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文檔簡介
網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議簡介
NTP(NetworkTimeProtocol)是由美國德拉瓦大學(xué)的DavidL.Mills專家于1985年提出,除了可以估算封包在網(wǎng)絡(luò)上的往返延遲外,還可獨(dú)立地估算計(jì)算機(jī)時(shí)鐘偏差,從而實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的高精確度計(jì)算機(jī)校時(shí),它是設(shè)計(jì)用來在Internet上使不同的機(jī)器能維持相同時(shí)間的一種通訊協(xié)定。時(shí)間服務(wù)器(timeserver)是運(yùn)用NTP的一種服務(wù)器,通過它可以使網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)器維持時(shí)間同步。在大多數(shù)的地方,NTP可以提供1-50ms的可信賴性的同步時(shí)間源和網(wǎng)絡(luò)工作途徑。
網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(NTP)的具體說明在RFC-1305[Mills1992]中。RFC-1305對NTP協(xié)議自動機(jī)在事件、狀態(tài)、轉(zhuǎn)變功能和行為方面給出了明確的說明。它以合適的算法以增強(qiáng)時(shí)鐘的準(zhǔn)確性,并且減輕多個由于同步源而產(chǎn)生的差錯,實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確性低于毫秒的時(shí)間服務(wù),以滿足目前因特網(wǎng)半途徑量測的需要。
NTP是一個跨越廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)的復(fù)雜的同步時(shí)間協(xié)議,它通??色@得毫秒級的精度。RFC2030[Mills1996]描述了SNTP(SimpleNetworkTimeProtocol),目的是為了那些不需要完整NTP實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性的主機(jī),它是NTP的一個子集。通常讓局域網(wǎng)上的若干臺主機(jī)通過因特網(wǎng)與其他的NTP主機(jī)同步時(shí)鐘,接著再向局域網(wǎng)內(nèi)其他客戶端提供時(shí)間同步服務(wù)。
注:清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心的服務(wù)器采用NTP協(xié)議,所以同時(shí)支持NTP和SNTP客戶端的時(shí)間同步請求。有關(guān)NTP更具體的資料,請?jiān)L問DavidL.Mills的主頁。網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)的層狀結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)延時(shí)與時(shí)鐘偏差的測量
TimestampNameIDWhenGeneratedOriginateTimestampT1timerequestsentbyclientReceiveTimestampT2timerequestreceivedatserverTransmitTimestampT3timereplysentbyserverDestinationTimestampT4timereplyreceivedatclientt為服務(wù)器和客戶端之間的時(shí)間偏差;d為兩者之間的往返時(shí)間
∵T2=T1+t+d/2;T2-T1=t+d/2;T4=T3-t+d/2;T3-T4=t-d/2;
