openSUSE Leap では、 PTP の実装は linuxptp パッケージに含まれています。 zypper install linuxptp と入力して実行し、インストールを行ってください。このパッケージには、時刻同期用の ptp4l と phc2sys というプログラムが用意されています。 ptp4l は boundary clock の機能と ordinary clock の両方の機能を提供しています。ハードウエア側にタイムスタンプ機能が用意されていれば、 ptp4l は PTP のハードウエアクロックをマスタークロックに同期します。ソフトウエア側でのタイムスタンプ機能を利用する場合は、システムクロックをマスタークロックに同期します。 phc2sys はハードウエアタイムスタンプの際にのみ使用するもので、システムクロックをネットワークインターフェイス (NIC) に搭載されたハードウエアクロックに同期させるために使用します。

PTP ではカーネルのネットワークドライバに対して、ソフトウエアもしくはハードウエアのタイムスタンプ機能を必要とします。これに加えて、 NIC の物理ハードウエア側では、タイムスタンプ機能に対応していなければなりません。ドライバと NIC にタイムスタンプ機能があるかどうかを確認するには、 ethtool コマンドを使用します:

> sudo ethtool -T eth0
Time stamping parameters for eth0:
Capabilities:
hardware-transmit     (SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE)
        software-transmit     (SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE)
        hardware-receive      (SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE)
        software-receive      (SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE)
        software-system-clock (SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE)
        hardware-raw-clock    (SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE)
PTP Hardware Clock: 0
Hardware Transmit Timestamp Modes:
        off                   (HWTSTAMP_TX_OFF)
        on                    (HWTSTAMP_TX_ON)
Hardware Receive Filter Modes:
        none                  (HWTSTAMP_FILTER_NONE)
        all                   (HWTSTAMP_FILTER_ALL)

ソフトウエアタイムスタンプ機能を使用するには、下記のパラメータが表示されていなければなりません:

SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE
SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE
SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE

ハードウエアタイムスタンプ機能を使用するには、下記のパラメータが表示されていなければなりません:

SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE
SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE
SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE

ptp4l は既定ではハードウエアタイムスタンプを使用します。 root で -i オプションを指定して、ハードウエアタイムスタンプ機能に対応したネットワークインターフェイスを指定してください。なお、 -m オプションを指定すると、 ptp4l からの出力が、システムのログ機能経由ではなく標準出力に書き込まれるようになります:

> sudo ptp4l -m -i eth0
selected eth0 as PTP clock
port 1: INITIALIZING to LISTENING on INITIALIZE
port 0: INITIALIZING to LISTENING on INITIALIZE
port 1: new foreign master 00a152.fffe.0b334d-1
selected best master clock 00a152.fffe.0b334d
port 1: LISTENING to UNCALIBRATED on RS_SLAVE
master offset -25937 s0 freq +0 path delay       12340
master offset -27887 s0 freq +0 path delay       14232
master offset -38802 s0 freq +0 path delay       13847
master offset -36205 s1 freq +0 path delay       10623
master offset  -6975 s2 freq -30575 path delay   10286
port 1: UNCALIBRATED to SLAVE on MASTER_CLOCK_SELECTED
master offset  -4284 s2 freq -30135 path delay    9892

master offset 以下には、マスターとの時刻差 (ナノ秒単位) が表示されます。

s0 , s1 , s2 の各表示は、クロックサーボの状態を表しています。それぞれ s0 はロック解除状態を、 s1 はクロックステップを、 s2 はロック済み状態を表しています。サーボがロック済みの状態 ( s2 ) にある場合、 pi_offset_const オプションが負の値に設定されていると、クロックをステップさせる (大きく変更する) ことは行わず、徐々に調整するようになります (詳しくは man 8 ptp4l をお読みください) 。

freq で示されている値は、クロックの周波数調整値 (単位は ppb で、 10 億あたりの値) を表しています。

path delay には、マスターから送信された同期メッセージの見積もり遅延時間 (単位はナノ秒) を表しています。

Port 0 はローカルの PTP 管理向けに Unix ドメインソケットを使用する意味です。 Port 1 は eth0 インターフェイスの意味です。

INITIALIZING , LISTENING , UNCALIBRATED , SLAVE の表示は、それぞれ INITIALIZE , RS_SLAVE , MASTER_CLOCK_SELECTED のイベントに対するポート状態の変更例です。ポートの状態が UNCALIBRATED から SLAVE に変化すると、コンピュータは PTP のマスタークロックと同期が成功していることを表します。

