A Taxonomy of Clock Synchronization Algorithms

Clock synchronization algorithms ensure that physically dispersed processors have a common knowledge of time. This paper proposes a taxonomy adapted to all published software fault-tolerant clock synchronization algorithms: deterministic and prob-abilistic, internal and external, and resilient from crash to Byzantine failures. We classify clock synchronization algorithms according to their internal structure and to three othogo-nal and independent basic building blocks. Our taxonomy will help the designer in choosing the most appropriate structure of algorithm and the best building blocks suited to his/her hardware architecture, failure model, quality of synchronized clocks and message cost induced. Moreover, our classiication uses a uniform notation that allows to compare existing clock synchronization algorithms with respect to their fault model, the building blocks they use, the properties they ensure and their cost in terms of message exchanges. R esum e : Les algorithmes de synchronisation d'horloges oorent une notion commune du temps a des processeurs n'ayant pas acc es a une horloge globale partag ee. Ce rapport propose une classiication adapt ee a tous les algorithmes de synchronisation d'horloges evoluant dans un environnement sujet aux d efaillances, qu'ils soient d eterministes ou probabilistes, et qu'ils assurent une synchronisation interne ou externe. Les algorithmes de synchronisa-tion d'horloges etudi es sont class es selon leur structure interne et selon trois blocs de base ind ependants. Cette classiication est conn cue pour guider le concepteur d'un algorithme de synchronisation d'horloges dans le choix de l'algorithme le mieux adapt e a son architecture mat erielle, le mod ele de d efaillances vis e, la qualit e de la synchronisation obtenue ainsi que le co^ ut r esultant en terme de nombre de messages echang es. Par ailleurs, la classiication propos ee utilise une notation uniforme, qui permet de comparer les algorithmes existants selon le mod ele de fautes qu'il supportent, les blocs de base qu'ils utilisent, les propri et es qu'ils assurent et le co^ ut associ e.