∴d=(T4-T1)-(T3-T2);t=((T2-T1)+(T3-T4))/2[返回頁面頂端]網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式無線時(shí)鐘:服務(wù)器系統(tǒng)可以通過串口連接一個無線時(shí)鐘。無線時(shí)鐘接受GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))的衛(wèi)星發(fā)射的信號來決定當(dāng)前時(shí)間。無線時(shí)鐘是一個非常精確的時(shí)間源,但是需要花一定的費(fèi)用。時(shí)間服務(wù)器:還可以使用網(wǎng)絡(luò)中NTP時(shí)間服務(wù)器,通過這個服務(wù)器來同步網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)的時(shí)鐘。~mills/ntp/servers.html列出了Internet上有效的一級時(shí)間服務(wù)器。局域網(wǎng)內(nèi)的同步:假如只是需要在本局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)間的時(shí)鐘同步,那么就可以使用局域網(wǎng)中任何一個系統(tǒng)的時(shí)鐘。你需要選擇局域網(wǎng)中的一個節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘作“權(quán)威的”的時(shí)間源,然后其它的節(jié)點(diǎn)就只需要與這個時(shí)間源進(jìn)行時(shí)間同步即可。使用這種方式,所有的節(jié)點(diǎn)都會使用一個公共的系統(tǒng)時(shí)鐘,但是不需要和局域網(wǎng)外的系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)鐘同步。假如一個系統(tǒng)在一個局域網(wǎng)的內(nèi)部,同時(shí)又不能使用無線時(shí)鐘,這種方式是最佳的選擇。注:網(wǎng)絡(luò)中心的一級服務(wù)器從GPS獲得精確時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)的工作模式Sever/Clientmode:用戶向一個多幾個服務(wù)器提出服務(wù)請求,根據(jù)所互換的信息,從中選擇認(rèn)為最準(zhǔn)確的時(shí)間,并調(diào)整本地的時(shí)鐘。Multicast/Broadcastmode:此種模式是合用于用在高速的LAN上。運(yùn)用一個或多個服務(wù)器在固定的周期向某個多播地址做廣播。Symmetricmode:二個以上的Server互相進(jìn)行時(shí)間消息的通訊,可以互相校正對方的時(shí)間,以維持整個subnet的時(shí)間一致性。注:對校園網(wǎng)用戶采用服務(wù)器/客戶端模式的時(shí)間服務(wù)。保持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步的機(jī)制ntpdate命令:此命令被用來立即同步客戶端和服務(wù)器的時(shí)間。這是同步客戶端和服務(wù)器的時(shí)間的最快方式。系統(tǒng)每次啟動的時(shí)候會使用這個命令,用來保證客戶端和服務(wù)器的時(shí)間的同步。這個命令通常指定一個NTP服務(wù)器作為一個參數(shù),客戶端的時(shí)鐘被設(shè)立為和服務(wù)器的時(shí)間匹配。當(dāng)這個命令使用多個NTP服務(wù)器作為參數(shù)時(shí),客戶端會使用最低檔的NTP服務(wù)器。假如級別相等,客戶端會使用加權(quán)平均數(shù)。ntpd守護(hù)進(jìn)程:此進(jìn)程在后臺連續(xù)運(yùn)營,并且會定期校驗(yàn)客戶端的時(shí)鐘和NTP服務(wù)器的時(shí)間。xntpd守護(hù)進(jìn)程通常是在系統(tǒng)啟動的時(shí)候啟動。由于客戶端的時(shí)鐘也許產(chǎn)生漂移,以致與實(shí)際的NTP時(shí)鐘有差異。xntpd守護(hù)進(jìn)程會周期性地發(fā)送一個NTP服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)請求,并且與客戶端的時(shí)鐘對比,在必要的時(shí)候修正客戶端的時(shí)間,同時(shí)將時(shí)間差存到名為/etc/ntp.drift文獻(xiàn)。默認(rèn)的xntpd時(shí)間檢查的間隔為64秒,在第一次檢查的時(shí)候,客戶端的時(shí)鐘和NTP服務(wù)器上的時(shí)鐘的差異會被記錄下來,同時(shí)依靠這個時(shí)間差異來計(jì)劃下一次檢查。假如這個時(shí)間差異很大,下一次的時(shí)間檢查會不久發(fā)生。假如這個差異很小,下一次的檢查到來的時(shí)間會相應(yīng)的延長。這樣就避免每次都去查詢網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間服務(wù)器,從而可以減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。