CN101449520A - 网络时间协议精确时间戳标记服务 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提出了用于减小NTP服务器所创建的接收和发送时间戳中的不确定性的方法和系统。接收时间戳中的不确定性是通过如下方式来消除的：在传入分组可能通过穿越时间戳标记系统中的各个软件层被延迟之前，将到达时间记录在NTP服务器的硬件时钟中。发送时间戳中的不确定性是通过如下方式来消除的：使用对由等待时间估计过滤器计算出的发送等待时间的估计向外出分组提供将来的时间戳。随后，实际离开时间被用于重新计算并更新对发送等待时间的估计。以这种方式，对时间戳标记功能更好控制可以按照保持与当前NTP标准之间的相互兼容性的方式被实现在现有NTP服务器中。

Description

网络时间协议精确时间戳标记服务

技术领域

本发明的实施例一般地涉及提高数据网络上的发射器和接收器路径之间的时间偏移精确性，更具体而言，涉及网络时间协议精确时间戳标记服务(precision timestamping service)。

背景技术

在很多通信应用中，网络中的每个元件具有其自己的内部时钟，该时钟的运行独立于网络中的其他时钟。当网络是同步网络时，例如在很多电信应用中以及在高速广域网中，这些时钟必须与服务器同步。在遗留电信网络中，网络元件使用诸如T1和SONET之类的“TDM”链路，这些“TDM”链路本身能够在物理层上从服务器向客户端运载定时信息。但是，一般认为下一代网络将基于分组交换基础构架，因此，将使用基于分组的用于传输定时信息的方法。用于同步分组交换数据网络中的时钟的方法之一是网络时间协议(NTP)。

商用NTP服务器通常采用高度精确的基于硬件的时钟，所述时钟遵循外部标准。进而，NTP客户端将手工分组小心地发送到NTP服务器并分析服务器的回复，以便确定客户端时钟相对于服务器时钟的偏移量。典型的分组包含四个时间戳。时间戳被设计用于精确计时客户端/服务器时间分组交换的发送和接收路径，以便使得可以计算出端点之间的往返延迟和客户端时钟的偏移量。但是，虽然NTP服务器处基于硬件的时钟高度精确，但是如果在NTP服务器中存在任何与时间戳标记功能相关联的不精确性，NTP服务器则会在提供给客户端的时间戳中引入误差。随后，这些误差传播到客户端时钟并且损害客户端时钟的准确性。

NTP服务器所创建的时间戳中的大多数不精确性是由各个软件层引入的，包括设备驱动器、网络栈和越来越多的非实时操作系统的使用。这在图1中被示出，该图概念性地图示出根据现有技术的典型NTP系统100中的分组时间戳标记流。大多数现有的NTP服务器包括诸如NTP系统100之类的系统。通常，分组中的时间戳被看作反映出涉及物理层接口的到达或离开的时刻。参考图1，物理层与以太网PHY110相关联。在此情况下，到达时间指的是每个传入分组的第一(或指定)比特跨越外部环境(未示出)和以太网PHY110之间的边界的时刻。同样，离开时间指的是每个外出分组的第一(或指定)比特跨越以太网PHY110和外部环境之间的所述边界的时刻。

如图1所示，当传入分组102到达NTP系统100时，其穿过如下的若干实体：与以太网PHY 110相关联的物理层、以太网媒体访问控制器(MAC)120、操作系统(O/S)服务130和NTP应用140。这些实体中的一些是物理的(例如以太网MAC 120)，一些是逻辑的(例如O/S服务130)。传入分组102的路径由箭头112、122和132示出。如箭头142所示，NTP应用140仅在传入分组102跨越以太网PHY 110、以太网MAC120和O/S服务130并实际到达NTP应用140之后，向硬件时钟150请求时间戳以便记录到传入分组102中(这种时间戳在这里被称为“接收时间戳”)。在接收到来自NTP应用140的请求之后，硬件时钟150将当前时间值作为接收时间戳发送，如时间戳144所示。因此，在NTP系统100处的实际到达时间与NTP应用140实际读取硬件时钟150以确认接收时间戳的值的时间之间存在一延迟，该延迟带有极大的随机分量。

