
在传统网络中,已经提出了多种网络同步机制,C/S模式是主要的时钟同步模式。客户端产生时钟同步请求消息,服务器回应时钟同步应答消息,通过测试这两个消息的发送和接收时间来估计两者的时间偏差,获得相对较的时钟同步。采用上述思想的典型例子就是网络时间协议NTP,被因特网用作网络时钟同步协议,NTPv4度已达到毫秒级。实现方案是在网络上指定若干时钟源服务器,为用户提供授时服务,并且这些服务器之间能够相互比较校正,以提高准确度。
NTP协议采用层次型树型结构,整个体系结构中有多棵树,每棵树的父节点都是一级时间基准服务器。NTP协议要将时间信息从这些一级时间服务器传输到分布式系统的二级时间服务器成员和客户端,第三级时间服务器从第二级服务器获得时间信息,以此类推,服务器级数越小,越接近一级服务器,时间就越准确。由于NTP协议设计对象为因特网和计算机,设计重点为协议的可靠性和同步精度。该协议要求能够始终占用CPU资源,以便它可以执行连续的操作,使时钟一直保持同步,没有考虑能耗和计算能力问题,无法直接应用于无线传感器网络中。
在无线传感器网络应用中,节点对功耗有严格的要求,并且要求尽可能保持较小的外形尺寸和低廉的成本使其能够被大量部署,其部署环境经常是常人难以接近的恶劣环境,这使得部署后的维护通常是不可能的;显然将GPS和NTP用于无线传感器网络的时间同步是不可取的。分布式系统中对时间同步也有大量研究,但这些方法都没有考虑传感器网络的特点,需要较大的资源开销,所以不适合传感器网络的时间同步。鉴于时间同步在无线传感器网络应用中的基础性作用,必须研究适用于无线传感器网络的时间同步算法。
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