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NTP协议和算法
摘要:NTP:NetworkTimeProtocol,网络时间协议,用于时间同步,它可以提供高精准度的时间校正(LAN上与标准时间差小于1毫秒,W...

NTP:Network Time Protocol,网络时间协议,用于时间同步,它可以提供高精准度的时间校正(LAN上与标准时间差小于1毫秒,WAN上几十毫秒),且可通过加密确认的方式来防止恶意攻击。

NTP校时原理:

每一个时间包内包含最近一次的事件的时间信息、包括上次事件的发送与接收时间、传递现在事件的当地时间、及此包的接收时间。在收到上述包后即可计算出时间的偏差量与传递资料的时间延迟。时间服务器利用一个过滤演算法,及先前八个校时资料计算出时间参考值,判断后续校时包的精确性,一个相对较高的离散程度,表示一个对时资料的可信度比较低。仅从一个时间服务器获得校时信息,不能校正通讯过程所造成的时间偏差,而同时与许多时间服务器通信校时,就可利用过滤算法找出相对较可靠的时间来源,然后采用它的时间来校时。

时间信息的传输都使用UDP协议。

NTP协议格式:

NTP packet = NTP header + Four TimeStamps = 48byte

NTP header : 16byte

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

|LI | VN |Mode | Stratum | Poll | Precision |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

LeapYearIndicator : 2bit

VersionNumber : 3bit

Stratum : 8bit

Mode : 3 bit

PollInterval : 8 bit

Percision : 8bit

| Root Delay |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

Root delay : 32bit

| Root Dispersion |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

Root Dispersion : 32bit

| Reference Identifier |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

Reference Identifier : 32bit

Four TimeStamps : 32byte

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

| Reference Timestamp |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

Reference Timestamp : 64bit

| Originate Timestamp |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

Originate Timestamp : 64bit

| Receive Timestamp |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

Receive Timestamp : 64bit

| Transmit Timestamp |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

Transmit Timestamp : 64bit

| Authenticator (optional) (96) |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

Network Time Protocol使用port 123,64 bits的binary number,前32 bits和Time Protocol一样,后32 bits用以表示秒以下的部份,并加上网络延时量的估计.理论上可以精确到到2的-32次方秒,实际使用大约只有50ms(广域网)左右,在局域网可达1ms。在实际中您应找最近而且最稳定的Server作时间源。

SNTP算是NTP的一个子集,它不像NTP可以同時和多个Server对时, 一般在Client端下使用。

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