对于离开NTP系统100的外出分组104会发生类似状况。NTP应用140从硬件时钟150读取当前时间值，并将该值作为时间戳插入到外出分组104的适当字段中(这种时间戳在这里被称为“发送时间戳”)。在插入该发送时间戳之后，NTP应用140在箭头134、124和114所示的路径上发送外出分组104。同样，由于外出分组104必须首先穿过O/S服务130、以太网MAC 120和以太网PHY 110，因此在从硬件时钟150获得发送时间戳的时间与从NTP系统100的实际离开时间之间存在一延迟，该延迟带有极大的随机分量。因此，不精确的接收和发送时间戳从NTP系统100传播到客户端时钟，并对客户端时钟处的时间保持和速率保持设置了基线误差。

如前所述，本领域中需要一种改进的NTP时间戳标记方法，该方法能够对NTP分组的转移提供更精确且稳定的测量。

发明内容

本发明的一个实施例提出一种用于建立将被网络时间协议(NTP)服务器插入到外出分组中的发送时间戳的方法。该方法包括以下步骤：向NTP服务器中的硬件时钟请求当前时间，并且向等待时间估计过滤器(LEF)请求校正项，其中校正项是对与外出分组在跨越与外部环境之间的边界之前穿过各个软件层相关联的发送等待时间的估计。该方法还包括以下步骤：将当前时间和校正项之和插入到外出分组中，作为发送时间戳；将带有发送时间戳的外出分组放置到出站队列中；触发硬件时钟来锁存外出分组的离开时间；执行LEF算法的步骤，以通过计算发送时间戳和锁存的离开时间之间的偏移量来更新校正项，以在下一外出分组中获得更精确的发送时间戳；存储所更新的校正项；并使用所更新的校正项将发送时间戳插入到下一外出分组中。

所公开的系统和方法的一个优点在于对时间戳标记功能的改进控制可以被实现在现有的NTP服务器中，而不会引入与遵循当前NTP标准的其他服务器和客户端之间的相互不兼容性的风险。重要的是，所公开的方法包括以与当前NTP标准维持兼容性的方式利用分组时间戳标记引擎和等待时间估计过滤器的步骤。以这种方式，到达时间和离开时间被硬件检测和寄存，从而实现高精确度，并且可以避免与设备驱动器、网络栈、操作系统等相关联的不确定性。结果，更精确且稳定的NTP服务器时间戳被提供到NTP客户端。

附图说明

为了可以详细理解本发明的上述特征，可以通过参考实施例来对以上简要概括的本发明进行更具体的描述，其中某些实施例在附图中被示出。但是，需要注意，附图仅仅示出本发明的典型实施例，因此不应该看作限制本发明的范围，因为本发明可以包含其他同样效果的实施例。

图1是根据现有技术的典型NTP系统中的分组时间戳标记流程的概念性示意图；

图2示出根据本发明一个实施例包含在NTP分组的头部中的时间戳；

图3是根据本发明一个实施例的精确时间戳标记服务(PTS)系统中的分组时间戳标记流程的概念性示意图；

图4示出根据本发明一个实施例由图3的PTS系统执行的方法步骤的流程图；

图5示出根据本发明一个实施例由图3的等待时间估计过滤器执行的方法步骤的流程图；以及

图6是被配置用于实现本发明的一个或多个方面的精确NTP服务器的概念性示意图。

具体实施方式

图2示出根据本发明一个实施例包含在NTP分组的头部中的时间戳。如图2所示，沿时间线200的每个时间测量包含四个时间戳，这四个时间戳被定义如下：T₁是代表发起于客户端时钟210的分组的发送起始时间的最佳估计的时间戳；T₂是代表终止于精确NTP服务器时钟220的分组的接收终止时间的最佳估计的时间戳；T₃是代表发起于精确NTP服务器时钟220的分组的发送起始时间的最佳估计的时间戳；以及T₄是代表终止于客户端时钟210的分组的接收终止时间的最佳估计的时间戳。在时间测量之后，这四个时间戳根据以下原理被用于计算端点之间的往返延迟和客户端时间210的偏移量：

