近年来,虚拟化技术得到了快速的发展,在此基础上,多台物理机上的多台虚拟机组成的虚拟集群网络得到了广泛应用。为保证虚拟集群上实时性任务的服务质量,各虚实计算节点间需要通过IEEE1588协议实现时间同步。IEEE1588协议也称精确时间协议,其通过主从时钟设备的报文交互实现时间同步。然而在虚拟环境下,由于现有虚拟化平台的特性使IEEE1588协议的同步效果难以保证。并且,现有技术难以有效实现虚拟集群中多虚拟机间任务的时间同步测量。为实现虚拟集群中任务的高精度同步测量,本文提出了基于超调用的虚拟集群硬件PTP板卡辅助同步测量方案,该方案通过硬件时间服务器为通过PCIe接口安装在物理机上的PTP板卡授时,其硬件时间同步精度可达纳秒级,可作为虚拟机时间同步测量的标尺。在KVM虚拟化平台上通过超调用方法实现一台物理机上多台虚拟机共享硬件PTP板卡时间,解决了多台虚拟机无法共享PCIe板卡的问题。实验证明这一方法的误差范围在20μs以内。在多台虚拟机中基于这一方法,设计实现了虚拟机系统时间同步误差的测量方案。该方案既可实现长时间的持续测量,也可通过设计的可视化软件实现测量结果实时、直观的显示,该方案不仅精度较高,而且实现简单,占用资源少,可满足大多数虚拟集群中各种时间同步系统的的同步测量。本文使用所提出的同步测量方案分别对软硬件的虚拟机同步系统的同步精度进行了测量,其中软件同步系统为广泛应用的PTPd软件,硬件同步系统使用超调用时间读取方法实现同步。为研究虚拟化环境对软硬件同步方法效果的影响,分别对物理机和虚拟机上的软硬件同步系统的同步精度进行了测量,为研究计算机负载对虚拟机和物理机同步系统的影响,在每组实验中都加入了50%CPU负载的对照实验。最终,经过多组实验大量测试,验证硬件同步系统的同步精度可达20μs以内,且受负载和虚拟化环境影响较小,而软件同步方式同步精度较低,且受虚拟化环境影响影响,尤其是在CPU负载增大时其同步误差明显增大,通过分析发现其原因是高负载情况下上层虚拟操作系统无法及时处理同步报文,进而影响时间戳精度。