一、NTP时间同步性能研究（论文文献综述）
陈曦,臧文驰,马明,龚航,孙广富[1]（2021）在《基于消息摘要加密的网络时间协议安全时间同步方法研究》文中提出目前,以网络时间协议（NTP）为主要的时间协议应用于有线网络中的时间同步,其在广域网中可以实现十几毫秒、局域网中实现几毫秒的同步精度.然而,由于协议的开放性,其在无安全防护的情况下极易受到网络攻击,这给需要高安全的客户带来潜在的风险. NTP可以增加安全策略来应对可能的安全风险,将消息摘要（MD）中的MD5和安全散列算法（SHA）中的SHA-1引入NTP算法,有效地验证了数据完整性,防止数据包被篡改,以保证时间同步的安全性.进一步,针对这两类算法提出对NTP包关键数据帧Hash加密,在保持良好同步精度的同时可进一步提高时间同步的安全性.通过实验对比了MD5和SHA-1算法加入所带来同步效果的影响.结果表明:在MD5和SHA-1算法加入后,NTP依然能保持毫秒级的同步性能,这对于实现NTP安全时间同步方法具有重要意义.
曹建荣[2]（2021）在《铁路时间同步网关于排队延迟补偿方案的研究》文中研究指明目前,我国持续推进部署交通强国计划,铁路的发展也由高速大规模发展向着高质量转变。为进一步提升铁路的运输效率与行车安全,国家铁路总公司对于铁路运输各个子系统的时间同步精度提出了新的要求。铁路时间同步网作为铁路通信的支撑网之一,担任着各子系统环节时间同步任务。作为承载铁路时间同步的传输网与数据通信网,传输流量复杂多样,因此时间同步过程中的上下行链路延迟很难达到对称,影响着以NTP（Network Time Protocol,网络时间协议）协议为主的时间同步精度。从而引起铁路运输效率的下降,甚至危害行车安全。然而,目前对铁路时间同步网精度提升的研究还较少,且现有的研究主要通过改善铁路时间同步网结构与保证协议可靠运行来提升时间同步精度,对链路延迟对称方面的研究仍存在空白。如何保证铁路承载网络效率与性能的同时提升铁路时间同步网同步精度成为一项重要的课题。因此,本研究在完成对排队延迟计算与分析的基础上,提出了一种基于SFQ-CoDel（Stochastic Flow Queue-Control Delay,随机流队列-控制时延）算法的排队延迟补偿方案,该方案能够在保证网络整体性能的同时降低排队延迟。首先,针对延迟不对称造成铁路时间同步网对时精度下降的问题,本研究进行了时延分析,确定了传输链路中影响数据传输时延的几种延迟,并在此基础上提出铁路时间同步网的时钟同步模型。根据所提出的铁路时间同步网时钟模型,考虑时钟频差参数难以准确获取的问题,对RTCQD（Real Time Calculation Queue Delay,排队延迟实时计算）算法中的时钟频差计算进行改进,提出基于ERTCQD（Enhanced Real Time Calculation Queue Delay,改进排队延迟实时计算）的排队延迟计算算法,并对算法的时间复杂度与效果进行了分析和验证,结果表明改进后算法对于排队延迟的计算误差更低,仅为0.22ms。最后,为综合分析排队延迟在铁路时间同步网中的预期补偿效果,结合之前所提到的铁路时间同步模型,在OPNET网络仿真平台中仿真分析。结果表明,消除排队延迟既能够降低收发双向时延的不对称性,又能够提升铁路时间同步网的对时精度。其次,在完成排队延迟的计算与分析的基础上进一步对排队延迟进行补偿,本文提出一种基于SFQ-CoDel算法的排队延迟补偿方案,利用主动队列管理算法在拥塞控制领域的优势来降低排队延迟。通过传输网中业务的分析得出其业务流量类型,并以此作为NS2平台中仿真的仿真场景,对该算法进行了仿真验证。仿真采用哑铃型拓扑模型,分别设置高低两种负载两种仿真环境,得到两种状态下的三个性能指标,分别进行分析。由结果可知,轻重度两种负载下,SFQ-CoDel算法丢包率、吞吐量与队列长度表现均优于其余两个算法,证明了该方案的可行性。最后,本文通过仿真对SFQ-CoDel算法做出了可调性分析,并据此提出了排队延迟补偿方案,为铁路时间同步网精度以及传输网网络性能提升提供了理论参考。
张路路[3]（2021）在《基于LoRa的时钟同步系统研究与实现》文中研究表明在现代生活中,时间是一个必不可少的参考量。时钟同步系统以提供精准时间信息为主要功能,已广泛应用于机场、轨道交通、高校、医院与场馆等场所,为人们提供时间显示服务、为众多智能设备和信息化系统提供时间同步服务,使它们步调一致、有序工作,是一种重要的基础设施。目前时钟同步系统存在有线网络成本高、不灵活与后期改动困难等弊端,Zigbee与WiFi等技术通信距离短,难以满足远距离授时的需求。本文根据LoRa远距离与低功耗的特性,采用星型拓扑架构设计了基于LoRa的无线长距离时钟同步系统。本系统由STM32系列单片机与LoRa共同组成,结合传感器网络时间同步算法（Timing-Sync Protocol for Sensor Networks,TPSN）和网络时间协议（Network Time Protocol,NTP）的核心思想即承认同步报文往返时间延迟相等,设计了一种复合的时钟同步加管理算法,改进同步过程并设计了同步报文,大幅度提高系统授时精度,在同步报文中加入时钟终端的状态信息,实现时钟源对时钟终端的管理功能,时钟源轮询时钟终端解决了难以同步多个时钟终端的问题。时钟终端采取数码管显示时间信息,针对数码管出现的短路与断路故障,提出了一种数码管诊断算法实现实时诊断,设计备份的数码管,一旦数码管出现故障,可启用备份的数码管不影响正常使用。采取TLink物联网平台实现对时钟同步系统的远程监测,在网页端与微信端能够实时查看时钟同步系统的参数与报警信息,提高了智能化与自动化水平,达到数据查询、实时监测与自动报警的效果。在不同环境下,对LoRa的丢包率和接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicator,RSSI）两个参数展开实验研究,分析该系统在远距离条件下的时间同步精度,并在市区与郊区不同环境下将复合的时钟同步加管理算法与广播时钟同步算法进行对比,结果证明复合的时钟同步加管理算法授时精度远高于广播时钟同步算法。目前在互联网上获取时间信息精度低且不稳定,所以本文在时钟源的基础上,实现了小型、灵活与经济的NTP服务器,同步精度可达微秒级,完全符合使用要求。本文实现了基于LoRa的时钟同步系统,结构简单,组网灵活,运行状况良好,可满足地理范围较大的企业或单位时间同步的需求,在实际应用中具有很高的推广价值。