查詢NTP服務(wù)器的次數(shù)會慢慢變少。直到達(dá)成NTP請求的最小值。注:在命令行方式下,可以采用"ntpd-q"或者"ntpdate[-b]"進(jìn)行對時(shí)。使用ntpd進(jìn)行時(shí)間同步時(shí),應(yīng)事先配置好ntp.conf文獻(xiàn)。簡樸網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(SNTP)(RFC1769——SimpleNetworkTimeProtocol)本備忘錄的狀況:本備忘錄為Internetcommunity提供了信息,但不規(guī)定任何一種類型的Internet標(biāo)準(zhǔn)。本備忘錄的分發(fā)沒有限制。概要本備忘錄描述簡樸網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(SNTP),這是網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(NTP)的一個改寫本,NTP協(xié)議合用于同步因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)時(shí)鐘。當(dāng)不須要實(shí)現(xiàn)RFC1305所描述的NTP完全功能的情況下,可以使用SNTP。它能用單播方式(點(diǎn)對點(diǎn))和廣播方式(點(diǎn)對多點(diǎn))操作。它也能在IP多播方式下操作(可提供這種服務(wù)的地方)。SNTP與當(dāng)前及以前的NTP版本并沒有大的不同。但它是更簡樸,是一個無狀態(tài)的遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC),其準(zhǔn)確和可靠性相似于UDP/TIME協(xié)議在RFC868描述中所預(yù)期的。本備忘錄淘汰相同的標(biāo)題的RFC1361。它的目的是解釋用廣播方式操作的協(xié)議模式,提供某些地方的進(jìn)一步說明并且改正一些印刷上的錯誤。在NTP版本3RFC1305中說明的工作機(jī)理對SNTP的實(shí)現(xiàn)不是完全需要的。本備忘錄的分發(fā)沒有限制。目錄1. 介紹 22. 工作模式與地址分派 23. NTP時(shí)間戳格式 34. NTP報(bào)文格式 45. SNTP客戶端操作 66. SNTP服務(wù)器操作 77. 參考資料 88. 安全考慮 99. 作者的地址 91. 介紹RFC1305[MIL92]指定網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(NTP)來同步因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)時(shí)鐘。它提供了全面訪問國家時(shí)間和頻率傳播服務(wù)的機(jī)制,組織時(shí)間同步子網(wǎng)并且為參與子網(wǎng)每一個地方時(shí)鐘調(diào)整時(shí)間。在今天的因特網(wǎng)的大多數(shù)地方,NTP提供了1-50ms的精確度,精確度的大小取決于同步源和網(wǎng)絡(luò)途徑等特性。RFC1305指定了NTP協(xié)議機(jī)制中的事件,狀態(tài),傳輸功能和操作,此外,尚有可選擇的算法,它改善測時(shí)質(zhì)量并且減少了一些同步源中也許存在的錯誤。為了獲得因特網(wǎng)上重要途徑的延時(shí)精確到毫秒級,使用一些復(fù)雜的算法或者他們的等價(jià)算法是必要的。但是,在許多場合這樣的精確度是不規(guī)定,或許精確到秒已足夠了。在這樣的情況下,更簡樸的協(xié)議例如“時(shí)間協(xié)議”[POS83]已被使用。這些協(xié)議通過基于RPC互換:客戶端請求此刻時(shí)間,然后服務(wù)器回傳從某個已知時(shí)間點(diǎn)到現(xiàn)在的秒鐘數(shù)。NTP被設(shè)計(jì)成了性能差異很大的客戶端及服務(wù)器均能合用,且合用于客戶端及服務(wù)器所在網(wǎng)路有大范圍的網(wǎng)絡(luò)延遲和抖動的情況。今天的因特網(wǎng)上的NTP同步子網(wǎng)的大多數(shù)用戶使用一個軟件包涉及了一整套的NTP的選擇和算法,是一個比較復(fù)雜,實(shí)時(shí)的應(yīng)用系統(tǒng)。軟件要合用于多種硬件平臺:從巨型計(jì)算機(jī)到個人計(jì)算機(jī)。要在這樣的范圍都合用,它的龐大尺寸和復(fù)雜性就不適合于很多應(yīng)用了。