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時間が経つにつれて、NTP時間同期のルート分散が減少するのはなぜですか？

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時間が経つにつれて、NTP時間同期のルート分散が減少するのはなぜですか？

イーサネットケーブルを介して1つのRaspberry Piに接続し、Wi-Fi経由で30の異なるRaspberry Piに接続された4G / LTEインターネット接続を備えたMikrotikルーターで構成されるテストネットワーク設定があります。

iperf私はRaspberry Piノード間のクロックドリフトを最小限に抑えましたnetperf。私はラズベリーパイを所有することに興味があります。互いに同意する私が彼らの存在の中にいた限り完全に正確、練習の全体的な目的は、Wi-Fiパフォーマンステスト用の優れたレイテンシデータを提供することです。

すべてのRaspberry Piノードが単一の共通タイムソースにアクセスできるようにし、4G / LTEアップリンクでジッタとレイテンシの潜在的な影響を最小限に抑えるために、Mikrotikルータを複数のインターネットタイムソースのNTPクライアントとして設定しました。

  • tic.ntp.telstra.net
  • toc.ntp.telstra.net
  • 0.au.pool.ntp.org
  • 1.au.pool.ntp.org
  • 2.au.pool.ntp.org
  • 3.au.pool.ntp.org

次に、ローカルLAN用のNTPサーバーとして設定します（ユニキャストモードのみをサポート）。

Mikrotikは（LTE規格に準拠して）完全に合理的なタイミング特性でインターネットサーバーとシームレスに同期しているようです。

Mikrotik NTPクライアントの状態：

         enabled: yes
            mode: unicast
         servers: tic.ntp.telstra.net,toc.ntp.telstra.net,0.au.pool.ntp.org,1.au.pool.ntp.org,2.au.p
                  3.au.pool.ntp.org
      freq-drift: 3.611 PPM
          status: synchronized
   synced-server: toc.ntp.telstra.net
  synced-stratum: 2
   system-offset: -0.972 ms

Mikrotik NTPピアタイミングデータ：

type="ucast-client" address=203.14.0.250 refid="203.36.227.3" stratum=2 hpoll=10 ppoll=10 root-delay=55.221 ms 
   root-disp=0.885 ms offset=11.512 ms delay=55.956 ms disp=40.266 ms jitter=49.287 ms 

 type="ucast-client" address=27.124.125.250 refid="162.159.200.1" stratum=4 hpoll=10 ppoll=10 root-delay=3.692 ms 
   root-disp=2.838 ms offset=-5.166 ms delay=22.56 ms disp=0.119 ms jitter=15.666 ms 

 type="ucast-client" address=139.99.222.72 refid="17.253.66.253" stratum=2 hpoll=10 ppoll=10 root-delay=0.305 ms 
   root-disp=1.113 ms offset=-3.321 ms delay=74.975 ms disp=0.173 ms jitter=14.038 ms 

 type="ucast-client" address=13.55.50.68 refid="203.206.205.83" stratum=3 hpoll=10 ppoll=10 root-delay=31.066 ms 
   root-disp=52.902 ms offset=-3.031 ms delay=81.468 ms disp=0.184 ms jitter=13.174 ms 

 type="ucast-client" address=194.0.5.123 refid="8.145.32.135" stratum=2 hpoll=10 ppoll=10 root-delay=27.084 ms 
   root-disp=33.615 ms offset=-0.383 ms delay=79.435 ms disp=0.083 ms jitter=12.289 ms 

 type="ucast-client" address=203.14.0.251 refid="58.163.113.212" stratum=2 hpoll=10 ppoll=10 root-delay=38.833 ms 
   root-disp=2.258 ms offset=0.913 ms delay=34.001 ms disp=0.157 ms jitter=10.431 ms

31個のRaspberry Piはすべて64ビットバージョンのRaspberry Pi OS Lite（bullseye）を実行しています。標準aptパッケージを介してntpdインストールしましたntpstat。ntpd交換してブロックしましたsystemd-timesyncd。 Pi NTP クライアントは、Mikrotik で稼働する NTP サーバーを唯一の時間ソースとして使用するように構成されます。

ntpq -pnRaspberry Piで実行すると、合理的な結果が返されます。

Mikrotikに直接接続されたノードから：

     remote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
==============================================================================
*10.3.0.126      203.14.0.251     3 u   48  128  377    0.506   +0.088   0.232