a)延迟估计：σ＝(T₄-T₁)-(T₃-T₂)            (1)

b)偏移量估计： $\mathrm{\Θ}=\frac{(T_2-T_1)+(T_3-T_4)}{2}---\left(2\right)$

c)误差：ε＝φ·(T₄-T₁)+α                    (3)

其中，φ(t)是描述客户端时钟的倾斜累积率(skew accumulation rate)的函数，α是关于精确NTP服务器时间测量的不确定性的量度。

由于精确NTP服务器主要负责向客户端时钟210提供T₂和T₃，因此，T₂和T₃值中的任何不精确性导致延迟和偏移量估计中的不精确性，延迟和偏移量估计中的不精确性进而导致时间测量过程中的不确定性的值α增大。但是，等式(3)表明精确NTP服务器也可以通过减小时间测量过程中的不确定性α来提高时间测量电路的性能。在图3至5中描述了用于实现来自精确NTP服务器的更精确且稳定的时间测量的系统和方法。

图3是根据本发明一个实施例的精确时间戳标记服务(PTS)系统300中的分组时间戳标记流程的概念性示意图。如图所示，PTS系统300包括(但不局限于)与以太网PHY 310相关联的物理层、以太网MAC320、O/S服务330、NTP应用340和硬件时钟350。如前所述，传入分组302的到达时间(记作T_rx)指的是传入分组302的第一(或指定)比特跨越外部环境(未示出)和以太网PHY 310之间的边界的时间。随后，刚刚穿过所述外部环境和以太网PHY 310之间的边界的传入分组302所进行的第一步是通过接收分组信道312继续前进到以太网MAC 320。传入分组302的路径由箭头312、322和332示出。同样如前所述，外出分组304的离开时间T_tx指的是外出分组304的第一(或指定)比特穿过以太网PHY 310和外部环境之间的所述边界的时间。将要穿过以太网PHY 310和外部环境之间的所述边界的外出分组304的最后一步是行进穿过发送分组信道314(外出分组304的路径由箭头334、324和314示出)。结合来看，接收分组信道312和发送分组信道314这里被称为“介质无关接口(MII)信道”。

重要的是，PTS系统300还包括被动监视单元(passive tap unit)316和等待时间估计过滤器(LEF)360。被动监视单元316是一种分组时间戳标记引擎，其被配置用于监视流过MII信道的网络流量。在每个分组穿过时，被动监视单元316分析流过MII信道的数据，以判断传入分组302是否希望去往NTP应用340(即，传入分组302是否是NTP分组)。如果是这样，被动监视单元316则被配置为触发硬件时钟350以锁存(即暂时记录)到达时间T_rx，如箭头319所示。类似地，如果被动监视单元316检测到由NTP应用340创建的外出分组304，被动监视单元316则触发硬件时钟350锁存离开时间T_tx，如箭头318所示。诸如被动监视单元316之类的分组时间戳标记引擎的功能包括监视流过MII信道的网络流量和触发硬件时钟350处的时间锁存，该分组时间戳标记引擎可以用硬件或软件来实现。硬件实现方式的示例可以参见2001年4月17日递交的题为“Precise Network Time Transfer”的美国专利No.6,985,499，该美国专利通过引用被结合于此。本领域技术人员将会意识到，在不同实施例中，被动监视单元316和硬件时钟350可以被部署在同一模块上/中，或者不同模块上/中。

