PTP はネットワークに分散したノードの時刻同期プロトコルです。そのハードウェアのタイムスタンプ機能は、ネットワーク タイム プロトコル（NTP）などの他の時刻同期プロトコルよりも高い精度を実現します。

PTP システムは、PTP および非 PTP デバイスの組み合わせで構成できます。PTP デバイスには、オーディナリ クロック、境界クロック、およびトランスペアレント クロックが含まれます。非 PTP デバイスには、通常のネットワーク スイッチやルータなどのインフラストラクチャ デバイスが含まれます。

PTP は、システムのリアルタイム PTP クロックが相互に同期する方法を指定する分散プロトコルです。これらのクロックは、グランドマスター クロック（階層の最上部にあるクロック）を持つマスター/スレーブ同期階層に編成され、システム全体の時間基準を決定します。同期は、タイミング情報を使用して階層のマスターの時刻にクロックを調整するメンバーと、PTP タイミング メッセージを交換することによって実現されます。PTP は、PTP ドメインと呼ばれる論理範囲内で動作します。

Cisco NXOS リリース 6.0(2)A8(3) 以降、PTP は、複数の PTP クロッキング ドメイン、PTP グランドマスター機能、スレーブおよびパッシブ選択のためのインターフェイスでの PTP コスト、およびクロック ID の設定をサポートします。

マルチドメイン環境のすべてのスイッチは、1 つのドメインに属しています。境界クロックの一部であるスイッチでは、マルチドメイン機能が有効になっている必要があります。各ドメインには、ドメインの優先度、クロック クラスのしきい値、クロック精度のしきい値など、ユーザーが構成可能なパラメータがあります。各ドメインのクロックは、そのドメインのマスター クロックと同期したままです。ドメイン内の GPS に障害が発生した場合、ドメイン内のマスター クロックは、GPS がアクティブであるドメイン内のマスター クロックから送られたアナウンス メッセージに関連付けられているデータ セットとの間で、時刻の同期を行います。最も優先度の高いドメインからのマスター クロックがクロック品質属性を満たさない場合、基準に一致する後続のドメインのクロックが選択されます。どのドメインでも、必要なクロック品質属性が満たされていない場合は、Best Master Clock Algorithm（BMCA）を使用してマスター クロックが選択されます。すべてのドメインの優先順位が等しく、しきい値がマスター クロック属性よりも小さい場合、またはしきい値がマスター クロック属性よりも大きい場合、BMCA を使用してマスター クロックが選択されます。

グランドマスター機能は、接続されている他のデバイスにクロックを伝達するスイッチの機能を制御します。スイッチは、インターフェイスでアナウンス メッセージを受信すると、クロック クラスのしきい値とクロック精度のしきい値をチェックします。これらのパラメータの値が事前定義された限界内にある場合、スイッチは IEEE 1588v2 で指定された PTP 標準に従って動作します。スイッチが外部ソースからアナウンス メッセージを受信していない場合、または受信したアナウンス メッセージのパラメータが事前定義された限界内にない場合、ポートの状態はリスニング モードに変更されます。スレーブ ポートのないスイッチでは、すべての PTP 対応ポートの状態がリスニングとしてレンダリングされます。1 つのスレーブ ポートがあるスイッチでは、BMCA を使用してすべての PTP 対応ポートの状態が判断されます。コンバージェンス時間は、スイッチでグランドマスター機能が無効になっている場合に、PTP レベルでタイミング ループが発生するのを防止するためのものです。スイッチでスレーブ ポートが選択されていない場合、スイッチのすべてのポートは、コンバージェンス時間で指定された最小間隔の間、リスニング状態になります。コンバージェンス時間の範囲は 3 ～ 2600 秒で、デフォルトは 30 秒です。

PTP が有効にされた各ポートでインターフェイス コストが適用されるのは、グランドマスター クロックへの複数のパスがスイッチにある場合です。最小のコスト値を持つポートがスレーブとして選択され、残りのポートはパッシブ ポートのままになります。

クロック識別子は、スイッチの MAC アドレスに基づいた文字配列の形式で表示される、一意の 8 オクテット配列です。クロック識別子は、IEEE1588v2-2008 仕様に従って MAC から決定されます。クロック ID は、IEEE1588v2 で定義されている VLAN MAC アドレスのバイトの組み合わせです。

次のクロックは、一般的な PTP デバイスです。

オーディナリ クロック

エンド ホストと同様に、単一の物理ポートに基づいてネットワークと通信します。オーディナリ クロックはグランドマスター クロックとして動作できます。

境界クロック

通常、複数の物理ポートがあり、各ポートはオーディナリ クロックのポートのように動作します。ただし、各ポートはローカル クロックを共有し、クロックのデータ セットはすべてのポートに共通です。各ポートは、境界クロックのその他すべてのポートから使用可能な最善のクロックに基づいて、個々の状態を、マスター（それに接続されている他のポートを同期する）またはスレーブ（ダウンストリーム ポートに同期する）に決定します。同期とマスター/スレーブ階層の確立に関するメッセージは、境界クロックのプロトコル エンジンで終了し、転送されません。

トランスペアレント クロック

通常のスイッチやルータなどのすべての PTP メッセージを転送しますが、スイッチでのパケットの滞留時間（パケットがトランスペアレント クロックを通過するために要した時間）と、場合によってはパケットの入力ポートのリンク遅延を測定します。トランスペアレント クロックはグランドマスター クロックに同期する必要がないため、ポートの状態はありません。

