は、ネットワークに分散したノード間で時刻同期を行うプロトコルで、IEEE 1588 に定義されています。PTP を使用すると、イーサネット ネットワークを介して 1 マイクロ秒未満の精度で、分散したクロックを同期できます。
PTP システムは、PTP および非 PTP デバイスの組み合わせで構成できます。PTP デバイスには、オーディナリ クロック、境界クロック、およびトランスペアレント クロックが含まれます。非 PTP デバイスには、通常のネットワーク スイッチやルータなどのインフラストラクチャ デバイスが含まれます。
PTP は、システムのリアルタイム PTP クロックが相互に同期する方法を指定する分散プロトコルです。これらのクロックは、グランドマスター クロック（階層の最上部にあるクロック）を持つマスター/スレーブ同期階層に編成され、システム全体の時間基準を決定します。同期は、タイミング情報を使用して階層のマスターの時刻にクロックを調整するメンバーと、PTP タイミング メッセージを交換することによって実現されます。PTP は、PTP ドメインと呼ばれる論理範囲内で動作します。
PTP は次の機能をサポートしています。
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マルチキャスト PTP 転送：マルチキャスト転送モードでは、PTP はデバイス間の通信に IEEE 1588 標準に従ってマルチキャスト宛先 IP アドレス 224.0.1.129 を使用します。送信元 IP アドレスの場合、PTP ドメインでユーザが設定可能なグローバル IP アドレスを使用します。
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PTP マルチキャスト設定は、L2 または L3 の物理インターフェイスでのみサポートされます。PTP は、ポートチャネル、SVI、トンネルなどの仮想インターフェイスではサポートされません。
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IP over UDP over PTP カプセル化：PTP は、IP 上のトランスポート プロトコルとして UDP を使用します。PTP はイベント メッセージに UDP ポート 319 を使用し、デバイス間の一般的なメッセージ通信に 320 を使用します。
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PTP プロファイル：PTP はデフォルト（1588）および SMPTE 2059-2 プロファイルをサポートします。すべての同期要求間隔と遅延要求間隔が異なります。デフォルトプロファイルの詳細については、IEEE 1588 を参照してください。SMPTE 2059-2 の詳細については、それぞれの仕様を参照してください。
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パス遅延測定：マスターとスレーブのデバイス間の遅延を測定する遅延要求および応答メカニズムをサポートします。
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メッセージ間隔：デバイス間でアナウンス、同期、および遅延要求メッセージを送信する必要がある間隔を設定できます。
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ベスト マスター クロック（BMC）の選択：BMC アルゴリズムは、1588 仕様に従って受信したアナウンス メッセージに基づいて、PTP 対応インターフェイスのマスター、スレーブ、およびパッシブ状態を選択するために使用されます。
PTP デバイス タイプ
PTP デバイス タイプは設定可能で、クロック タイプの設定に使用できます。
クロック
次のクロックは、一般的な PTP デバイスです。
- オーディナリ クロック
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エンド ホストと同様に、単一の物理ポートに基づいてネットワークと通信します。オーディナリ クロックはグランドマスター クロックとして動作できます。
- 境界クロック
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通常、複数の物理ポートがあり、各ポートはオーディナリ クロックのポートのように動作します。ただし、各ポートはローカル クロックを共有し、クロックのデータ セットはすべてのポートに共通です。各ポートは、境界クロックのその他すべてのポートから使用可能な最善のクロックに基づいて、個々の状態を、マスター（それに接続されている他のポートを同期する）またはスレーブ（ダウンストリーム ポートに同期する）に決定します。同期とマスター/スレーブ階層の確立に関するメッセージは、境界クロックのプロトコル エンジンで終了し、転送されません。
- トランスペアレント クロック
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通常のスイッチやルータなどのすべての PTP メッセージを転送しますが、スイッチでのパケットの滞留時間（パケットがトランスペアレント クロックを通過するために要した時間）と、場合によってはパケットの入力ポートのリンク遅延を測定します。トランスペアレント クロックはグランドマスター クロックに同期する必要がないため、ポートの状態はありません。