葛良[4]（2021）在《HIAF同步定时系统原型设计及验证》文中研究指明强流重离子加速器装置（High Intensity heavy-ion Accelerator Facility,HIAF）是一台具有国际领先水平、学科用途广泛的下一代重离子科学研究装置,该装置采用加速器级联的方式实现束流的高功率、高流强,级联方式的运行需要对设备进行高精度的时序控制,高精度的同步定时是实现设备精确操控的关键,决定了硬件设备运行的准确性和精确性。HIAF装置分布在1km范围内,时序调度设备约600台,同步准确度需好于2ns;同时为了满足BEIF装置建设的需要,设计系统需具有更大范围的设备覆盖能力和更高精度的时间同步提升空间,这为时序控制的实现提出了挑战。同步定时系统是实现HIAF时序调度的系统级方案,本文基于标准时间同步协议,设计方案增强了HIAF的拓展性;好于2ns的同步准确度和亚纳秒的同步精度提高了HIAF的注入、俘获、加速和引出效率,同时优化了装置并行供束的模式。系统级层面,本文设计的绝对时间同步定时方案,对国内同类系统的设计具有借鉴意义,对时序调度的优化具有重要意义。本文基于White Rabbit协议,设计HIAF的同步方案,实现大跨度、多节点、实时校准的同步系统,解决通用定时系统存在的长距离传输同步精度降低、多节点改变网络结构和单工通信不能实时校准的难题。系统可靠性方面,本文率先将网络设计技术应用到同步定时系统的设计中,通过分析网络拓扑结构的可靠性,研究网络拓扑结构对同步和数据传输的影响机制,获得基本的网络冗余方案;分析同步定时网络中数据传输的可靠性,重点研究不同冗余参数下数据的可靠传输,给出适用于HIAF同步定时系统的数据冗余方案和参数,进一步提高了数据传输的可靠性;分析不同数据占用的网络带宽,研究设备控制信息在网络中的传输时间,给出了数据传输优先级及划分VLAN的方案;调研主流的网络监控解决方案,选用Zabbix和Grafana的方案实现整个系统的实时监控,提升了全系统的可靠运行。本文在国内首次将同步信息、设备控制信息、节点配置信息和节点报警信息在一条链路上进行融合传输,基于模块化设计,分离同步信息和其他信息,优化了需要通过数据网络对接入节点配置及状态监控的方案;基于高精度延时电路和时间数字转换器技术,研究了一种构建延迟链实现亚纳秒延时输出和时间标记的算法,将定时调节步长和时间标记精度提升到四百皮秒左右。在接口方面,对不同设备的接口进行统一化抽象建模,优化同步定时系统硬件接口的设计方案,有效解决了不同设备接入系统难的问题。本文以项目需求为导向,设计系统级的解决方案,实现数据主节点、时钟主节点、同步网络和终端节点的软硬件模块。以同步定时系统设计原型为依托,搭建系统级的测试平台,实现全系统的测试,得到同步准确度好于1ns、同步精度好于60ps、对外参考触发输出偏差小于300ps,满足HIAF同步定时系统需求和具有一定性能提升空间的结论。
陈曦,龚航,彭竞,臧文驰,孙广富[5]（2021）在《基于统计数据的NTP阻塞攻击防御技术研究》文中进行了进一步梳理网络时间同步在工业、电力、金融等领域应用广泛,并且在不同行业有着从毫秒到亚微秒量级不等的授时精度需求。其中网络时间协议（NTP）是基于UDP实现的,将分组式网络的时间溯源至UTC实现时间同步。目前NTP协议已经发展到版本4,但是协议在没有防御措施的情况下极易受到攻击进而影响到客户端的时间同步性能,对于高安全授时需求的用户存在潜在的威胁。论文针对NTP协议的安全问题展开研究,分析了高频率阻塞攻击对于客户端时间同步性能的影响,并在传统流量监测的基础上提出一种基于统计数据分析的防御手段能够有效抵御阻塞攻击,可为高安全网络时间同步提供理论支撑。
李洋[6]（2021）在《基于精密时钟同步协议的负离子源分布式定时系统设计》文中指出作为聚变等离子体加热方法之一,中性束注入（Neutral Beam Injection,NBI）被广泛应用到可控磁约束核聚变装置之中。为实现高功率、长脉冲、稳态中性束注入加热,基于射频负离子源的中性束注入（RF-Driven Negative ion based Neutral Beam Injection,NNBI）加热方式成为中性束注入系统发展的必然选择。为保证NNBI实验有序进行、确保实验数据的完整性,需要一套高精度的分布式定时同步系统完成相应的定时同步功能。本文围绕NNBI系统在定时同步方面的具体要求,对射频离子源分布式定时同步系统进行设计与开发。本课题分析并实现了NNBI的同步输出控制,确保各子系统具有相同的时钟基准并完善实验过程中无法避免的打火等异步事件的处理机制。该系统涉及的主要内容如下:（1）为实现负离子源中性束注入系统各功能主机在相同时钟基准下工作,保证系统运行时序稳定,详细设计并实现了同步模块。采用基于IEEE1588标准的精密时钟同步协议（Precision Time Protocol,PTP）实现现场控制模块亚微秒级时钟同步控制,采用网络时钟同步协议（Network Time Protocol,NTP）实现中央控制系统毫秒级时钟同步控制,为系统放电实验的时序幅值控制以及后期数据的分析预处理做铺垫。