LEF360被配置用于从硬件时钟350获取锁存的离开时间T_tx，并执行图5所述的方法步骤来计算校正项k。校正项k是对通过精确NTP服务器的发送等待时间的估计，希望该估计能够考虑到NTP分组在NTP应用340和以太网PHY 310之间行进时所经历的延迟。在每次NTP客户端/服务器分组交换之后，LEF 360更新校正项k的值以维持对下一发送延迟的最佳估计。使用锁存的到达时间T_rx和由LEF 360计算出的最近校正项k，PTS系统300执行图4所述的方法步骤，从而产生对时间戳T₂和T₃的更精确且稳定的时间测量。

图4示出根据本发明一个实施例由图3的PTS系统300执行的方法步骤的流程图。虽然这些方法步骤是结合图3的系统来描述的，但是本领域技术人员将会理解，以任意顺序执行这些方法步骤的任意系统都处于本发明的范围之内。

该方法开始于步骤402，其中PTS系统300通过将发送等待时间阵列中的元素设置为0来初始化LEF 360。在替换实施例中，发送等待时间阵列中的元素可以被设置为某些其他预定值。在步骤404中，被动监视单元316判断是否存在作为NTP分组的新的传入分组302。如果不存在新的NTP分组，方法则前进到步骤405，其中PTS系统300等待直到下一分组到达。方法从步骤405返回步骤404。

在步骤404中，如果被动监视单元316确定新的传入分组302是NTP分组，方法则前进到步骤406，其中被动监视单元316触发硬件时钟350来锁存到达时间T_rx。当传入分组302穿过以太网MAC 320和O/S服务330时，方法前进到步骤408，其中传入分组302在NTP应用340处被接收。一旦NTP应用340意识到传入分组302已经到达，方法就前进到步骤410，其中NTP应用340向硬件时钟350请求锁存的到达时间T_rx，如图3中的箭头342所示。在NTP应用340获取所请求的锁存的到达时间T_rx之后，如图3中的箭头344所示，方法前进到步骤412。在步骤412中，NTP应用340将值为T_rx的时间戳T₂插入到传入分组302中。注意，该确定时间戳T₂的方法非常不同于典型NTP系统100中的操作方法，在NTP系统100中，在将时间戳触发142发送到硬件时钟150之后，NTP应用140接收当前时间值，而不是代表过去传入分组102实际到达时间的时间值。

在步骤414中，NTP应用340创建针对传入分组302的回复分组。当回复分组尚未被发送时，无法从硬件时钟350获得相应的发送信息。在步骤416中，NTP应用340向硬件时钟350请求当前时间T_current，如图3中的箭头346所示。在NTP应用340获得所请求的当前时间T_current之后，如图3中的箭头348所示，方法前进到步骤418。在步骤418中，NTP应用340向LEF 360请求校正项k。图3中的箭头362示出LEF 360将校正项k发送到NTP应用340。在步骤420中，NTP应用340将作为对通过精确NTP服务器的发送等待时间的估计的校正项k添加到从硬件时钟350获得的T_current的值，并将结果作为时间戳T₃插入到回复分组中。时间戳T₃也被发送到LEF 360。

在步骤422中，NTP应用340将带有时间戳T₃的回复分组放置到出站队列中，作为外出分组304。当外出分组304穿过O/S服务330、以太网MAC 320并被被动监视单元316检测到时，方法前进到步骤424。在步骤424中，被动监视单元316触发硬件时钟350以锁存实际离开时间T_tx。然后方法前进到步骤426，其中硬件时钟350将实际离开时间T_tx的值提供到LEF 360，如图3中的箭头352所示。进而，在步骤428中，LEF 360执行由图5更详细描述的方法步骤，并计算校正项k的更新值。然后方法返回上述步骤404。

图5示出根据本发明一个实施例由图3的LEF(等待时间估计过滤器)360执行的方法步骤的流程图。同样，虽然这些方法步骤是结合图3的系统来描述的，本领域技术人员将会理解，以任意顺序执行这些方法步骤的任意系统都处于本发明的范围之内。

