13-Roundtrip代码分析

背景

仿照NTP原理，测量两台主机的时钟差，但是将原本T2和T3的合作一个时间点（由于T2和T3之间的间隔很小，对于非严格测试可以忽略）

代码分析（UDP, two threads）

• 消息格式

16B，T1和T2。是主机字节序。发送时客户端将T1填上，服务端接收后，将T2填上。

 struct Message
 {
   int64_t request;  // T1，客户端填上
   int64_t response; // T2，服务端填上
 } __attribute__ ((__packed__));

 

• 服务端

 void runServer(bool ipv6)
 {
   Socket sock(Socket::createUDP(ipv6 ? AF_INET6 : AF_INET));
   sock.bindOrDie(InetAddress(g_port, ipv6));
 ​
   while (true)
   {
     Message message = { 0, 0 };
 ​
     struct sockaddr_storage peerAddr;
     bzero(&peerAddr, sizeof peerAddr);
     socklen_t addrLen = sizeof peerAddr;
     struct sockaddr* addr = reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&peerAddr);
 ​
     ssize_t nr = ::recvfrom(sock.fd(), &message, sizeof message, 0, addr, &addrLen); // 接收信息
     if (nr == sizeof message)
     {
       message.response = now();  // 填上T2
       ssize_t nw = ::sendto(sock.fd(), &message, sizeof message, 0, addr, addrLen);  // 发送信息
       if (nw < 0)
       {
         perror("send Message");
       }
       else if (nw != sizeof message)
       {
         printf("sent message of %zd bytes, expect %zd bytes.\n", nw, sizeof message);
       }
     }
     else if (nr < 0)
     {
       perror("recv Message");
     }
     else
     {
       printf("received message of %zd bytes, expect %zd bytes.\n", nr, sizeof message);
     }
   }
 }

 

• 客户端：不能像服务端一样用一个线程，先调用sendto后调用recvfrom，因为sendto可能会丢包，导致recvfrom一直堵塞。所以由两个线程组成，一个负责不断发request，一个辅助不断收response。

 void runClient(const char* server_hostname)
 {
   InetAddress serverAddr;
   if (!InetAddress::resolve(server_hostname, g_port, &serverAddr))
   {
     printf("Unable to resolve %s\n", server_hostname);
     return;
   }
 ​
   Socket sock(Socket::createUDP(serverAddr.family()));
 ​
   if (sock.connect(serverAddr) != 0)
   {
     perror("connect to server");
     return;
   }
 ​
   // c++11线程，线程入口函数为lambda表达式，每个200ms就发送一个request  
   std::thread thr([&sock] () {
     while (true)
     {
       Message message = { 0, 0 };
       message.request = now();
       int nw = sock.send(&message, sizeof message);
       if (nw < 0)
       {
         perror("send Message");
       }
       else if (nw != sizeof message)
       {
         printf("sent message of %d bytes, expect %zd bytes.\n", nw, sizeof message);
       }
 ​
       ::usleep(200*1000);
     }
   });
 ​
   while (true)
   {
     Message message = { 0, 0 };
     int nr = sock.recv(&message, sizeof message);
     if (nr == sizeof message)
     {
       int64_t back = now();
       // 计算时间差
       int64_t mine = (back + message.request) / 2;
       printf("now %jd, round trip time %jd us, clock error %jd us\n",
              back, back - message.request, message.response - mine);
     }
     else if (nr < 0)
     {
       perror("recv Message");
     }
     else
     {
       printf("received message of %d bytes, expect %zd bytes.\n", nr, sizeof message);
     }
   }
 }

 

代码出处

• UDP, two threads

  recipes/roundtrip_udp.cc at master · chenshuo/recipes (github.com)

• UDP with muduo, single thread

  muduo/roundtrip_udp.cc at master · JanDavi/muduo (github.com)

• TCP with muduo

  muduo/roundtrip.cc at master · JanDavi/muduo (github.com)

 

测试步骤

• 输入命令ntptime和ntpq -qn查看本机时钟信息以及NTP校验。

 

• 以atom机为服务端，以e6400为客户端。客户端会依次打印当前时间戳（秒）、往返延迟（微妙）、时钟差（微妙）

 

扩展

clockdiff命令 – 检测两台linux主机的时间差 – Linux命令大全(手册) (linuxcool.com)