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《中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)》 2019年
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基于多核处理器的NTP服务器设计实现及响应能力研究

刘岩  
【摘要】:随着现代社会网络技术的快速发展,国防、经济、工业、通信、电力等各个领域对网络授时的需求日益强烈,网络用户数量急剧增加,对NTP网络时间服务器的响应能力提出了更高的要求。论文选题结合国家授时中心“一三五”重点培育方向高性能时间频率仪器研制发展目标和时间用户对多核NTP服务器的需求,基于树莓派多核处理器和Linux环境设计实现了NTP服务器平台,并开展了服务器响应能力定量试验研究,具有一定的研究意义和工程应用价值,论文主要工作如下:(1)分析了影响NTP服务器响应能力的主要因素:请求处理能力和网络数据传输速度;从这两个因素入手,对服务器硬件平台进行了设计选型,基于四核ARM处理器和Ublox NEO-M8T GNSS接收模块实现了NTP服务器硬件平台,具备百兆、千兆网络带宽可选和处理器内核数可配置能力,具备响应能力定量试验能力;(2)基于硬件平台进行了软件设计,实现了具有四核处理器的NTP服务器的授时服务功能,并且能够以软件方式对处理器的内核数进行配置;实现了从Ublox NEO-M8T模块读取UTC时间信号并利用此信号对服务器本地时钟的校准;基于Windows环境设计实现了NTP服务器响应能力测试软件;(3)构建了测试环境,基于Windows系统内嵌的NTP客户端软件、专业的NTP客户端软件、专业TimeAcc-007测试仪器、响应能力测试软件、Wireshark抓包软件,对多核NTP服务器平台进行了功能测试、性能测试,测试结果表明:时间服务精度优于16.5μs;响应能力优于40000次/秒;(4)针对请求处理能力和网络数据传输速度,开展了单核、双核、三核、四核处理器和百兆、千兆带宽网络接口下的NTP服务器响应能力定量试验研究,试验结果表明:当采用百兆带宽和千兆带宽网络接口时,具有双核处理器的服务器相比于单核,响应能力分别提高67.9%、63.1%,两种网络带宽下三核、四核相比于双核提高甚微;当使用的处理器内核数相同时,采用千兆带宽网络接口相比于百兆带宽,响应能力可提高1.94倍左右。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TP332;TP368.5;TP311.52

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【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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