NTPとPTP、どちらが最適

産業用スイッチと正確な時刻同期の領域では、しばしば2つのプロトコルが登場する： NTP（Network Time Protocol）とPTP（Precision Time Protocol）です。どちらも産業用ネットワーク内でシームレスなオペレーションを実現するために重要な役割を果たしますが、その機能性やユースケースは大きく異なります。このブログポストでは、これらのプロトコルの複雑さを掘り下げ、PTPとNTPの違いを探り、特定のアプリケーションに適したプロトコルを決定するお手伝いをします。

NTPとPTPの比較

PTPとNTPはパケットベースのネットワーク上で時刻同期を行います。PTPはマスターとスレーブの関係で、NTPはサーバーとクライアントの関係で動作します。PTPとNTPのどちらを選択するかは、システム固有のニーズによって決まります。

NTP (Network Time Protocol)

NTPは、コンピュータネットワークにおける一般的な計時のために設計された、広く使用されている時刻同期プロトコルです。コンピュータ、サーバー、およびネットワークデバイスのクロックを同期することで、正確な時刻を保証します。NTPはインターネット上で動作し、デバイスのネットワーク全体で一貫した時間を維持するために一般的に採用されています。プロトコルは階層構造になっており、原子時計やGPSレシーバーなどの階層0サーバーが最上位です。原子時計やGPSレシーバーなどです。これらのサーバーは第1階層サーバーに基準時刻を提供し、第1階層サーバーは第2階層サーバーを同期させるといった具合です。この階層システムは理論的には16階層までサポートできますが、ほとんどの実装は最初の数階層にとどまっています。

NTPは通常、ローカルネットワーク上ではサブミリ秒、インターネット上では数ミリ秒の精度を達成しますが、これはネットワークの状態やサーバーの精度によって異なります。NTPは、時間精度に対する要求がそれほど厳しくない場合に有効です。

NTPはさまざまなオペレーティングシステムやネットワークデバイスで広くサポートされているため、ユビキタスで実装が簡単です。NTPはインターネット上の同期をサポートし、Kerberosのような認証システムでよく使用されます。しかし、主に一方向通信に依存しているため、その精度はネットワークの遅延や輻輳によって制限されます。これらの要因はばらつきをもたらし、同期の精度を低下させます。

PTP (Precision Time Protocol)

PTPは、通信、金融、産業オートメーションなど、正確な時刻が重要な産業やアプリケーションで使用される高精度の時刻同期プロトコルです。IEEE 1588標準（PTPv1やPTPv2のようなバージョンを含む）をベースとするPTPは、ネットワークの伝搬遅延を計算して補正することにより、ナノ秒レベルの精度を実現します。この高精度はハードウェアベースの計時メカニズムによって実現され、通常、グランドマスタークロックやバウンダリークロックなどの専用ネットワーク機器に実装されます。

PTPはマスターとスレーブの階層構造を利用して時刻を同期します。グランドマスタークロックが一連の同期メッセージを送信することで、スレーブクロックはネットワーク遅延を調整できます。この正確な同期により、正確なタイムスタンプと協調動作が可能になり、極めて高い時間精度が要求されるアプリケーションに不可欠です。

NTPと比較して、PTPは優れた精度を提供し、多くの場合、サブマイクロ秒またはナノ秒の精度を達成します。ただし、設定やメンテナンスがより複雑になるため、通常は専用のハードウェアが必要になり、コストが高くなります。PTPは多くの場合マルチキャスト通信を使用するため、ネットワーク負荷が増加する可能性がありますが、ユニキャストモードでは、グランドマスターがリクエストをより効率的に処理できるため、これを軽減できます。

NTPとPTPの違い

NTPとPTPはどちらも時刻同期を目的としていますが、両者には明確な違いがあります。これらの違いを理解することは、特定のアプリケーションのニーズに基づいて適切なプロトコルを選択するために不可欠です。PTPとNTPのニュアンスと、なぜその違いが重要なのかを掘り下げてみましょう。

アプリケーションに適したプロトコル

NTPとPTPの違いは、それぞれ異なるアプリケーションに適していることです。適切なプロトコルの選択は、特定の同期精度の要件、利用可能なリソース、およびアプリケーションの重要性に基づいて行う必要があります。

NTPはミリ秒レベルの精度が必要なアプリケーションに最適です。特別なネットワーク設定や機器を必要とせず、シンプルでコスト効率が高く、信頼性が高く、堅牢で、設定が簡単です。代表的な用途としては、サーバーやネットワーク機器のクロック同期、ログファイル管理などがあります。使いやすく、多くのパブリックNTPサーバーが利用可能なため、クリティカルでないアプリケーションに最適です。

PTPは、より高い精度が要求される場合に不可欠であり、ハードウェアタイムスタンピングによってサブマイクロ秒、あるいはナノ秒の精度を実現します。この高い精度を実現するには、ネットワークインフラに近い場所でタイムスタンプを行う必要があり、専用のハードウェアとネットワークエンジニアリングが必要になります。PTPは、通信（基地局同期）、交通管制（機器/サイト同期）、放送（オーディオ/ビデオ機器同期）、エネルギー（変電所同期）、銀行（高速取引同期）など、さまざまなアプリケーションに適しています。

お客様の業務の性質、必要とされる精度のレベル、時間の相違がもたらす潜在的な影響などを考慮し、十分な情報を得た上で決定してください。これらの要素を評価することで、お客様の要件に完全に合致するプロトコルを導き出すことができます。

NTPとPTP：FSは両方のソリューションをご提供

FS.com では、産業ネットワークの多様なニーズを理解しています。そのため、PTPとNTPの両方のプロトコルと互換性のある産業用スイッチを幅広く提供しています。当社のスイッチは、信頼性の高いパフォーマンスとシームレスな同期を実現できるように設計されており、スムーズかつ効率的に業務を遂行できます。

PTPの精度やNTPの柔軟性など、当社の産業用スイッチはお客様のご要望にお応えできるよう設計されています。最先端技術と品質へのこだわりで、FS.comはお客様のネットワーク同期ニーズに理想的なソリューションを提供します。

まとめ

NTPとPTPは精度のレベルが異なるため、企業は正確なオペレーションを行うことができます。決定を下す際には、業務における時間精度の重要性を評価してください。同期を維持し、効率性を維持するために、産業用ネットワークのニーズにはFS.comをお任せ！