-S オプションを指定することで、ソフトウエアのタイムスタンプ機能を使用することができるようになります。

> sudo ptp4l -m -S -i eth3

ptp4l をサービスとして動作させる場合は、下記のように入力して実行します:

> sudo systemctl start ptp4l

この場合、 ptp4l のオプションは /etc/sysconfig/ptp4l ファイルから読み込みが行われます。既定では、このファイルには ptp4l が /etc/ptp4l.conf から設定を読み込むように指定しています。 ptp4l のオプションや設定ファイルの構造について、詳しくは man 8 ptp4l をお読みください。

ptp4l サービスを恒久的に有効化したい場合は、下記のとおり入力して実行します:

> sudo systemctl enable ptp4l

無効化したい場合は、下記のとおり入力して実行します:

> sudo systemctl disable ptp4l

ptp4l は設定を設定ファイルから読み込むことができます。既定では設定ファイルを使用していませんので、設定ファイルを使用する場合は -f で指定する必要があります。

> sudo ptp4l -f /etc/ptp4l.conf

設定ファイルは 2 つのセクションに分かれています。グローバルセクション ( [global] ) 内には、プログラムのオプションとクロックのオプション、そして既定のポートオプションが含まれます。その他のセクションはポートごとに固有のもので、既定のポートオプションを上書きするためのものです。セクション名は設定されているポートの名前そのもので、たとえば [eth0] 等のようになります。ポートのセクション内に何も設定していないと、コマンドラインオプションを置き換えることができます。

[global]
verbose               1
time_stamping         software
[eth0]

上記のように設定を行うと、コマンドラインでは下記のような意味になります:

> sudo ptp4l -i eth0 -m -S

ptp4l で利用可能な設定オプションの一覧については、 man 8 ptp4l をお読みください。

ptp4l では遅延の測定にあたって、 2 種類の方式のうちのいずれかを使用することができます。 1 つは peer-to-peer (P2P) 、もう 1 つは end-to-end (E2E) です。

重要: 一般的な測定方法について

単一の PTP 通信経路内にある全てのクロックは、遅延の測定方式を全て同じに設定しなければなりません。 E2E 方式で動作しているポートに peer delay 要求が届いた場合や、 P2P 方式で動作しているポートに E2E delay 要求が届いた場合は、警告メッセージを表示します。

ptp4l に関するより詳しい情報を取得したい場合は、 pmc クライアントをお使いください。このコマンドは標準入力やコマンドラインからの入力を受け付け、名前で指定したアクションや管理 ID を取得します。あとはアクションを選択したトランスポート経由で送信し、受信した応答を表示します。アクションには 3 種類のものがあります。 GET は指定した情報の取得、 SET は指定した情報の更新、そして CMD (もしくは COMMAND ) は指定したイベントの開始に使用します。

既定では、管理コマンドは全てのポートを対象として実行されます。 TARGET コマンドは特定のクロックとポートを選択して、後続のコマンドを実行させるために使用します。管理 ID の完全な一覧を表示するには、 pmc help と入力して実行してください。

> sudo pmc -u -b 0 'GET TIME_STATUS_NP'
sending: GET TIME_STATUS_NP
        90f2ca.fffe.20d7e9-0 seq 0 RESPONSE MANAGEMENT TIME_STATUS_NP
                master_offset              283
                ingress_time               1361569379345936841
                cumulativeScaledRateOffset   +1.000000000
                scaledLastGmPhaseChange    0
                gmTimeBaseIndicator        0
                lastGmPhaseChange          0x0000'0000000000000000.0000
                gmPresent                  true
                gmIdentity                 00b058.feef.0b448a