代表的なWi-Fiノードでは、待ち時間とジッタは数ミリ秒高くなります。

     remote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
==============================================================================
*10.3.0.126      203.14.0.251     3 u   76  128  377    1.541   -1.230   2.011

しかし、ntpstat有線Raspberry Piでこれを実行すると、時間同期の品質は最大70ミリ秒に過ぎず、時間の経過とともに悪化するということを聞きました。

synchronised to NTP server (10.3.0.126) at stratum 4
   time correct to within 70 ms
   polling server every 128 s

この「時間補正」値は、ルート分散とルート遅延から計算されます。ntpq -c rv数分にわたって繰り返し実行すると、rootdisp値は単調に増加します。

pi@wired:~ $ ntpq -c rv
associd=0 status=0615 leap_none, sync_ntp, 1 event, clock_sync,
version="ntpd [email protected] Wed Sep 23 11:46:38 UTC 2020 (1)",
processor="aarch64", system="Linux/5.10.92-v8+", leap=00, stratum=4,
precision=-22, rootdelay=73.314, rootdisp=32.686, refid=10.3.0.126,
reftime=e5c848b0.ab2d24bc  Tue, Mar  1 2022 15:24:32.668,
clock=e5c84927.24f1e0bd  Tue, Mar  1 2022 15:26:31.144, peer=41018, tc=7,
mintc=3, offset=-0.165471, frequency=-16.004, sys_jitter=0.000000,
clk_jitter=2.031, clk_wander=0.093

pi@wired:~ $ ntpq -c rv
associd=0 status=0615 leap_none, sync_ntp, 1 event, clock_sync,
version="ntpd [email protected] Wed Sep 23 11:46:38 UTC 2020 (1)",
processor="aarch64", system="Linux/5.10.92-v8+", leap=00, stratum=4,
precision=-22, rootdelay=73.314, rootdisp=32.896, refid=10.3.0.126,
reftime=e5c848b0.ab2d24bc  Tue, Mar  1 2022 15:24:32.668,
clock=e5c84934.f6a1b6af  Tue, Mar  1 2022 15:26:44.963, peer=41018, tc=7,
mintc=3, offset=-0.165471, frequency=-16.004, sys_jitter=0.000000,
clk_jitter=2.031, clk_wander=0.093

pi@wired:~ $ ntpq -c rv
associd=0 status=0615 leap_none, sync_ntp, 1 event, clock_sync,
version="ntpd [email protected] Wed Sep 23 11:46:38 UTC 2020 (1)",
processor="aarch64", system="Linux/5.10.92-v8+", leap=00, stratum=4,
precision=-22, rootdelay=73.314, rootdisp=37.906, refid=10.3.0.126,
reftime=e5c848b0.ab2d24bc  Tue, Mar  1 2022 15:24:32.668,
clock=e5c84a83.a3e47e0e  Tue, Mar  1 2022 15:32:19.640, peer=41018, tc=7,
mintc=3, offset=-0.165471, frequency=-16.004, sys_jitter=0.000000,
clk_jitter=2.031, clk_wander=0.093

pi@wired:~ $ ntpq -c rv
associd=0 status=0615 leap_none, sync_ntp, 1 event, clock_sync,
version="ntpd [email protected] Wed Sep 23 11:46:38 UTC 2020 (1)",
processor="aarch64", system="Linux/5.10.92-v8+", leap=00, stratum=4,
precision=-22, rootdelay=73.314, rootdisp=51.003, refid=10.3.0.126,
reftime=e5c84c4e.ab29eed3  Tue, Mar  1 2022 15:39:58.668,
clock=e5c84d42.f35d7000  Tue, Mar  1 2022 15:44:02.950, peer=41018, tc=7,
mintc=3, offset=-0.714738, frequency=-16.162, sys_jitter=0.000000,
clk_jitter=1.910, clk_wander=0.103

時間の経過とともに根の分散が増加する原因は何ですか？

私は絶対時間精度に興味がなく、ノード間のエラーのみを考慮しているので、ルート分散とルート待ち時間（したがって報告された「精度」ntpstat）を無視し、Raspberry Pi-to-Mikrotik分散に完全に依存できます。レイテンシ/オフセットインジケータ？

同期を改善するために、どのようにこのテスト設定のNTPスキーマを変更する必要がありますか？

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