按照規(guī)定,探求一些可供選擇的訪問策略(使用適合于精確度規(guī)定不是很嚴(yán)格的簡樸軟件)是有用的。本備忘錄描述簡樸網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(SNTP),它是一個簡化了的NTP服務(wù)器和NTP客戶端策略。SNTP在協(xié)議實(shí)現(xiàn)上沒有什么更改,在最近也不會有什么變動。訪問范例與UDP/TIME協(xié)議是一致的,事實(shí)上,SNTP應(yīng)當(dāng)更容易合用于使用個人計(jì)算機(jī)的UDP/TIME客戶。并且,SNTP也被設(shè)計(jì)在一個專門的服務(wù)器(涉及一臺集成的無線電時(shí)鐘)里操作。由于在系統(tǒng)里的那些各種各樣反映機(jī)制的設(shè)計(jì)和控制,交付調(diào)節(jié)時(shí)間精確到微秒是也許的。這樣的專門設(shè)計(jì)是切實(shí)可行的。強(qiáng)烈建議SNTP僅僅在同步子網(wǎng)的末端被使用。SNTP客戶端應(yīng)當(dāng)僅在子網(wǎng)的葉子(最高的階層)操作并在配置過程中沒有依靠其它NTP或者SNTP客戶端來同步。SNTP服務(wù)器應(yīng)當(dāng)僅在子網(wǎng)的根(階層1)操作并在配置過程中,除一臺可靠的無線電時(shí)鐘外中沒有其它同步源。只有使用了有冗余的同步源及不同的子網(wǎng)途徑及整套NTP實(shí)現(xiàn)中的crafted算法,主服務(wù)器通常盼望的可靠性才有也許達(dá)成。這種做法使主同步源在無線電時(shí)鐘通信失敗或者交付了錯誤時(shí)間時(shí),還能用到其它幾個無線電時(shí)鐘和通向其它重要服務(wù)器的備份途徑。因此,應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮客戶端中SNTP的使用,而不是在主服務(wù)器里的NTP的使用。2. 工作模式與地址分派象NTP同樣,SNTP能在單播(點(diǎn)向點(diǎn))或者廣播(點(diǎn)對多點(diǎn))模式中操作。單播客戶端發(fā)送請求到服務(wù)器并且盼望從那里得到答復(fù),并且(可選的),得到有關(guān)服務(wù)器的往返傳播延遲和本地時(shí)鐘補(bǔ)償。廣播服務(wù)器周期性地送消息給一指定的IP廣播地址或者IP多播地址,并且通常不盼望從客戶端得到請求,廣播客戶端監(jiān)聽地址但通常并不給服務(wù)器發(fā)請求。一些廣播服務(wù)器也許選擇對客戶端作出反映請求以及發(fā)出未經(jīng)請求廣播消息;同時(shí)一些廣播客戶端也許會送請求僅為了擬定在服務(wù)器和客戶端之間的網(wǎng)絡(luò)傳播延遲。在單播方式下,客戶端和服務(wù)器的IP地址按常規(guī)被分派。在廣播方式下,服務(wù)器使用一指定的IP播送地址或者IP多播地址,以及指明的媒介訪問播送地址,客戶端要在這些地址上幀聽。為此,IP廣播地址將限制在一個單獨(dú)的IP子網(wǎng)范圍,由于路由器不傳播IP廣播數(shù)據(jù)報(bào)。就以太網(wǎng)而論,例如,以太網(wǎng)媒介訪問廣播地址(主機(jī)部分所有為1)被用于表達(dá)IP廣播地址。另一方面,IP多播地址將廣播的潛在有效范圍擴(kuò)展到整個因特網(wǎng)。其真實(shí)范圍,組會員和路由由因特網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)擬定[DEE89],對于各種路由協(xié)議,超過了這份資料的討論范圍。就以太網(wǎng)而論,例如,以太網(wǎng)媒介訪問播送地址(所有為1)要和分派的的IP多播地址合用。除了IP地址規(guī)范和IGMP,在服務(wù)器操作IP廣播地址或者IP多播地址沒有什么不同。廣播客戶端幀聽廣播地址,例如在以太網(wǎng)情況下主機(jī)地址所有為1的。就廣播地址的IP而論,沒有更進(jìn)一步規(guī)定的必要了。在IP多組廣播情況下,主機(jī)也許需要實(shí)現(xiàn)IGMP,為的是讓本地路由器把消息攔截后送到多播組。這些考慮不屬于這份資料的討論范圍。就當(dāng)前指定的SNTP而論,其真正的弱點(diǎn)是多目廣播客戶端也許被一些行為不妥或者敵對的在因特網(wǎng)別處的SNTP/NTP多播服務(wù)器襲擊而癱瘓,由于目前所有這樣服務(wù)器使用相同的IP多播地址:組地址。所以有必要,存取控制要基于那些以客戶端信任的服務(wù)器源地址,即客戶端選擇僅僅為自己所知的服務(wù)器?;蛘撸凑諔T列和非正式協(xié)議,所有NTP多播服務(wù)器現(xiàn)在在每條消息內(nèi)應(yīng)涉及已用MD5加密的加密位,以便客戶端擬定消息沒有在傳輸中被修改。