（2）为保证负离子源中性束注入系统各子系统能够根据远程控制台设置的配置参数完整、有序的进行,设计并实现了定时控制功能模块。通过传输控制协议（Transmission Control Protocol,TCP）和EPICS CA协议完成网络配置参数的传输,使用网络定时触发的方式对其他子系统进行同步触发,通过Lab VIEW FPGA模块实现对各系统时序以及幅值输出控制,明确各系统的具体投入时刻。同时采用事件触发机制实现对打火等特殊事件的异步处理,解决了异步事件数据处理等一系列问题。（3）根据系统功能需求设计系统测试方案,确保系统运行的可行性与可靠性。该模块通过测量现场控制系统以及中央控制系统的同步误差量级、系统信号输出、系统触发精度、异步事件响应测试等性能指标对系统进行验证,以保证系统能够满足负离子源中性束注入系统在定时同步需求。经实验验证,本文设计开发的分布式定时同步系统完成了NNBI定时系统的时序控制与时钟统一功能,解决了因各系统时钟不统一所造成的时序延迟问题,实现了高精度定时与触发。与此同时,系统具有一定的灵活性与可扩展性,为负离子源中性束注入实验的完整、有序进行奠定基础。图 [38] 表 [7] 参 [86]
侯炎坤[7]（2020）在《基于卫星授时的NTP网络时钟同步系统的研究》文中进行了进一步梳理随着网络技术的日益普及以及分布式系统对高精度、高稳定时间基准需求的逐渐提高,如何满足系统内各终端设备对时间基准的需求显得尤为重要。利用网络时钟同步技术对终端设备进行时钟同步是主流研究方法之一,该技术通过标准时钟参考源来校正系统中终端设备的时间,以满足各单元对时钟的需求。NTP（Network Time Protocol网络时间协议）是一种专门用来对网络系统做时间同步化的协议,网络时钟同步技术利用NTP协议将系统中各级服务器和客户端设备的时间与协调世界时（UTC）所同步。随着我国北斗三号系统组建完成,基于卫星授时的网络时钟同步技术具有非常广阔的应用场景,值得加大科研力量进行研究和完善。NTP提供时间同步服务,关键要有标准时钟参考源,原子钟、晶体振荡器等时钟源均可作为NTP外部时钟参考源。通过卫星导航系统对稳定性较好的晶体振荡器进行校频,可以获得与卫星时间基准相同步的标准频率源,利用此时钟源作为NTP授时单元的外部时钟参考源,就可以通过NTP协议对系统中其他设备进行时钟同步。本文将卫星授时技术和NTP网络授时技术相结合对系统内分布的网络设备进行时钟同步,首先卫星导航接收机从卫星导航报文中获取标准秒脉冲信号,然后利用该标准秒脉冲信号锁定和调节本地晶体振荡器的输出频率,从而获得与卫星时间基准相同步的标准频率源。然后将此标准频率源作为NTP授时单元的参考时钟,并选用合适的工作模式处理终端设备的同步请求,从而将网络中的时钟与UTC时间保持同步。本文详细介绍了利用FPGA、VCOCXO、DAC构建反馈控制系统的原理和方法,并在FPGA内部通过抽头延迟线设计数字鉴相单元,之后通过鉴相单元测量晶振分频秒脉冲和卫星导航接收机输出1PPS秒脉冲之间的时间间隔,然后经过Kalman滤波消除时间间隔中的干扰并由PI控制器量化得到控制量,再通过DAC转换为控制电压来调整恒温晶体振荡器的输出频率,从而得到精度、稳定度较高的标准时间源。之后将卫星授时得到的标准时间源通过串口等方式传递给NTP授时单元,并选用客户端/服务器工作模式对终端设备进行时钟同步,校正终端设备时间。
王浩[8]（2020）在《基于测量数据的网络时间同步特性分析》文中指出时间同步,是许多网络中重要的一个前提。对于不同的网络应用环境,对时间同步的精度有着不同的要求。比如日常生活的时间管理要求精度保持在秒级,而针对网络测量则是要求精度保持在毫秒级,对于工业互联网和智能电网的基于网络实时控制环境则有着更高的精度要求。随着科技水平的迅猛发展,人们一边在享受科技带来的便利的同时,也给通信网络的同步精度提出了更高的要求。目前已诞生了许多不同的网络时钟同步技术诸如网络时钟协议（Network Time Protocol,NTP）、全球定位系统（Global Positioning System,GPS）和精确时钟协议（Precision Time Protocol,PTP）等。NTP和GPS技术能够满足大部分日常生活的网络授时精度要求,而对于授时精度要求更高的网络环境当中,PTP则是当仁不让的选择。随着科技的发展,工业互联网和智能电网中对于授时精度的要求进一步提高,尤其是时间敏感网络（Time Sensitive Networking,TSN）的提出,针对PTP协议进一步提升网络授时精度成为了新兴的热门研究方向。而随着计算机硬件能力的提升,对大规模数据的计算分析已经成为了当下最流行的分析方式之一。本文利用实验室提供的丰富硬件设备,收集并测试了 PTP协议在不同网络中的授时性能并进行了对比分析;分析了数据的系统状态方程和数据分布,并搭建了神经网络完成数据拟合。创新性地利用数据对PTP协议展开相关分析工作,为后续利用数据对PTP进行性能提升提出新的思路。具体的工作内容如下:（1）调研了对PTP授时性能提升的相关研究,以及影响PTP授时精度的相关因素。通过相关研究,确定了此次分析的目标,提出了针对PTP授时精度的分析方案。（2）利用实验室中丰富的硬件网络设备以及OSA高精度时间服务器,对目前的不同网络进行了 PTP协议的授时性能测试,并对不同网络的授时精度进行了对比分析。然后对网络中的跳数以及负载情况对于PTP的授时精度影响情况做了分析评估。（3）基于收集到的实验数据,构建数据的系统状态方程,分析了数据的分布并利用深度学习当中的长短期记忆神经网络（Long Short-Term Memory,LSTM）对数据随时间变化的分布曲线进行了拟合,实验证明有较好的拟合效果,为后续利用数据进行PTP授时精度的提升提供新的思路。
