RFC 8186 Support of the IEEE 1588 Timestamp Format in a Two-Way Active Measurement Protocol (TWAMP)

image_print
Internet Engineering Task Force (IETF)                         G. Mirsky
Request for Comments: 8186                                     ZTE Corp.
Category: Standards Track                                      I. Meilik
ISSN: 2070-1721                                                 Broadcom
                                                               June 2017

Support of the IEEE 1588 Timestamp Format in a Two-Way Active Measurement Protocol (TWAMP)

Поддержка меток формата IEEE 1588 в протоколе TWAMP

PDF

Аннотация

В этом документе описана необязательная функция для протокола активных измерения, позволяющая применять метки времени в формате протокола точного времени (Precision Time Protocol), определённом в IEEE 1588v2 в качестве альтернативы используемым в настоящее врямя меткам протокола сетевого времени (Network Time Protocol).

Статус документа

Документ относится к категории Internet Standards Track.

Документ является результатом работы IETF1 и представляет согласованный взгляд сообщества IETF. Документ прошёл открытое обсуждение и был одобрен для публикации IESG2. Дополнительную информацию о стандартах Internet можно найти в разделе 2 в RFC 7841.

Информацию о текущем статусе документа, ошибках и способах обратной связи можно найти по ссылке http://www.rfc-editor.org/info/rfc8186.

Авторские права

Авторские права (Copyright (c) 2017) принадлежат IETF Trust и лицам, указанным в качестве авторов документа. Все права защищены.

К документу применимы права и ограничения, указанные в BCP 78 и IETF Trust Legal Provisions и относящиеся к документам IETF (http://trustee.ietf.org/license-info), на момент публикации данного документа. Прочтите упомянутые документы внимательно. Фрагменты программного кода, включённые в этот документ, распространяются в соответствии с упрощённой лицензией BSD, как указано в параграфе 4.e документа IETF Trust Legal Provisions, без каких-либо гарантий (как указано в Simplified BSD License).

Оглавление

Исключено в версии HTML.

1. Введение

Протокол односторонних активных измерений (One-Way Active Measurement Protocol или OWAMP) [RFC4656] задаёт лишь формат меток времени NTP [RFC5905] для применения в протоколе OWAMP-Test. Протокол двухсторонних активных измерений (Two-Way Active Measurement Protocol или TWAMP) [RFC5357] принял формат пакетов OWAMP-Test и дополнил его форматом отражённых тестовых пакетов. Предполагается, что метки времени в пакетах отправителя и рефлектора используют 64-битовый формат NTP [RFC5905]. Протокол NTP при использовании в Internet обычно обеспечивает точность от 5 до 100 мсек. Проведённые недавно исследования показали, что 90% устройств обеспечивают точность лучше 100 мсек и 99% – лучше 1 сек. Следует отметить, что NTP синхронизирует часы плоскости управления, а не плоскости данных. Распределение времени внутри узла может поддерживаться независимым доменом NTP или через обмен между процессами в многопроцессорной распределённой системе. Любое из этих решений подвержено влиянию дополнительных задержек в очередях, негативно влияющих на точность часов в плоскости данных.

Протокол точного времени (Precision Time Protocol или PTP) [IEEE.1588] получил широкую поддержку с момента разработки OWAMP и TWAMP. В PTP использует поддержку в пути и другие механизмы, обеспечивающие точность в доли микросекунд. Протокол PTP сейчас поддерживается во многих реализациях скоростных машин пересылки, таким образом, точность PTP является точностью часов в плоскости данных. Возможность использовать более точные часы в качестве источника временных меток при измерении производительности IP является одним из преимуществ этой спецификации. Другое преимущество реализуется за счёт упрощения аппаратной части в плоскости данных. Для поддержки OWAMP или TWAMP метки времени тестового протокола должны быть преобразованы из формата PTP в NTP. Для этого нужны ресурсы, применение микрокода или дополнительных элементов обработки, что всегда ограничено. Для решения проблемы этот документ предлагает расширения протоколов Control и Test, поддерживающие использование формата IEEE 1588v2 как необязательной альтернативы формату меток NTP.

Одной из целей этой спецификации является не только возможность конечным точкам сессии применять отличный от NTP формат меток, но и поддержка совместимости с узлами, которые ещё не реализуют это расширение.

1.1. Используемые соглашения

1.1.1. Сокращения

NTP

Network Time Protocol – протокол сетевого времени

PTP

Precision Time Protocol – протокол точного времени.

TWAMP

Two-Way Active Measurement Protocol – двухсторонний протокол активных измерений.

OWAMP

One-Way Active Measurement Protocol – односторонний протокол активных измерений.

1.1.2. Уровни требований

Ключевые слова необходимо (MUST), недопустимо (MUST NOT), требуется (REQUIRED), нужно (SHALL), не следует (SHALL NOT), следует (SHOULD), не нужно (SHOULD NOT), рекомендуется (RECOMMENDED), не рекомендуется (NOT RECOMMENDED), возможно (MAY), необязательно (OPTIONAL) в данном документе интерпретируются в соответствии с BCP 14 [RFC2119] [RFC8174] тогда и только тогда, когда они выделены шрифтом, как показано здесь.