-b オプションを指定すると、送信されるメッセージに設定する境界ホップ数を指定することができます。境界ホップ数に 0 を指定すると、ローカルの ptp4l インスタンスに制限する意味になります。この値を増やして行くことで、ローカルから離れた遠くの PTP ノードからのメッセージを受け取れるようになります。なお、返却された情報には、下記の項目が含まれることがあります:

pmc のコマンドラインオプションの完全な一覧について、詳しくは man 8 pmc と入力して実行してください。

PTP による時刻同期が正しく動作し、ハードウエアのタイムスタンプ機能を使用するように設定すると、 ptp4l と phc2sys は、時刻のズレに関する情報と周期的な調整に関するメッセージを、システムログ内に出力するようになります。

ptp4l の出力例:

ptp4l[351.358]: selected /dev/ptp0 as PTP clock
ptp4l[352.361]: port 1: INITIALIZING to LISTENING on INITIALIZE
ptp4l[352.361]: port 0: INITIALIZING to LISTENING on INITIALIZE
ptp4l[353.210]: port 1: new foreign master 00a069.eefe.0b442d-1
ptp4l[357.214]: selected best master clock 00a069.eefe.0b662d
ptp4l[357.214]: port 1: LISTENING to UNCALIBRATED on RS_SLAVE
ptp4l[359.224]: master offset       3304 s0 freq      +0 path delay      9202
ptp4l[360.224]: master offset       3708 s1 freq  -28492 path delay      9202
ptp4l[361.224]: master offset      -3145 s2 freq  -32637 path delay      9202
ptp4l[361.224]: port 1: UNCALIBRATED to SLAVE on MASTER_CLOCK_SELECTED
ptp4l[362.223]: master offset       -145 s2 freq  -30580 path delay      9202
ptp4l[363.223]: master offset       1043 s2 freq  -28436 path delay      8972
[...]
ptp4l[371.235]: master offset        285 s2 freq  -28511 path delay      9199
ptp4l[372.235]: master offset        -78 s2 freq  -28788 path delay      9204

phc2sys の出力例:

phc2sys[616.617]: Waiting for ptp4l...
phc2sys[628.628]: phc offset     66341 s0 freq      +0 delay   2729
phc2sys[629.628]: phc offset     64668 s1 freq  -37690 delay   2726
[...]
phc2sys[646.630]: phc offset      -333 s2 freq  -37426 delay   2747
phc2sys[646.630]: phc offset       194 s2 freq  -36999 delay   2749

ptp4l は通常、メッセージを頻繁に出力します。メッセージの頻度を減らしたい場合は、 summary_interval ディレクティブを使用して減らしてください。なお、設定する値には 2 の乗数を指定します。たとえば 1024 (= 2^10) 秒ごとにメッセージを出力するようにしたい場合、下記の行を /etc/ptp4l.conf ファイルに追加します:

summary_interval 10

phc2sys についても、出力を減らすことができます。こちらの出力を減らしたい場合は、 -u 更新間隔 オプションを指定してください。

chronyd を利用してローカルのシステム時計を同期させている場合、 ptp4l を設定して最上位クロックとして動作させ、 PTP 経由でローカルのシステム時計を配信することができます。この場合、 /etc/ptp4l.conf の priority1 オプションに下記を設定してください:

[global]
priority1 127
[eth0]

あとは ptp4l を起動します:

> sudo ptp4l -f /etc/ptp4l.conf

ハードウエアタイムスタンプ機能を使用している場合、 phc2sys を利用して、 PTP ハードウエアクロックをシステムクロックと同期させる必要があります:

> sudo phc2sys -c eth0 -s CLOCK_REALTIME -w

非常に精度の高い PTP 最上位クロックがネットワーク内に存在しているものの、 PTP に対応するスイッチやルータが存在していない場合、コンピュータを PTP スレーブに設定するとともに、 stratum-1 の NTP サーバとして設定することができます。このようなコンピュータには複数のネットワークインターフェイスが必要となるほか、最上位のクロックとネットワーク的に非常に近い場所に存在しているか、直結している必要があります。これにより、ネットワーク内でも非常に精度の高い同期を実現することができます。

ptp4l と phc2sys のプログラムを設定して、 1 つのネットワークインターフェイスで PTP によるシステムクロックの同期を行うようにします。あとは chronyd を設定して、その他のインターフェイス経由でシステム時刻を提供するようにします:

bindaddress 192.0.131.47
hwtimestamp eth1
local stratum 1

注記: NTP と DHCP について

DHCP クライアントである dhclient が NTP サーバの一覧を取得すると、既定では NTP の設定ファイル内にそれを追加します。このような動作を防ぐには:

NETCONFIG_NTP_POLICY=""

上記の内容を、 /etc/sysconfig/network/config ファイルに設定してください。