凌静[9]（2020）在《网络时间分析及应用研究》文中研究说明随着万物互联互通时代的到来,准确、可信、高度可用的网络时间是所有网络应用场景正常运行的基础。利用网络传递时间信息的方式吸引了越来越多的关注。网络时间同步不需要额外的同步设备便能够满足绝大多数业务时间同步的需求,具有成本低廉、应用广泛以及方便快捷的优势。另外,伴随着网络应用场景的多样化增加,催动着网络时间同步对可靠性、高精度等等的需求。本文意在搭建一套互联网时间服务监测系统,持续监测世界范围内互联网时间服务,并通过采集到的数据对监测的时间服务进行性能分析,找出影响互联网时间服务性能的因素,然后对互联网时间服务进行评估,为用户侧提供一定的参考。同时,针对现有以及未来应用对时间同步的需求,探究在现有情况下,网络时间服务对应用需求的满足情况以及影响应用时间同步的网络因素,并给出网络时间同步精度提升的解决方案。本文主要针对网络时间服务的性能分析以及高精度网络时间同步的应用这两个方面开展研究,具体内容如下:（1）提出一个互联网网络时间服务监测系统,该系统可以提供来自GNSS的高精度基准参考时间,并且对全球范围数百个互联网时间服务进行监测。接着,提出了一套互联网时间服务性能分析模型,并进一步提出了评价时间服务性能的三个指标:可用性、稳定性和准确性。然后,为了获取互联网时间服务的异常情况以及剔除异常后的数据集,来保证分析结果的准确,设计了一种异常检测算法;最后,结合服务性能指标对监测的互联网时间服务性能进行分析,结果表明有56个时间服务的可用性达到95%以上。并发现传输链路中经过的交换节点数量并不会对互联网时间服务的性能产生影响,且准确性与稳定性中标准差指标正相关。（2）提出了一个面向金融交易的高精度时间同步方案。通过分析金融场景对时间同步的需求以及分析影响该场景时间同步的网络因素后,提出了一种软件定义时间同步方案。该方案基于软件定义的方法,采用时间同步管理和控制分离的方式。另外,为了消除时间同步的抖动,提出一种基于反向传播神经网络的PID控制算法,且该算法可以嵌入至所提方案的控制器中。然后,搭建实验环境,首先测试对比传统的时间同步方案与所提出的方案,得出相比传统时间同步方案的时间同步精度可以提高约5倍,并近一步验证所提出的软件定义时间同步方案达到并超出现在金融交易对时间同步的需求;然后选取了具有代表性的数字PID控制算法和卡尔曼滤波算法作为对比算法,验证基于反向传播神经网络的PID控制算法性能要优于其他两种算法,且明显能在所提出方案的基础上提升时间同步精度并维持数据特征。
卢俊凯[10]（2020）在《可信互联网时间服务系统研究与开发》文中研究说明随着计算机技术以及互联网应用的高速发展,出现了越来越多的基于网络的分布式系统。在分布式网络系统中,各个主机间的不同应用都依赖于高标准的时间同步才能有效、协同的完成任务。网络时间同步技术在分布式系统中的广泛应用给系统带来了不可忽视的安全威胁,针对网络时间同步的攻击会造成服务中断以及系统崩溃等严重的后果。然而,现有的网络时间同步安全技术存在缺陷,无法满足安全可信的时间同步需求。因此,如何实现主机间安全可信的时间同步是一个亟待解决的关键问题。本文首先研究并分析了网络时间协议以及Autokey安全机制,针对其中的安全缺陷进行了脆弱性分析,设计了相应的攻击方案,然后结合安全需求设计了安全的身份认证方案,最后基于以上内容设计并实现了一个可信互联网时间服务系统。本文针对Autokey安全机制进行了深入的研究。Autokey安全机制在随机值生成、加密算法应用、客户端身份鉴别以及身份认证挑战响应等多个方面都存在严重的安全缺陷。本文针对以上缺陷设计了暴力破解攻击、中间人攻击以及构造特殊值绕过身份验证等攻击方法。接着,本文针对网络时间同步过程中的安全需求进行了详细的分析,网络时间同步的防护技术不仅需要高强度的安全性,还要保证时间同步的高效性,同时还要兼顾时间因素对安全认证机制的影响。本文根据安全需求,设计了基于国密证书的身份认证方案,主要包括安全协商以及时间消息处理两个阶段。安全协商阶段包括参数协商、证书认证、Cookie交换三个过程,通过数字证书验证身份,借助在线证书查询机制保障证书有效性,通过国产椭圆曲线密码算法保护私有Cookie。时间消息处理阶段通过国产哈希算法以及消息认证码保证时间消息的完整性与可信性,完成可信时间同步功能。本文基于前文设计的安全方案以及用户的使用需求,进行了时间服务系统的架构设计及模块设计,系统主要包括基于Web的后台管理模块以及基于NTP的可信时间同步模块。时间服务系统基于安全增强的Linux平台,系统的配置管理采用基于Web的方式实现,分别包括网络设置、用户管理、访问控制设置、安全设置、统计及日志管理与系统设置。时间同步模块基于NTP协议与Autokey机制,主要负责处理用户的时间同步请求,提供前文设计的基于国密证书的高强度身份认证服务,同时还兼容无认证时间同步、IFF认证以及GQ认证安全时间同步功能。最后,根据网络时间同步典型应用场景搭建测试环境,对系统功能进行测试。测试结果表明:（1）管理员能够通过系统Web界面,根据可信互联网时间服务系统实际应用环境进行功能配置,可以实时监测系统运行状态以及时间同步过程的统计信息;（2）用户使用时间同步客户端通过NTP协议与时间服务器进行时间同步,若采用基于国密证书的身份认证方案,通信过程符合方案设计,具备高强度安全性。若采用IFF与GQ身份认证方案,符合Autokey协议规范,与原有时间同步服务兼容。