SNTP客戶端能實(shí)現(xiàn)那些必要加密和密鑰分發(fā)計(jì)劃在原則上是也許的,但是這在SNTP被設(shè)計(jì)成的那些簡樸的系統(tǒng)里不也許被考慮??紤]到?jīng)]有一個完整的SNTP規(guī)范,故IP廣播地址將使用在IP子網(wǎng)和局域網(wǎng)部分(指有完整功能的NTP服務(wù)器和SNTP客戶端在同一子網(wǎng)上的局域網(wǎng)),而對于IP多播地址來說,將只能用在為達(dá)成以上相同目而設(shè)計(jì)的特例中。特別,只有服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了RFC1305描述的NTP認(rèn)證時(shí)(涉及支持MD5消息位的算法),在SNTP服務(wù)器里的IP多播地址才被使用。3. NTP時(shí)間戳格式sntp使用在RFC1305及其以前的版本所描述標(biāo)準(zhǔn)NTP時(shí)間戳的格式。與因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)一致,NTP數(shù)據(jù)被指定為整數(shù)或定點(diǎn)小數(shù),位以big-endian風(fēng)格從左邊0位或者高位計(jì)數(shù)。除非不這樣指定,所有數(shù)量都將設(shè)成unsigned的類型,并且也許用一個在bit0前的隱含0填充所有字段寬度。由于SNTP時(shí)間戳是重要的數(shù)據(jù)和用來描述協(xié)議重要產(chǎn)品的,一個專門的時(shí)間戳格式已經(jīng)建立。NTP用時(shí)間戳表達(dá)為一64bitsunsigned定點(diǎn)數(shù),以秒的形式從1900年1月1日的0:0:0算起。整數(shù)部分在前32位里,后32bits(secondsFraction)用以表達(dá)秒以下的部分。在SecondsFraction部分,無意義的低位應(yīng)當(dāng)設(shè)立為0。這種格式把方便的多精度算法和變換用于UDP/TIME的表達(dá)(單位:秒),但使得轉(zhuǎn)化為ICMP的時(shí)間戳消息表達(dá)法(單位:毫秒)的過程變得復(fù)雜了。它代表的精度是大約是200picoseconds,這應(yīng)當(dāng)足以滿足最高的規(guī)定了。01234567890123456789012345678901+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Seconds|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|SecondsFraction(0-padded)|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+注意,從1968年起,最高有效位(整數(shù)部分的0bit位)已經(jīng)被擬定,64位比特字段在2036年將溢出。假如NTP或者SNTP在2036年還在使用的話,一些外部方法將有必要用來調(diào)整與1900年及2036年有關(guān)的時(shí)間(136年的其它倍數(shù)也同樣)。用這樣的限制使時(shí)間戳數(shù)據(jù)變得很講究(規(guī)定合適的方法可容易地被找到)。從今以后每136年,就會有200picosecond的間隔,會被忽略掉,64個比特字段將所有置為0,按照慣列它將被解釋為一個無效的或者不可獲得的時(shí)間戳。4. NTP報(bào)文格式NTP和SNTP是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)的客戶端[POS80],而UDP自己是網(wǎng)際協(xié)議(IP)[DAR81]的客戶端.IP和UDP報(bào)頭的結(jié)構(gòu)在被引用的指定資料里描述,這里就不更進(jìn)一步描述了。UDP的端口是123,UDP頭中的源斷口和目的斷口都是同樣的,保存的UDP頭如規(guī)范中所述。以下是SNTP報(bào)文格式的描述,它緊跟在IP和UDP報(bào)頭之后。SNTP的消息格式與RFC-1305中所描述的NTP格式是一致的,不同的地方是:一些SNTP的數(shù)據(jù)域已被風(fēng)裝,也就是說已初始化為一些預(yù)定的值。NTP消息的格式被顯示如下。