次の 2 種類のトランスペアレント クロックがあります。
- エンドツーエンド トランスペアレント クロック
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PTP メッセージの滞留時間を測定し、PTP メッセージまたは関連付けられたフォローアップ メッセージの修正フィールドの時間を収集します。
- ピアツーピア トランスペアレント クロック
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PTP メッセージの滞留時間を測定し、各ポートと、リンクを共有する他のノードの同じように装備されたポートとの間のリンク遅延を計算します。パケットの場合、この着信リンクの遅延は、PTP メッセージまたは関連付けられたフォローアップ メッセージの修正フィールドの滞留時間に追加されます。
 （注） |
PTP は境界クロック モードのみで動作します。シスコでは、スイッチに接続された、同期を必要とするクロックが含まれるサーバを使用して、グランドマスター クロック（10 MHz）アップストリームを配置することを推奨します。 エンドツーエンド トランスペアレント クロック モードとピアツーピア トランスペアレント クロック モードはサポートされません。 |
クロック モード
IEEE 1588 規格は、PTP をサポートするデバイスが 1 ステップと 2 ステップで動作するための 2 つのクロックモードを指定しています。
1 ステップ モード：
1 ステップ モードでは、クロック同期メッセージに、マスター ポートがメッセージを送信した時刻が含まれます。ASIC は、同期メッセージがポートを出るときにタイムスタンプを追加します。
スレーブ ポートは、同期メッセージの一部として送信されるタイムスタンプを使用します。
2 ステップ モード：
2 ステップ モードでは、同期メッセージがポートを出た時刻は後続のフォローアップ メッセージで送信されます。これは、デフォルトのモードです。
（注） |
Cisco Nexus 3550-T リリース 10.2（3t）は 2 ステップ モードのみをサポートします。 |
PTP プロセス
PTP プロセスは、マスター/スレーブ階層の確立とクロックの同期の 2 つのフェーズで構成されます。
PTP ドメイン内では、オーディナリ クロックまたは境界クロックの各ポートが、次のプロセスに従ってステートを決定します。
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受信したすべての（マスター ステートのポートによって発行された）アナウンス メッセージの内容を検査します
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外部マスターのデータ セット（アナウンス メッセージ内）とローカル クロックで、優先順位、クロック クラス、精度などを比較します
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自身のステートがマスターまたはスレーブのいずれであるかを決定します
オーディナリ クロックと境界クロックは、Sync 、Delay_Req 、Follow_Up 、Delay_Resp イベント メッセージを使用してタイミング情報を生成し、伝えます。
これらのメッセージは、次のシーケンスで送信されます。
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マスターが、スレーブに Sync メッセージを送信し、それが送信された時刻
（t1）を記録します。1 ステップ Sync メッセージの場合、メッセージはマスターから送り出された時刻を示します。2 ステップ メッセージの場合、この時刻は、後続の Follow-Up イベントメッセージで送信されます。 -
スレーブは、Sync メッセージを受信し、受信した時刻
（t2）を記録します。 -
マスターはスレーブに対し、タイムスタンプ
t1を、Follow_Up イベント メッセージに埋め込むことにより送信します。 -
スレーブはマスターに対し、Delay_Req メッセージを送信し、送信した時刻
t3を記録します。 -
マスターは Delay_Req メッセージを受信し、受信した時刻、
t4を記録します。 -
マスターはスレーブに対し、タイムスタンプ
t4を、Delay_Resp メッセージに埋め込むことによって送信します。 -
このシーケンスの後、スレーブは 4 つすべてのタイムスタンプを所有します。これらのタイムスタンプを使用して、マスターに対するスレーブ クロックのオフセットと、2 つのクロック間のメッセージの平均伝達時間を計算できます。
次の図は、タイミング情報を生成して通信する PTP プロセスのイベント メッセージを示しています。
図 1. PTP プロセス 
PTP のハイ アベイラビリティ
PTP のステートフル リスタートはサポートされません。リブート後に、実行中の構成が適用されます。
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