二、NTP时间同步性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NTP时间同步性能研究（论文提纲范文）
（1）基于消息摘要加密的网络时间协议安全时间同步方法研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 原理 |
| 1.1 MD5 |
| 1.2 SHA-1 |
| 1.3 基于消息摘要的NTP算法设计 |
| 1.3.1 算法原理 |
| 1.3.2 理论分析 |
| 2 算法流程 |
| 2.1 客户端算法流程 |
| 2.2 服务器算法流程 |
| 3 实验结果 |
| 4 结束语 |
（2）铁路时间同步网关于排队延迟补偿方案的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 铁路时间同步网精度提升研究现状 |
| 1.2.2 不对称时延研究现状 |
| 1.2.3 队列管理算法研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 相关理论基础 |
| 2.1 铁路时间同步网及其时钟模型概述 |
| 2.1.1 铁路时间同步网概述 |
| 2.1.2 NTP协议概述 |
| 2.1.3 链路延迟概述 |
| 2.2 两类典型的队列管理算法 |
| 2.3 小结 |
| 3 排队延迟的计算与分析 |
| 3.1 铁路时间同步模型 |
| 3.1.1 时延分析 |
| 3.1.2 时钟模型 |
| 3.2 基于ERTCQD算法的排队延迟计算 |
| 3.2.1 RTCQD算法 |
| 3.2.2 基于线性时钟频差改进的ERTCQD算法 |
| 3.2.3 改进算法复杂度分析与效果验证 |
| 3.3 排队延迟在铁路时间同步网中的仿真 |
| 3.3.1 站局级网络拓扑模型的设置 |
| 3.3.2 节点域模型的配置 |
| 3.3.3 进程模型的配置 |
| 3.3.4 仿真分析 |
| 3.4 同步精度提升措施 |
| 3.5 小结 |
| 4 排队延迟的补偿方案 |
| 4.1 铁路传输网中业务流量特性分析 |
| 4.1.1 传输网概述 |
| 4.1.2 传输网中流量类型分析 |
| 4.1.3 传输网中流量特性分析 |
| 4.2 基于SFQ-CoDel算法的排队延迟补偿 |
| 4.2.1 CoDel算法 |
| 4.2.2 基于SFQ机制改进的CoDel算法 |
| 4.3 排队延迟补偿算法的仿真分析 |
| 4.3.1 NS2 仿真场景的搭建与指标选取 |
| 4.3.2 网络轻度负载下仿真分析 |
| 4.3.3 网络重度负载下仿真分析 |
| 4.4 基于SFQ-CoDel算法的可调性分析 |
| 4.4.1 算法可调性仿真分析 |
| 4.4.2 排队延迟补偿方案 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）基于LoRa的时钟同步系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 第2章 系统总体设计与关键算法研究 |
| 2.1 系统总体设计 |
| 2.2 物联网云平台的选择 |
| 2.3 NTP协议 |
| 2.3.1 NTP报文格式 |
| 2.3.2 NTP工作模式 |
| 2.3.3 NTP工作原理 |
| 2.4 LoRa技术 |
| 2.4.1 LoRa扩频调制技术原理 |
| 2.4.2 LoRa数据包结构 |
| 2.4.3 LoRa空中传输时间 |
| 2.4.4 LoRa与其它无线通信技术的对比 |
| 2.5 无线传感网络的时间同步算法 |
| 2.5.1 RBS算法 |
| 2.5.2 TPSN算法 |
| 2.5.3 DMTS算法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 硬件系统设计 |
| 3.1 时钟源的硬件设计 |
| 3.1.1 MCU的选择与外围电路设计 |
| 3.1.2 LoRa通信模块的设计 |
| 3.1.3 北斗/GPS双模定位模块设计 |
| 3.1.4 4G模块设计 |
| 3.1.5 网络模块设计 |
| 3.1.6 时钟源实物展示 |
| 3.2 时钟终端的硬件设计 |
| 3.2.1 MCU的选择与外围电路设计 |
| 3.2.2 时间显示模块设计 |
| 3.2.3 时钟终端实物展示 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 软件系统设计 |
| 4.1 时钟源时间校准算法设计 |
| 4.2 GNRMC与GNGGA数据帧解析程序的设计 |
| 4.3 基于LoRa的时钟同步系统构建 |
| 4.3.1 复合的时钟同步加管理算法设计 |
| 4.3.2 广播时钟同步算法设计 |
| 4.4 基于数码管的智能自诊断算法 |
| 4.5 TLink云平台的开发应用 |
| 4.6 NTP服务器软件设计流程 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 系统实验研究 |
| 5.1 NTP服务器的测试 |
| 5.1.1 NTP服务器功能的测试 |
| 5.1.2 NTP服务器精度的测试 |
| 5.2 LoRa通信性能的测试 |
| 5.2.1 丢包率与RSSI的测试 |
| 5.2.2 不同楼层间的通信测试 |
| 5.2.3 短距离LoRa数据传输的测试 |
| 5.3 复合时钟同步加管理算法与广播时钟同步算法的精度测试 |
| 5.3.1 广播时钟同步算法的精度测试 |
| 5.3.2 复合的时钟同步加管理算法的精度测试 |