12301234567890123456789012345678901+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|LI|VN|Mode|Stratum|Poll|Precision|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|根延遲|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|根差量|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|參考標(biāo)記符|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|||參考時(shí)間戳(64)|||+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|||原始時(shí)間戳(64)|||+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|||接受時(shí)間戳(64)|||+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|||傳送時(shí)間戳(64)|||+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|||||認(rèn)證符(可選項(xiàng))(96)|||||+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+如下一部分描述,在SNTP里大多數(shù)這些字段被預(yù)規(guī)定的數(shù)據(jù)給賦初值。為完整起見,每個字段的功能在下面被簡要總結(jié)。1. 閏秒標(biāo)記器:這是一個二位碼,預(yù)報(bào)當(dāng)天最近的分鐘里要被插入或刪除的閏秒秒數(shù)。用1/0表達(dá),分別說明如下:LIValue含 義--------------------------------------------------------------------------------------000無預(yù)告011最近一分鐘有61秒102最近一分鐘有59秒113警告狀態(tài)(時(shí)鐘未同步)2. 版本號:這是一個三bits的整數(shù),表達(dá)NTP的版本號,現(xiàn)在為3。3. 模式:這是一個三bits的整數(shù),表達(dá)模式,定義如下:mode 含 義0 保存1 對稱性激活2 被動的對稱性3 客戶端幾4 服務(wù)器5 廣播6 為NTP控制性系保存7 為自用保存在點(diǎn)對點(diǎn)模式下,客戶端機(jī)在請求中設(shè)立此字段為3,服務(wù)器在回答時(shí)設(shè)立此字段為4;在廣播模式下,服務(wù)器在回答時(shí)設(shè)立此字段為5。4. stratum(層):這是一個8bits的整數(shù)(無符號),表達(dá)本地時(shí)鐘的層次水平,數(shù)值定義如下:stratum 含 義0 未指定或難以獲得1 重要參考(如無線電時(shí)鐘鐘)2-15 第二參考(通過NTP/SNTP)16-255 保存5.測試間隔:八位signedinteger,表達(dá)連續(xù)信息之間的最大間隔,精確到秒的平方及。本字段的值從4(16s)到14(16284s);然而,大多數(shù)應(yīng)用使用6(64s)到10(1024s)。6.精度:八位signedinteger,表達(dá)本地時(shí)鐘精度,精確到秒的平方級。值從-6(主平)到-20(微妙級時(shí)鐘)。7. 根時(shí)延:32位帶符號定點(diǎn)小數(shù),表達(dá)在主參考源之間往返的總共時(shí)延,以小數(shù)位后15~16bits。數(shù)值根據(jù)相關(guān)的時(shí)間與頻率可正可負(fù),從負(fù)的幾毫秒到正的幾百毫秒。8. 根離散:32位帶符號定點(diǎn)小數(shù),表達(dá)在主參考源有關(guān)的名義錯誤,以小數(shù)位后15~16bits。范圍:0~幾百毫秒。9. 參考時(shí)鐘標(biāo)記符:32bits,用來標(biāo)記特殊的參考源。在stratum0(未指定)或stratum1(基本參考)的情況下,該字段以四個八位字節(jié),左對齊,零填充的string表達(dá)。