次の 2 種類のトランスペアレント クロックがあります。

エンドツーエンド トランスペアレント クロック

PTP メッセージの滞留時間を測定し、PTP メッセージまたは関連付けられたフォローアップ メッセージの修正フィールドの時間を収集します。

ピアツーピア トランスペアレント クロック

PTP メッセージの滞留時間を測定し、各ポートと、リンクを共有する他のノードの同じように装備されたポートとの間のリンク遅延を計算します。パケットの場合、この着信リンクの遅延は、PTP メッセージまたは関連付けられたフォローアップ メッセージの修正フィールドの滞留時間に追加されます。

（注）	PTP は境界クロック モードのみで動作します。Grand Master Clock（10 MHz）アップストリームを導入することを推奨します。サーバーには、同期する必要があり、スイッチに接続されたクロックが含まれます。 エンドツーエンド トランスペアレント クロック モードとピアツーピア トランスペアレント クロック モードはサポートされません。

PTP プロセスは、マスター/スレーブ階層の確立とクロックの同期の 2 つのフェーズで構成されます。

PTP ドメイン内では、オーディナリ クロックまたは境界クロックの各ポートが、次のプロセスに従ってステートを決定します。

• 受信したすべての（マスター ステートのポートによって発行された）アナウンス メッセージの内容を検査します

• 外部マスターのデータ セット（アナウンス メッセージ内）とローカル クロックで、優先順位、クロック クラス、精度などを比較します

• 自身のステートがマスターまたはスレーブのいずれであるかを決定します

マスター/スレーブ階層が確立されると、クロックは次のように同期されます。

• マスターはスレーブに同期メッセージを送信し、送信された時刻を記録します。

• スレーブは同期メッセージを受信し、受信した時刻を記録します。すべての同期メッセージには、フォローアップ メッセージがあります。同期メッセージの数は、フォローアップ メッセージの数と同じである必要があります。

• スレーブはマスターに遅延要求メッセージを送信し、送信された時刻を記録します。

• マスターは遅延要求メッセージを受信し、受信した時刻を記録します。

• マスターはスレーブに遅延応答メッセージを送信します。遅延要求メッセージの数は、遅延応答メッセージの数と同じある必要があります。

• スレーブは、これらのタイムスタンプを使用して、クロックをマスターの時刻に調整します。

PTP のステートフル リスタートはサポートされません。

• Cisco Nexus 3500 のみの環境では、PTP クロック修正は、1 ～ 99 ナノ秒の 1 ～ 2 桁の範囲であると予想されます。ただし、混合環境では、PTP クロック修正は最大 3 桁（100 ～ 999 ナノ秒）になるものと予想されます。

• Cisco Nexus 3500 シリーズ スイッチでは、マスター PTP ポートで操作の非ネゴシエート モードの混合がサポートされます。つまり、スレーブ クライアントがユニキャスト遅延要求 PTP パケットを送信すると、Cisco Nexus 3500 がユニキャスト遅延応答パケットで応答することを意味します。また、スレーブ クライアントがマルチキャスト遅延要求 PTP パケットを送信すると、Cisco Nexus 3500 はマルチキャスト遅延応答パケットで応答します。混合非ネゴシエート モードが機能するには、BC デバイスの ptp source <IP address> 設定で使用される送信元 IP アドレスが、BC デバイスの物理または論理インターフェイスでも設定されている必要があります。推奨されるベストプラクティスは、デバイスのループバック インターフェイスを使用することです。

• Cisco Nexus 3500 シリーズ スイッチは、最大 48 の PTP セッションをサポートします。

• Cisco Nexus 3500 シリーズ スイッチは、40G インターフェイスでの PTP をサポートしていません。

• PTP は境界クロック モードのみで動作します。エンドツーエンド トランスペアレント クロック モードとピアツーピア トランスペアレント クロック モードはサポートされません。

• PTP は、クロック プロトコルが PTP に設定されている場合に動作します。PTP と NTP を同時に構成することはサポートされていません。

• PTP はユーザー データグラム プロトコル（UDP）上の転送をサポートします。イーサネット上の転送はサポートされません。

• PTP はマルチキャスト通信だけをサポートします。ネゴシエートされたユニキャスト通信はサポートされません。

• PTP はネットワークごとに 1 つのドメインに制限されます。

• PTP 対応ポートは、ポート上で PTP を有効にしない場合、PTP パケットを識別せず、これらのパケットにタイムスタンプを適用したり、パケットを処理のため CPU にリダイレクトしたりしません。これは、ポートで PTP が無効になっている場合、デバイスは、タイプに関係なく、マルチキャスト ステートが存在すると仮定して、任意のマルチキャスト PTP パケットをルーティングできることを意味します。このポートからのこれらのマルチキャスト PTP パケットは、処理のために CPU にリダイレクトされません。これは、それらを CPU にリダイレクトするために適用される例外が、それぞれのポートで PTP が有効かどうかに基づいて、ポートごとにプログラムされるためです。

• 1 pulse per second（1 PPS）入力はサポートされていません。

• IPv6 を介した PTP はサポートされていません。

• Cisco Nexus スイッチは、-3 ～ 1 の同期化ログ間隔を使用して、隣接マスターから同期する必要があります。

• すべてのユニキャストおよびマルチキャスト PTP 管理メッセージは、転送ルールに従って転送されます。すべての PTP 管理メッセージは通常のマルチキャスト パケットとして扱われ、他の非 PTP マルチキャスト パケットが Cisco Nexus 3500 スイッチによって処理されるのと同じ方法で処理されます。

• PTP ユニキャスト パケットの転送を有効にするには、着信ポートを L3/SVI として設定する必要があります。

• Cisco Nexus 3500 スイッチは、ユニキャスト マスターとクライアント間のユニキャスト ネゴシエーションに参加させないことを推奨します。

• ワンステップ PTP は、Cisco Nexus 3500 シリーズ プラットフォーム スイッチではサポートされません。