| 5.4 TLink云平台的运行测试 |
| 5.4.1 查询数据测试 |
| 5.4.2 报警功能测试 |
| 5.5 研究结论 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（4）HIAF同步定时系统原型设计及验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 HIAF简介 |
| 1.1.2 论文课题的提出及其创新性 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 上海光源定时系统 |
| 1.2.2 中微子实验时钟系统 |
| 1.2.3 LHASSO时钟系统 |
| 1.2.4 大型强子对撞机的定时系统 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 论文研究内容与组织结构 |
| 第2章 时间同步方法和协议 |
| 2.1 时钟与时间 |
| 2.1.1 术语 |
| 2.1.2 时钟信号 |
| 2.1.3 时间戳数字表示 |
| 2.2 网络时间协议 |
| 2.3 卫星授时系统 |
| 2.4 精密时钟同步协议标准 |
| 2.4.1 IEEE1588 时钟模型 |
| 2.4.2 IEEE1588 同步链路模型 |
| 2.5 White Rabbit协议 |
| 2.5.1 White Rabbit协议原理 |
| 2.5.2 White Rabbit同步链路模型 |
| 2.5.3 White Rabbit链路参数标定 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 HIAF同步定时系统原型设计 |
| 3.1 粒子加速器运行机理 |
| 3.2 HIAF同步定时系统需求分析 |
| 3.3 HIAF同步定时系统整体结构及原型设计 |
| 3.3.1 整体框架 |
| 3.3.2 时钟主结点设计 |
| 3.3.3 数据主结点功能设计 |
| 3.3.4 定时信息设计 |
| 3.3.5 同步定时网络设计 |
| 3.4 数据传输可靠性及流量计算 |
| 3.4.1 控制信息传输可靠性 |
| 3.4.2 同步定时网络数据流量计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 终端节点原型设计 |
| 4.1 终端节点功能概述 |
| 4.2 终端节点硬件设计 |
| 4.2.1 对外接口设计 |
| 4.2.2 主控单元设计与关键器件选型 |
| 4.3 终端节点功能设计 |
| 4.3.1 同步与数据传输设计 |
| 4.3.2 数据处理单元设计 |
| 4.3.3 事件动作转换单元设计 |
| 4.3.4 延时单元及TDC设计 |
| 4.3.5 对外输出单元设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 HIAF同步定时系统原型验证 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 同步网络搭建及同步性校准 |
| 5.3 数据主节点功能验证 |
| 5.4 终端节点功能验证 |
| 5.5.1 同步性测试 |
| 5.5.2 事件动作转换测试 |
| 5.5.3 延时及TDC测试 |
| 5.5.4 输出模式测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 后续工作及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于统计数据的NTP阻塞攻击防御技术研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 网络时间协议 |
| 2.1 基本概念 |
| 2.2 NTP同步过程 |
| 2.3 NTP阻塞攻击 |
| 3 基于统计数据的NTP阻塞攻击效果分析 |
| 3.1 威胁场景模拟 |
| 3.2 性能评价指标 |
| 1）时差标准差 |
| 2）时延均值 |
| 3）同步概率 |
| 3.3 实验数据分析 |
| 3.3.1 时差结果 |
| 3.3.2 时延结果 |
| 3.3.3 同步概率结果 |
| 4 基于流量与统计数据分析的NTP抗阻塞技术 |
| 4.1 设计方法 |
| 4.2 实验结果 |
| 5 结论 |
（6）基于精密时钟同步协议的负离子源分布式定时系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 射频负离子源分布式定时系统总体设计 |
| 1.1 系统需求分析 |
| 1.2 系统硬件设计 |
| 1.3 系统软件设计 |
| 1.3.1 系统总体流程设计 |
| 1.3.2 开发平台及所需技术 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 同步模块设计与实现 |
| 2.1 同步模块需求分析 |
| 2.1.1 现场控制系统同步模块需求分析 |
| 2.1.2 中央控制系统同步模块需求分析 |
| 2.2 模块概要设计及主要应用技术 |
| 2.2.1 同步模块概要设计 |
| 2.2.2 NTP网络时间同步协议 |
| 2.2.3 PTP精密时钟同步协议 |
| 2.3 功能模块实现现场控制系统同步模块实现 |
| 2.3.1 现场控制系统同步模块实现 |
| 2.3.2 中央控制系统同步模块实现 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 定时控制模块设计与实现 |