當(dāng)沒有NTP枚舉時(shí),使用下列ASCII標(biāo)記符:階層代碼意思----------------------------------------------------------------1pps 精度校準(zhǔn)源,例如ATOM(原子鐘),PPS代表(每秒脈沖精度源),等等1 service 除了一般的NTP報(bào)時(shí)服務(wù)外,例如ACTS (計(jì)算機(jī)自動化報(bào)時(shí)服務(wù)),TIME(UDP/Time協(xié)議),TSP(Unix報(bào)時(shí)服務(wù)協(xié)議),DTSS. (數(shù)字化時(shí)間同步服務(wù)),等等1 radio 一般的收音機(jī)服務(wù),帶有callsigns,例如CHU, DCF77,MSF,TDF,WWV,WWVB,WWVH,等等1 nav 無線電導(dǎo)航系統(tǒng),例如OMEG(歐米加導(dǎo)航系統(tǒng)),LORC(遠(yuǎn)距離無線電導(dǎo)航系統(tǒng)),等等1 satellite 一般的衛(wèi)星業(yè)務(wù),例如GOES(地球同步軌道環(huán)境衛(wèi)星),GPS(全球衛(wèi)星定位服務(wù)),等等2 address 二級參考(4個八位二進(jìn)制字節(jié)表達(dá)的NTP服務(wù)器因特網(wǎng) 地址)--------------------------------------------------------------------------------10. 參考時(shí)間戳:64bits時(shí)間戳,本地時(shí)鐘被修改的最新時(shí)間。11. 原始時(shí)間戳:客戶端發(fā)送的時(shí)間,64bits。12. 接受時(shí)間戳:服務(wù)端接受到的時(shí)間,64bits。13. 傳送時(shí)間戳:服務(wù)端送出應(yīng)答的時(shí)間,64bits。14. 認(rèn)證符(可選項(xiàng)):當(dāng)NTP的認(rèn)證機(jī)制已運(yùn)營后,這個字段包含認(rèn)證者的信息(參見RFC1305中的附件C)。在SNTP中本字段一般被來報(bào)輸入消息所忽略,也不用在輸出消息中。5. SNTP客戶端操作SNTP客戶端與NTP/SNTP服務(wù)器通信的模式是一個非持久狀態(tài)的遠(yuǎn)程過程調(diào)用。在單播方式,客戶端發(fā)給服務(wù)器(方式3)請求并且盼望服務(wù)器答復(fù)(方式4)。在廣播方式,客戶端送并不請求只是等待一臺或更多的服務(wù)器的廣播消息(方式5),這取決于設(shè)立。根據(jù)客戶端和服務(wù)器設(shè)立,單播客戶端和廣播服務(wù)器通常在從64給1024s的間隔里發(fā)送消息。單播客戶端初始化SNTP報(bào)文首部,再把消息發(fā)送到服務(wù)器,然后從服務(wù)器回復(fù)的報(bào)文中剝?nèi)r(shí)間包。為此,上面提到的所有報(bào)文首部字段,除第一個八位字節(jié)外都設(shè)立成0。在這個八位字節(jié)里L(fēng)i字段設(shè)立為0(沒有警告)和方式字段設(shè)立為3(客戶端)。VN字段必須同NTP或者SNTP服務(wù)器的軟件版本一致;但是,NTP版本3(RFC1305)的服務(wù)器也將接受第2(RFC1119)版本的消息以及版本1(RFC1059)的消息,而NTP版本2服務(wù)器也將接受NTP為版本1的消息。版本0(RFC959)消息不再被支持。由于今天因特網(wǎng)已有了NTP服務(wù)器操作的3個版本,推薦VN字段設(shè)立1。在單播及廣播方式下,單播服務(wù)器回答及廣播以上所述的所有字段;但是,在SNTP下,各字段中,只有傳送時(shí)間戳在非零情況下才有明確的意思.這個字段的整數(shù)部分包含服務(wù)器此刻的時(shí)間,其格式與UDP/TIME協(xié)議相同[POS83].這個字段的fraction部分通常是有效的,SNTP的精確度證明可以精確到秒。假如傳送用時(shí)間戳字段是全0,則該消息將被忽略。在廣播方式下,客戶端沒有附加信息用以計(jì)算在服務(wù)器和客戶端之間的傳播延遲,由于在此方式下,傳送用時(shí)間戳和接受時(shí)間戳字段是沒故意義的。即使在單播方式,大多數(shù)客戶端也會選擇忽略原始時(shí)間戳和接受時(shí)間戳字段。但是,在單播方式下,一種簡樸的計(jì)算可以用來計(jì)算與服務(wù)器有關(guān)的往返傳播延遲d及本地時(shí)鐘補(bǔ)償t,通常對在數(shù)十毫秒內(nèi)。為此,客戶端在請求包中將本地時(shí)鐘時(shí)間按NTP的格式寫入源時(shí)間戳。當(dāng)收到答復(fù)時(shí),客戶端將目的時(shí)間戳作為到達(dá)時(shí)間,并根據(jù)它的本地時(shí)鐘,將其轉(zhuǎn)變成NTP格式。下述表格總結(jié)4個時(shí)間戳。