NTP

1. ntp時鐘層級

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

ntp以層級來組織模型結(jié)構(gòu)，層級中的每層被稱為Stratum。通常將從權(quán)威時鐘獲得時鐘同步的ntp服務(wù)器的層數(shù)設(shè)置為Stratum1，并將其作為主時間服務(wù)器，為網(wǎng)絡(luò)中其他的設(shè)備提供時鐘同步。而Stratum 2則從Stratum 1獲取時間，Stratum 3從Stratum2獲取時間，以此類推。時鐘層數(shù)的取值范圍為1～16，取值越小，時鐘準(zhǔn)確度越高。層數(shù)為1～15的時鐘處于同步狀態(tài)；層數(shù)為16的時鐘被認(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ntp請求報文，其中包含了該報文離開客戶端的時間戳t1;

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

客戶端在接收到響應(yīng)報文時，記錄報文返回的時間戳t4。

客戶端用上述4個時間戳參數(shù)就能夠計算出2個關(guān)鍵參數(shù)：

ntp報文從客戶端到服務(wù)器的往返延遲delay。

客戶端與服務(wù)端之間的時間差offset。根據(jù)方程組：

可以解得時間差為：

ntp客戶端根據(jù)計算得到的offset來調(diào)整自己的時鐘，實現(xiàn)與ntp服務(wù)器的時鐘同步。

如果從簡單實現(xiàn)時鐘同步角度來說，ntp是最簡單的，因為ntp一個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)報文和控制報文兩大類，request/response報文都是數(shù)據(jù)報文，報文如下圖：