| 3.1 定时控制模块需求分析 |
| 3.1.1 时序分发功能模块需求分析 |
| 3.1.2 网络同步触发功能模块需求分析 |
| 3.1.3 时序幅值输出功能模块需求分析 |
| 3.1.4 异步事件处理功能模块需求分析 |
| 3.2 模块概要设计及主要应用技术 |
| 3.2.1 定时控制模块概要设计 |
| 3.2.2 TCP/IP协议 |
| 3.3 功能模块实现 |
| 3.3.1 时序分发功能模块实现 |
| 3.3.2 网络同步触发功能模块实现 |
| 3.3.3 时序幅值输出功能模块实现 |
| 3.3.4 异步事件处理功能模块实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统测试 |
| 4.1 同步模块性能测试 |
| 4.1.1 时钟同步性能测试 |
| 4.1.2 现场控制系统同步模块性能测试 |
| 4.1.3 中央控制系统同步模块性能测试 |
| 4.2 定时控制模块性能测试 |
| 4.2.1 网络同步触发性能测试 |
| 4.2.2 时序幅值输出模块性能测试 |
| 4.2.3 异步事件处理功能模块测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（7）基于卫星授时的NTP网络时钟同步系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 NTP网络时钟同步系统设计方案 |
| 2.1 NTP网络时钟同步系统的总体结构 |
| 2.2 NTP网络时钟同步系统的组成模块 |
| 2.2.1 卫星驯服本地钟的方案设计 |
| 2.2.2 NTP授时单元的方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 卫星授时相关技术分析 |
| 3.1 卫星系统授时原理 |
| 3.2 Kalman滤波算法 |
| 3.3 PID控制器 |
| 3.3.1 PID控制原理 |
| 3.3.2 PID参数选取 |
| 3.4 SOPC系统平台 |
| 3.4.1 Nios II处理器 |
| 3.4.2 自定义单元外设连接 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 卫星驯服本地钟设计方案 |
| 4.1 系统硬件设计方案 |
| 4.1.1 FPGA及配置电路 |
| 4.1.2 本地时钟电路设计 |
| 4.1.3 接收机模块电路设计 |
| 4.1.4 存储器电路设计 |
| 4.1.5 系统顶层原理图 |
| 4.2 时钟处理模块设计 |
| 4.2.1 本地钟倍频单元 |
| 4.2.2 本地钟分频单元 |
| 4.2.3 抽头延迟线 |
| 4.2.4 数字鉴相单元设计 |
| 4.2.5 可变延迟线单元设计 |
| 4.3 SOPC系统搭建 |
| 4.4 锁相滤波算法 |
| 4.4.1 锁相环路噪声 |
| 4.4.2 Kalman+PI滤波分析 |
| 4.4.3 滤波算法实现过程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 NTP网络授时单元 |
| 5.1 NTP授时服务器 |
| 5.1.1 NTP网络结构 |
| 5.1.2 NTP报文 |
| 5.1.3 NTP授时单元工作模式 |
| 5.1.4 NTP授时单元工作原理 |
| 5.1.5 NTP授时单元时间来源 |
| 5.2 NTP授时单元处理流程 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
| 致谢 |
（8）基于测量数据的网络时间同步特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 时间同步相关研究 |
| 2.1 世界时、世界原子钟和世界调节时 |
| 2.1.1 世界时 |
| 2.1.2 世界原子钟 |
| 2.1.3 协调世界时 |
| 2.2 网络时钟同步及相关技术 |
| 2.2.1 网络时间协议(NTP) |
| 2.2.2 精确时间协议(PTP) |
| 2.2.3 IEEE 802.1 TSN,IEEE 802.1 AS |
| 2.2.4 同步以太网(SyncE) |
| 2.2.5 White Rabbit |
| 2.2.6 对比 |
| 2.3 数据处理相关工具 |
| 2.3.1 SPSS |
| 2.3.2 python |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 网络时间同步分析研究与分析方案设计 |
| 3.1 PTP协议同步性能的影响因素 |
| 3.2 时间同步特性需求分析 |
| 3.3 网络时间同步特性分析方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 测量数据结果对比分析 |
| 4.1 数据收集与整理 |
| 4.2 不同网络的同步性能 |
| 4.2.1 SDN网络 |
| 4.2.2 光网络 |
| 4.3 网络跳数对同步性能的影响 |
| 4.4 网络负载情况对同步性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 测量数据时间特性分析 |
| 5.1 需求分析 |
| 5.2 系统状态方程 |
| 5.3 神经网络拟合数据 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）网络时间分析及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 网络时间研究背景 |