2. Расширения OWAMP и TWAMP

Соединения OWAMP организуются по процедуре, заданной в параграфе 3.1 [RFC4656], а в TWAMP применяются дополнительные шаги, описанные в параграфе 3.1 [RFC5357]. В этих процедурах поле Modes служит для идентификации и выбора конкретных свойств связи. В то же время поле Modes признается и применяется как механизм расширения [RFC6038]. Новой функции требуется 1 битовая позиция для Server и Control-Client, чтобы согласовать формат меток времени, используемый в некоторых или всех тестовых сессиях, вызванных из этого управляющего соединения. Конечная точка соединения – Session-Sender и Session-Receiver (OWAMP) или Session-Reflector (TWAMP), – поддерживающая это расширения, должна быть способна интерпретировать форматы меток времени NTP и PTPv2. Если конечная точка не поддерживает это расширения, флаг PTPv2 Timestamp должен быть сброшен (0), поскольку он размещается в поле Must Be Zero. Если флаг PTPv2 Timestamp имеет значение 0, анонсирующий узел может использовать и интерпретировать лишь метки формата NTP. Реализации OWAMP и/или TWAMP могут включать элемент настройки для обхода процесса согласования и использования вместо него локально настроенных значений.

Использование флагов PTPv2 Timestamp рассматривается в последующих параграфах. Детали выделенных значений и битовые позиции описаны в разделе 3.

2.1. Согласование формата меток при организации соединения OWAMP

В OWAMP-Test [RFC4656] элементы Session-Receiver и/или Fetch-Client интерпретируют собранные метки времени. Таким образом, Server использует поле Modes для указания форматов, которые способен интерпретировать Session-Receiver. Control-Client проверяет значения, заданные сервером для форматов меток времени и устанавливает значения в поле Modes сообщения Set-Up-Response в соответствии с форматами меток, которые может использовать Session-Sender. Правила установки флагов временных меток в поле Modes сообщений Server Greeting и Set-Up-Response и их интерпретации приведены ниже.

  • Если Session-Receiver поддерживает это расширения, то Server, организующий тестовую сессиюю от его имени, должен установить (1) флаг PTPv2 Timestamp в сообщении Server Greeting в соответствии с требованиями, приведёнными в параграфе 2. Расширения OWAMP и TWAMP. В ином случае флаг PTPv2 Timestamp сбрасывается (0) для индикации того, что Session-Receiver интерпретирует лишь формат NTP.

  • Если Control-Client получает приветственное сообщение (greeting) со сброшенным флагом PTPv2 Timestamp, Session-Sender должен использовать для меток в тестовой сессии формат NTP, а клиенту Control-Client следует установить для флага PTPv2 Timestamp значение 0 в соответствие с [RFC4656]. Если Session-Sender не может использовать метки NTP, клиенту Control-Client следует закрыть соединение TCP, связанное с сессией OWAMP-Control.

  • Если Control-Client получает приветственное сообщение с установленным флагом PTPv2 Timestamp и Session-Sender может создавать метки формата PTPv2, клиент Control-Client должен установить (1) флаг PTPv2 Timestamp в поле Modes сообщения Set-Up-Response, Session-Sender должен использовать формат PTPv2.

  • Если Session-Sender не поддерживает это расширение и может создавать метки только в формате NTP, флаг PTPv2 Timestamp в поле Modes сообщения Set-Up-Response будет сбрасываться (0) как часть поля Must Be Zero и Session-Sender будет использовать формат NTP.

Если OWAMP-Control использует команды Fetch-Session, выбор и использование формата меток времени определяется локальным решением Session-Sender и Session-Receiver.

2.2. Согласование формата меток при организации соединения TWAMP

В TWAMP-Test [RFC5357] отправитель Session-Sender интерпретирует собранные метки времени. Поэтому в поле Modes сервер анонсирует форматы меток, которые Session-Reflector может использовать в сообщении TWAMP-Test. Выбор формата меток для использования Session-Sender определяется локальным решением. Control-Client проверяет поле Modes и устанавливает флаги меток для индикации формата, который будет использовать Session-Reflector. Правила установки и интерпретации флагов указаны ниже.

  • Сервер должен установить (1) флаг PTPv2 Timestamp в приветственном сообщении, если Session-Reflector может создавать метки в формате PTPv2. В ином случая флаг PTPv2 Timestamp должен сбрасываться (0).

  • Если флаг PTPv2 Timestamp в принятом сообщении Server Greeting сброшен (0), Session-Reflector не поддерживает это расширение и будет использовать формат NTP. Клиенту Control-Client следует сбросить (0) флаг PTPv2 Timestamp в сообщении Set-Up-Response в соответствии с [RFC4656].