LEF 360被设计用于平滑校正项更新中的抖动(jitter)。这是通过利用最新条目维护发送等待时间的小阵列以迫使最旧的条目离开阵列来实现的。该阵列可被记作{μ_i，μ_i-1，μ_i-2，...，μ_i-N}，其中N+1是阵列中元素的数目。在一个实施例中，该阵列可以仅包含2个元素，在此情况下，N等于1。

该方法开始于步骤502，其中，如图4的步骤402所述，PTS系统300通过将发送等待时间阵列中的元素的值设置为0来初始化LEF 360。在替换实施例中，发送等待时间阵列中的变量可以被设置为某些其他预定值。在步骤504中，LEF 360判断是否存在由NTP应用340提供的新时间戳T₃。如果不存在新的时间戳T₃，方法则前进到步骤505，其中LEF 360等待一定的时间量。方法从步骤505返回步骤504。

在步骤504中，如果LEF 360确定存在新的时间戳T₃(如图3中的箭头349所示)，方法则前进到步骤506，其中LEF 360丢弃旧的时间戳T₃。方法随后前进到步骤508，其中LEF 360加载从NTP应用340获得的新的时间戳T₃，以及由硬件时钟350提供的实际离开时间T_tx的值。随后方法前进到步骤510。

在步骤510中，LEF 360执行LEF算法的步骤以对发送等待时间阵列进行排序，并选择最小值作为校正项k的下一值。在一个实施例中，使用以上定义的变量，步骤510的LEF算法如下所述：

步骤1：μ_i-1＝μ_i           (阵列下移1)

步骤2：μ_i＝T_tx-T₃+k       (更新发送等待时间)

步骤3：k＝min(μ_i-1，μ_i)   (计算校正项的新值)

作为LEF算法步骤的执行结果，在步骤512中，LEF 360产生校正项k的更新值，该值代表对通过精确NTP服务器的发送等待时间的估计。更新的校正项k被存储并随后被用于计算回复分组的下一发送时间戳T₃，如图4所述。本领域技术人员将意识到，也可采用用于计算校正项k的最佳估计的其他算法而不会脱离本发明的基本范围。在该实施例中提出的LEF算法是一种计算效率很高的操作。从步骤512，方法返回上述步骤502。

图6是被配置用于实现本发明的一个或多个方面的精确NTP服务器600的概念性示意图。如图所示，该精确NTP服务器600包括(但不局限于)中央处理单元(CPU)610、网络接口620和PTS系统300，该PTS系统300进一步包括硬件时钟350。网络接口620与PTS系统300之间传输分组，PTS系统300进而与CPU 610通信并执行这里描述的方法步骤来建立接收和发送时间戳T₂和T₃。

本发明使得精确NTP服务器能够进行：

-监视流过MII信道的网络流量，计算通过精确NTP服务器的发送等待时间，基于由硬件时钟锁存的到达时间将接收时间戳T₂插入到传入NTP分组中，基于对外出NTP分组预期经历的发送等待时间的估计将发送时间戳T₃插入到外出NTP分组中，并且在每次NTP客户端/服务器分组交换之后通过以下步骤来更新对发送等待时间的估计：

○在来自精确NTP客户端的传入分组穿过外部环境和精确时间戳标记服务(PTS)系统的物理层之间的边界之后立即检测该传入分组；

○在硬件时钟处触发时间锁存，以暂时记录传入分组的到达时间；

○从硬件时钟获取锁存的到达时间，并将等于锁存的到达时间的接收时间戳T₂插入到传入分组中；

○在外出分组实际跨越PTS系统的物理层和外部环境之间的边界之前，向硬件时钟请求当前时间和向等待时间估计过滤器请求对发送等待时间的最近估计，并将等于当前时间和对发送等待时间的最近估计之和的发送时间戳T3插入到外出分组中；