| 1.1.2 网络时间研究意义 |
| 1.2 论文主要工作 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 第二章 相关研究 |
| 2.1 时间同步现状 |
| 2.2 网络时间分析 |
| 2.3 高精度网络时间研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 互联网时间服务性能分析 |
| 3.1 互联网时间服务监测系统 |
| 3.1.1 互联网时间服务监测系统 |
| 3.1.2 服务来源 |
| 3.2 互联网时间服务性能分析模型和评估指标 |
| 3.2.1 互联网时间服务性能分析模型 |
| 3.2.2 互联网时间服务性能评估指标 |
| 3.3 实验结果和分析 |
| 3.3.1 互联网时间服务性能分析 |
| 3.3.2 相关性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高精度网络时间应用及分析 |
| 4.1 金融交易时间同步需求 |
| 4.2 金融交易中影响时间同步精度的因素 |
| 4.2.1 实验测试方案 |
| 4.2.2 实验结果及分析 |
| 4.3 面向金融交易的软件定义时间同步方案 |
| 4.3.1 软件定义时间同步方案概述 |
| 4.3.2 基于BP神经网络的PID控制的同步时间补偿算法 |
| 4.4 实验测试与分析 |
| 4.4.1 测试方案概述 |
| 4.4.2 实验结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（10）可信互联网时间服务系统研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文结构安排 |
| 第二章 相关技术 |
| 2.1 NTP简介 |
| 2.1.1 NTP协议运行模式 |
| 2.1.2 NTP工作原理与实现方式 |
| 2.1.3 NTP时间同步过程 |
| 2.2 Autokey安全机制 |
| 2.3 传统时间同步安全技术 |
| 2.3.1 IPsec协议 |
| 2.3.2 TLS隧道 |
| 2.3.3 DTLS |
| 第三章 Autokey安全机制脆弱性分析 |
| 3.1 暴力破解风险 |
| 3.2 客户端身份验证缺陷 |
| 3.3 身份认证方案缺陷 |
| 3.3.1 Schnorr Identify Friend or Foe方案 |
| 3.3.2 Guillard-Quisquater方案 |
| 第四章 基于国密证书的身份认证方案设计 |
| 4.1 需求分析 |
| 4.2 协商流程设计 |
| 4.2.1 参数协商 |
| 4.2.2 证书协商 |
| 4.2.3 Cookie协商 |
| 4.3 时间消息验证过程 |
| 4.4 安全性分析 |
| 第五章 可信互联网时间服务系统的设计与实现 |
| 5.1 系统需求分析 |
| 5.2 系统概要设计 |
| 5.2.1 架构设计 |
| 5.2.2 模块设计 |
| 5.2.3 数据库设计 |
| 5.3 时间服务系统管理端实现 |
| 5.3.1 网络设置 |
| 5.3.2 用户管理 |
| 5.3.3 访问控制设置 |
| 5.3.4 安全设置 |
| 5.3.5 统计及日志管理 |
| 5.3.6 系统设置 |
| 5.4 可信时间同步模块实现 |
| 5.4.1 安全协商过程实现 |
| 5.4.2 时间信息处理 |
| 5.4.3 配置扩展实现 |
| 第六章 测试与验证 |
| 6.1 测试拓扑 |
| 6.2 测试环境 |
| 6.3 系统测试及展示 |
| 6.3.1 系统功能配置测试 |
| 6.3.2 安全功能配置测试 |
| 6.3.3 统计及日志功能测试 |
| 6.3.4 时间同步通信测试 |
| 6.3.5 时间同步性能测试 |
| 6.3.6 系统展示 |
| 6.4 测试小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、NTP时间同步性能研究（论文参考文献）
- [1]基于消息摘要加密的网络时间协议安全时间同步方法研究[J]. 陈曦,臧文驰,马明,龚航,孙广富. 全球定位系统, 2021(05)
- [2]铁路时间同步网关于排队延迟补偿方案的研究[D]. 曹建荣. 兰州交通大学, 2021(02)
- [3]基于LoRa的时钟同步系统研究与实现[D]. 张路路. 山东工商学院, 2021(11)
- [4]HIAF同步定时系统原型设计及验证[D]. 葛良. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [5]基于统计数据的NTP阻塞攻击防御技术研究[A]. 陈曦,龚航,彭竞,臧文驰,孙广富. 第十二届中国卫星导航年会论文集——S05 空间基准与精密定位, 2021
- [6]基于精密时钟同步协议的负离子源分布式定时系统设计[D]. 李洋. 安徽建筑大学, 2021(08)
- [7]基于卫星授时的NTP网络时钟同步系统的研究[D]. 侯炎坤. 河北科技大学, 2020(06)
- [8]基于测量数据的网络时间同步特性分析[D]. 王浩. 北京邮电大学, 2020(05)
- [9]网络时间分析及应用研究[D]. 凌静. 北京邮电大学, 2020(04)
- [10]可信互联网时间服务系统研究与开发[D]. 卢俊凯. 西安电子科技大学, 2020(05)