用時(shí)間戳名字ID 產(chǎn)生------------------------------------------------------------原始時(shí)間戳 T1時(shí)間請求由客戶端送收屆時(shí)間戳 T2時(shí)間請求在服務(wù)器收到傳送時(shí)間戳 T3時(shí)間答復(fù)通過服務(wù)器送目的地時(shí)間戳 T4時(shí)間答復(fù)在客戶端收到往返傳播延遲d和本地時(shí)鐘補(bǔ)償t定義為:D=(T4-T1)-(T2-T3)T=((T2-T1)+(T3-T4))/2。下述表格是SNTP客戶端操作的總結(jié)。在表格里顯示有兩種推薦的錯誤檢查方式。在所有NTP版本里,假如Li字段為3;或者階層字段不在第1-15范圍里;或者傳送用時(shí)間戳是0,服務(wù)器決不同步或者不予同步成過去24小時(shí)內(nèi)有效的時(shí)間源。在客戶端的判斷中,保存字段值也也許被檢查。是否相信傳送用時(shí)間戳取決于對這些字段中的一個或多個字段的有效性判斷。字段名請求 回答-------------------------------------------------------------Li 0 閏秒指示器;假如是3(非同步),則放棄該消息VN 1(參見正文)忽略方式 3(客戶端)忽略階層 0 忽略輪詢0忽略精度 0 忽略根延遲 0忽略根差量 0忽略參考標(biāo)記符 0忽略參考時(shí)間戳 0忽略原始用時(shí)間戳 0 忽略(參見正文)收到用時(shí)間戳 0 忽略(參見正文)傳送天的時(shí)間戳 0 時(shí)間;假如是0(非同步),則忽略該消息Authenticator.(不使用) 忽略6. SNTP服務(wù)器操作SNTP服務(wù)器與NTP或者SNTP客戶端操作的模式是一種沒有持久狀態(tài)的RPC模式。全套的NTP算法用來支持冗余校驗(yàn)和不同的網(wǎng)絡(luò)途徑,SNTP服務(wù)器通常不實(shí)現(xiàn)全套的NTP算法,建議一臺SNTP服務(wù)器只與一個外部同步的時(shí)鐘源一道操作,例如一臺可靠的無線電時(shí)鐘。這樣的話,服務(wù)器總是工作在階層1。服務(wù)器可以工作在單播方式或廣播方式或兩者同時(shí)都用。當(dāng)單播方式的服務(wù)器得到一條請求消息時(shí),就在NTP或者SNTP的來報(bào)頭里修改特定字段,并把消息返回給發(fā)送人,也許還使用了與請求相同的信息緩沖區(qū)。假如不同步到一臺對的操作的無線電時(shí)鐘的話,服務(wù)器也許也也許不回答請求,但是回答是首選的,由于可達(dá)性可以忽略同步狀態(tài)如何。在單播方式下,VN和poll字段被完整地復(fù)制到應(yīng)答包中的相同字段。假如請求的方式字段是3(客戶端),那么在答復(fù)過程中它設(shè)立成4(服務(wù)器);否則,為了與NTP規(guī)范相符,這個字段設(shè)立成2(被動的對稱性)。在廣播方式下,服務(wù)器只有在已同步的情況下,才發(fā)消息給一個正常運(yùn)營的參考時(shí)鐘。在此方式下,VN字段設(shè)立成3(針對當(dāng)前的SNTP版本),方式字段設(shè)成5(廣播)。字段poll設(shè)立服務(wù)器測試間隔,接近秒的平方。一臺服務(wù)器既支持廣播方式,同時(shí)也支持單播方式,這是非常合乎需要的。這對一些潛在的廣播客戶端來說特別必要,由于這樣做,能使用客戶端機(jī)/服務(wù)器的消息來計(jì)算傳播延遲,這一方法要優(yōu)于只定期接受廣播消息的方法。在單播方式和廣播方式下保存的字段被同樣地設(shè)立。假定服務(wù)器是被同步成一臺無線電時(shí)鐘或者其它對的的重要參考源,則階層字段設(shè)立為1(重要服務(wù)器),Li字段設(shè)立為0;假如不是,階層字段設(shè)立0,Li字段設(shè)立3。精度字段的設(shè)立反映出本地時(shí)鐘的最大的讀數(shù)誤差。對所有的實(shí)際情況來說,在NTP格式里被計(jì)算的值是小數(shù)點(diǎn)右邊的有效數(shù)值,值被表達(dá)成負(fù)數(shù)時(shí)間戳形式。為了主服務(wù)器,根延遲和根差量字段可以設(shè)立成0,根差量字段能設(shè)立成任意數(shù)值(表達(dá)時(shí)鐘的最大的盼望誤差值)。參考標(biāo)記符設(shè)立指明重要參考源,如在上面在表格里說明的。這些時(shí)間戳字段被設(shè)立如下。假如服務(wù)器未被同步或是一方面
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