面向弹性与能效的基于簇的网络时间同步
分布式、并行与集群计算
2024-09-24 v1 网络与互联网体系结构
系统与控制
系统与控制
摘要
物联网网络中设备的时间同步是一个具有挑战性的问题，也是设计低延迟应用的前提。尽管已有许多现有解决方案试图解决此问题，但几乎所有方案都假设网络中的所有设备（节点）是无故障的。此外，这些解决方案交换大量消息以实现同步，导致显著的通信和能量开销。为了解决这些缺陷，我们提出了 C-sync，一种基于聚类的去中心化时间同步协议，通过节能通信提供对多种类型故障的弹性。C-sync 通过在网络中引入多个参考节点来限制任何节点到其时间源的最大跳数，从而实现可扩展性。该协议在 Contiki 平台上采用模块化结构设计，以支持应用切换。我们在一个由分布在建筑物不同楼层的 40 多个 Tmote Sky 硬件节点组成的真实测试床上评估了 C-sync，并通过实验展示了该协议的故障弹性、能效和可扩展性。C-sync 检测故障并将其隔离到一个簇中，且能快速恢复。该评估与最先进的协议进行了定性比较，并与一类提供无/有限容错同步的去中心化协议（衍生自 GTSP）进行了定量比较。结果还表明，在实现相似精度的同时，与 GTSP 相比，在最坏和最好情况下功耗分别降低了 56.12% 和 75.75%。
引用
@article{arxiv.2409.14323,
title = {Cluster-based Network Time Synchronization for Resilience with Energy Efficiency},
author = {Nitin Shivaraman and Patrick Schuster and Saravanan Ramanathan and Arvind Easwaran and Sebastian Steinhorst},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.14323},
year = {2024}
}