○在外出分组即将跨越物理层和外部环境之间的边界之前检测外出分组；

○在硬件时钟处触发时间锁存，以暂时记录外出分组的离开时间；

○通过计算软件计算的发送时间戳值和实际测量的发送时间戳之间的偏移量并过滤该差值来更新对发送等待时间的估计，以选择发送等待时间的最小值作为对发送等待时间的下一估计；

-与现有技术方法相比，对NTP分组进入和离开精确NTP服务器的转移提供了更加精确且稳定的测量。

所公开的系统和方法的一个优点在于对时间戳标记功能的更好控制可以被实现在现有的NTP服务器中，而不存在引入与遵循当前NTP标准的其他服务器和客户端之间的相互不兼容性的风险。所公开的精确时间戳标记服务(PTS)系统包括以硬件实现的分组时间戳标记引擎，该引擎被配置用于识别NTP分组。所公开的PTS系统还包括等待时间估计过滤器，其被配置用于计算对通过NTP服务器中的各个软件层的发送等待时间的估计。重要的是，所公开的方法包括以与当前NTP标准维持兼容性的方式利用分组时间戳标记引擎和等待时间估计过滤器的步骤。以这种方式，到达时间和离开时间被硬件检测和寄存，从而实现高精确度，并且可以避免与设备驱动器、网络栈、操作系统等相关联的不确定性。结果，向NTP客户端提供了更精确且稳定的NTP服务器时间戳。

本发明的一个实施例被实现为用于计算机系统的程序产品。该程序产品的程序定义实施例(包括这里描述的方法)的功能，并且可被包含在多种计算机可读存储介质之上。示例性的计算机可读存储介质包括(但不局限于)：(i)可永久存储信息的不可写存储介质(例如计算机中的只读存储设备，比如可由CD-ROM驱动器读取的CD-ROM盘)；(ii)存储可更改的信息的可写存储介质(例如磁盘驱动器或硬盘驱动器中的软盘)。这些计算机可读存储介质在承载指示本发明的功能的计算机可读指令时是本发明的实施例。

其它介质包括通过其向计算机传递信息的通信介质，例如计算机或电话网络，包括无线通信网络。后一实施例具体包括向/从因特网和其他网络传送信息。这些通信介质在承载指示本发明的功能的计算机可读指令时是本发明的实施例。

虽然以上描述针对本发明的实施例，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以设计出本发明的其他和更多实施例。

Claims (20)

1.一种用于建立将被网络时间协议(NTP)服务器插入到外出分组中的发送时间戳的方法，该方法包括：

初始化等待时间估计过滤器(LEF)；

创建所述外出分组；

向所述NTP服务器中的硬件时钟请求当前时间；

向所述LEF请求校正项，其中所述校正项是对与所述外出分组在跨越与外部环境之间的边界之前穿过各个软件层相关联的发送等待时间的估计；

将所述当前时间和所述校正项之和插入到所述外出分组中，作为所述发送时间戳；

将所述发送时间戳提供到所述LEF；

将带有所述发送时间戳的所述外出分组放置到出站队列中；

监视流过介质无关接口(MII)信道的网络流量以检测所述外出分组；

触发所述硬件时钟来锁存检测到的所述外出分组的离开时间；

将所锁存的离开时间提供到所述LEF；

执行LEF算法的步骤，以通过计算所述发送时间戳和所锁存的离开时间之间的偏移量来更新所述校正项，以在下一外出分组中获得更精确的发送时间戳；以及

存储所更新的校正项并使用所更新的校正项将所述发送时间戳插入到下一外出分组中。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述LEF或者通过将发送等待时间阵列中的元素设置为0，或者通过将所述发送等待时间阵列中的元素设置为预定值来初始化。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述外出分组被创建为对来自NTP客户端的传入分组的回复。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述LEF算法包括以下步骤：