  • Control-Client должен установить (1) флаг PTPv2 Timestamp в поле Modes сообщения Set-Up-Response, если Server указал, что Session-Reflector может применять метки формата PTPv2. В противном случае флаг должен быть сброшен (0).

  • Если флаг PTPv2 Timestamp в сообщении Set-Up-Response сброшен (0), это значит, что Session-Sender может интерпретировать лишь метки NTP, поэтому Session-Reflector должен использовать формат NTP. Если Session-Reflector не поддерживает формат NTP, сервер должен закрыть соединение TCP, связанное с сессией TWAMP-Control.

2.3. Обновления OWAMP-Test и TWAMP-Test

Участники тестовой сессии должны указать, какой формат меток времени они будут применять. В настоящее время для этого служит поле Z в Error Estimate, определённое в параграфе 4.1.2 [RFC4656]. Однако этот документ расширяет Error Estimate для указания формата собираемых меток в дополнение к оценке ошибки синхронизации. Эта спецификация также меняет семантику бита Z (поле между S и Scale fields) для указания формата Timestamp. Поле должно иметь значение 0 для 64-битового формата NTP и 1 для усечённого формата PTPv2.

Поэтому значение поля Z из Error Estimate, Sender Error Estimate (TWAMP) или Send Error Estimate (OWAMP) и Receive Error Estimate не следует игнорировать и оно должно использоваться при расчёте показателей задержки и её вариаций на основе собранных меток времени.

2.3.1. Режим TWAMP Light

Этот документ не задаёт способ информирования Session-Sender и Session-Reflector в режиме TWAMP Light об используемом формате меток времени. Предполагается, что может применяться, например, конфигурация, направляющая Session-Sender и Session-Reflector на использование формата меток в соответствии с их возможностями и правилами из параграфа 2.2.

3. Взаимодействие с IANA

Агентство IANA зарегистрировало PTPv2 Timestamp в реестре TWAMP-Modes [RFC5618].

Таблица 1. Новая возможность временных меток.

Битовая позиция

Описание

Семантика

Документ

9

PTPv2 Timestamp Capability

Раздел 2

RFC 8186 (этот документ)

4. Вопросы безопасности

Использование определённого формата меток времени в тестовой сессии не создаёт дополнительной угрозы безопасности для хостов, взаимодействующих с OWAMP и/или TWAMP, как определено в [RFC4656] и [RFC5357], соответственно. Соображения безопасности, применимые к любому активному измерению в работающей сети, уместны и здесь. См. разделы «Вопросы безопасности» в [RFC4656] и [RFC5357].

5. Нормативные документы

[IEEE.1588] IEEE, “IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems”, IEEE Std 1588-2008, DOI 10.1109/IEEESTD.2008.4579760.

[RFC2119] Bradner, S., “Key words for use in RFCs to Indicate Requirement Levels”, BCP 14, RFC 2119, DOI 10.17487/RFC2119, March 1997, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc2119>.

[RFC4656] Shalunov, S., Teitelbaum, B., Karp, A., Boote, J., and M. Zekauskas, “A One-way Active Measurement Protocol (OWAMP)”, RFC 4656, DOI 10.17487/RFC4656, September 2006, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc4656>.

[RFC5357] Hedayat, K., Krzanowski, R., Morton, A., Yum, K., and J. Babiarz, “A Two-Way Active Measurement Protocol (TWAMP)”, RFC 5357, DOI 10.17487/RFC5357, October 2008, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc5357>.

[RFC5618] Morton, A. and K. Hedayat, “Mixed Security Mode for the Two-Way Active Measurement Protocol (TWAMP)”, RFC 5618, DOI 10.17487/RFC5618, August 2009, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc5618>.

[RFC5905] Mills, D., Martin, J., Ed., Burbank, J., and W. Kasch, “Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification”, RFC 5905, DOI 10.17487/RFC5905, June 2010, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc5905>.

[RFC6038] Morton, A. and L. Ciavattone, “Two-Way Active Measurement Protocol (TWAMP) Reflect Octets and Symmetrical Size Features”, RFC 6038, DOI 10.17487/RFC6038, October 2010, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc6038>.

[RFC8174] Leiba, B., “Ambiguity of Uppercase vs Lowercase in RFC 2119 Key Words”, BCP 14, RFC 8174, DOI 10.17487/RFC8174, May 2017, <http://www.rfc-editor.org/info/rfc8174>.

Благодарности

Авторы признательны Ramanathan Lakshmikanthan и Suchit Bansal за дельные предложения. Спасибо также David Allan за тщательное рецензирование и вдумчивые комментарии.

Адреса авторов

Greg Mirsky

ZTE Corp.

Email: gregimirsky@gmail.com

Israel Meilik

Broadcom

Email: israel@broadcom.com


Перевод на русский язык

Николай Малых

nmalykh@protokols.ru

1Internet Engineering Task Force – комиссия по решению инженерных задач Internet.

2Internet Engineering Steering Group – комиссия по инженерным разработкам Internet.

Запись опубликована в рубрике RFC. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий