NTP

1. ntp時(shí)鐘層級(jí)

ntp允許客戶端從服務(wù)器請(qǐng)求和接收時(shí)間，而服務(wù)器又從權(quán)威時(shí)鐘源（例如原子鐘、GPS）接收精確的協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC。

ntp以層級(jí)來(lái)組織模型結(jié)構(gòu)，層級(jí)中的每層被稱(chēng)為Stratum。通常將從權(quán)威時(shí)鐘獲得時(shí)鐘同步的ntp服務(wù)器的層數(shù)設(shè)置為Stratum1，并將其作為主時(shí)間服務(wù)器，為網(wǎng)絡(luò)中其他的設(shè)備提供時(shí)鐘同步。而Stratum 2則從Stratum 1獲取時(shí)間，Stratum 3從Stratum2獲取時(shí)間，以此類(lèi)推。時(shí)鐘層數(shù)的取值范圍為1～16，取值越小，時(shí)鐘準(zhǔn)確度越高。層數(shù)為1～15的時(shí)鐘處于同步狀態(tài)；層數(shù)為16的時(shí)鐘被認(rèn)為是未同步的，不能使用的。

2. ntp同步原理

ntp最典型的授時(shí)方式是Client/Server方式，如下圖所示。

ntp同步原理

客戶端首先向服務(wù)端發(fā)送一個(gè)ntp請(qǐng)求報(bào)文，其中包含了該報(bào)文離開(kāi)客戶端的時(shí)間戳t1;

ntp請(qǐng)求報(bào)文到達(dá)ntp服務(wù)器，此時(shí)ntp服務(wù)器的時(shí)刻為t2。當(dāng)服務(wù)端接收到該報(bào)文時(shí)，ntp服務(wù)器處理之后，于t3時(shí)刻發(fā)出ntp應(yīng)答報(bào)文。該應(yīng)答報(bào)文中攜帶報(bào)文離開(kāi)ntp客戶端時(shí)的時(shí)間戳t1、到達(dá)ntp服務(wù)器時(shí)的時(shí)間戳t2、離開(kāi)ntp服務(wù)器時(shí)的時(shí)間戳t3；

客戶端在接收到響應(yīng)報(bào)文時(shí)，記錄報(bào)文返回的時(shí)間戳t4。

客戶端用上述4個(gè)時(shí)間戳參數(shù)就能夠計(jì)算出2個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：

ntp報(bào)文從客戶端到服務(wù)器的往返延遲delay。

客戶端與服務(wù)端之間的時(shí)間差offset。根據(jù)方程組：

可以解得時(shí)間差為：

ntp客戶端根據(jù)計(jì)算得到的offset來(lái)調(diào)整自己的時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)與ntp服務(wù)器的時(shí)鐘同步。

如果從簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步角度來(lái)說(shuō)，ntp是最簡(jiǎn)單的，因?yàn)閚tp一個(gè)request/response就能夠完成同步了，ntp使用udp協(xié)議，端口為123。ntp主要分?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)文和控制報(bào)文兩大類(lèi)，request/response報(bào)文都是數(shù)據(jù)報(bào)文，報(bào)文如下圖：