步骤1：将发送等待时间阵列中的元素向下移动1：

μ_i-1＝μ_i；

步骤2：更新最近的发送等待时间：

μ_i＝T_tx-T₃+k；

步骤3：计算所述校正项的新值：

k＝min(μ_i-1，μ_i)。

5.如权利要求1所述的方法，还包括用于建立将被所述NTP服务器插入到传入分组中的接收时间戳的步骤，所述步骤包括：

监视流过所述MII信道的网络流量，以检测来自NTP客户端的传入分组；

触发所述硬件时钟来锁存所检测到的传入分组的到达时间；

将所锁存的到达时间插入到所述传入分组中，作为所述接收时间戳。

6.一种精确时间戳标记服务(PTS)系统，该系统被配置用于将发送时间戳插入到外出分组中，该系统包括：

与以太网PHY相关联的物理层；

以太网媒体访问控制器(MAC)；

连接所述以太网PHY和所述以太网MAC的介质无关接口(MII)信道；

操作系统(O/S)服务；

硬件时钟，该时钟被配置用于提供当前时间和锁存所述外出分组的离开时间；

等待时间估计过滤器(LEF)，其被配置为被初始化并且执行LEF算法的步骤，以通过计算所述发送时间戳和由所述硬件时钟锁存的离开时间之间的偏移量来存储和更新校正项，并且在下一外出分组中获得更精确的发送时间戳；

网络时间协议(NTP)应用，其被配置用于：

创建所述外出分组，

向硬件时钟请求当前时间，

向所述LEF请求所述校正项，其中所述校正项是对与所述外出分组在跨越所述物理层与外部环境之间的边界之前穿过各个软件层相关联的发送等待时间的估计，

将所述当前时间和所述校正项之和插入到所述外出分组中，作为所述发送时间戳，

将所述发送时间戳提供到所述LEF，

将带有所述发送时间戳的所述外出分组放置到出站队列中，被动监视单元，其被配置用于：

监视流过所述MII信道的网络流量以检测所述外出分组，

触发所述硬件时钟来锁存检测到的所述外出分组的离开时间，

将所锁存的离开时间提供到所述LEF。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述LEF或者通过将发送等待时间阵列中的元素设置为0，或者通过将所述发送等待时间阵列中的元素设置为预定值来初始化。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述外出分组被创建为对来自NTP客户端的传入分组的回复。

9.如权利要求6所述的系统，其中所述LEF算法包括以下步骤：

步骤1：将发送等待时间阵列中的元素向下移动1：

μ_i-1＝μ_i；

步骤2：更新最近的发送等待时间：

μ_i＝T_tx-T₃+k；

步骤3：计算所述校正项的新值：

k＝min(μ_i-1，μ_i)。

10.如权利要求6所述的系统，还包括用于建立将被所述PTS系统插入到传入分组中的接收时间戳的步骤，所述步骤包括：

监视流过所述MII信道的网络流量，以检测来自NTP客户端的传入分组；

触发所述硬件时钟来锁存所检测到的传入分组的到达时间；

将所锁存的到达时间插入到所述传入分组中，作为所述接收时间戳。

11.一种精确网络时间协议(NTP)服务器，被配置用于将发送时间戳插入到外出分组中，所述服务器包括：

中央处理单元(CPU)；

网络接口；

具有硬件时钟的精确时间戳标记服务(PTS)系统，所述硬件时钟被配置用于提供当前时间和锁存所述外出分组的离开时间，其中所述PTS系统包括：

与以太网PHY相关联的物理层；

以太网媒体访问控制器(MAC)；

连接所述以太网PHY和所述以太网MAC的介质无关接口(MII)信道；

操作系统(O/S)服务；

等待时间估计过滤器(LEF)，其被配置为被初始化并且执行LEF算法的步骤，以通过计算所述发送时间戳和由所述硬件时钟锁存的离开时间之间的偏移量来更新校正项，并且在下一外出分组中获得更精确的发送时间戳；

网络时间协议(NTP)应用，其被配置用于：

创建所述外出分组，

向硬件时钟请求当前时间，

向所述LEF请求所述校正项，其中所述校正项是对与所述外出分组在跨越所述物理层与外部环境之间的边界之前穿过各个软件层相关联的发送等待时间的估计，

将所述当前时间和所述校正项之和插入到所述外出分组中，作为所述发送时间戳，

将所述发送时间戳提供到所述LEF，

将带有所述发送时间戳的所述外出分组放置到出站队列中，被动监视单元，其被配置用于：

监视流过所述MII信道的网络流量以检测所述外出分组，

触发所述硬件时钟来锁存检测到的所述外出分组的离开时间，

将所锁存的离开时间提供到所述LEF。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述LEF或者通过将发送等待时间阵列中的元素设置为0，或者通过将所述发送等待时间阵列中的元素设置为预定值来初始化。

13.如权利要求11所述的系统，其中所述外出分组被创建为对来自NTP客户端的传入分组的回复。

14.如权利要求11所述的系统，其中所述LEF算法包括以下步骤：

步骤1：将发送等待时间阵列中的元素向下移动1：

μ_i-1＝μ_i；

步骤2：更新最近的发送等待时间：

μ_i＝T_tx-T₃+k；

步骤3：计算所述校正项的新值：

k＝min(μ_i-1，μ_i)。

15.如权利要求11所述的系统，还包括用于建立将被所述PTS系统插入到传入分组中的接收时间戳的步骤，所述步骤包括：

监视流过所述MII信道的网络流量，以检测来自NTP客户端的传入分组；

触发所述硬件时钟来锁存所检测到的传入分组的到达时间；

将所锁存的到达时间插入到所述传入分组中，作为所述接收时间戳。

16.一种包含指令的计算机可读存储介质，所述指令用于控制网络时间协议(NTP)服务器执行以下步骤：

初始化等待时间估计过滤器(LEF)；

创建所述外出分组；

向所述NTP服务器中的硬件时钟请求当前时间；

向所述LEF请求校正项，其中所述校正项是对与所述外出分组在跨越与外部环境之间的边界之前穿过各个软件层相关联的发送等待时间的估计；

将所述当前时间和所述校正项之和插入到所述外出分组中，作为发送时间戳；

将所述发送时间戳提供到所述LEF；

将带有所述发送时间戳的所述外出分组放置到出站队列中；

监视流过介质无关接口(MII)信道的网络流量以检测所述外出分组；

触发所述硬件时钟来锁存检测到的所述外出分组的离开时间；

将所锁存的离开时间提供到所述LEF；

执行LEF算法的步骤，以通过计算所述发送时间戳和所锁存的离开时间之间的偏移量来更新所述校正项，以在下一外出分组中获得更精确的发送时间戳；以及

存储所更新的校正项并使用所更新的校正项将所述发送时间戳插入到下一外出分组中。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述LEF或者通过将发送等待时间阵列中的元素设置为0，或者通过将所述发送等待时间阵列中的元素设置为预定值来初始化。

18.如权利要求16所述的系统，其中所述外出分组被创建为对来自NTP客户端的传入分组的回复。

19.如权利要求16所述的系统，其中所述LEF算法包括以下步骤：

步骤1：将发送等待时间阵列中的元素向下移动1：

μ_i-1＝μ_i；

步骤2：更新最近的发送等待时间：

μ_i＝T_tx-T₃+k；

步骤3：计算所述校正项的新值：

k＝min(μ_i-1，μ_i)。

20.如权利要求16所述的系统，还包括用于建立将被所述PTS系统插入到传入分组中的接收时间戳的步骤，所述步骤包括：

监视流过所述MII信道的网络流量，以检测来自NTP客户端的传入分组；

触发所述硬件时钟来锁存所检测到的传入分组的到达时间；

将所锁存的到达时间插入到所述传入分组中，作为所述接收时间戳。

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