NTP（Network Time Protocol）是由美國德拉瓦大學的David L. Mills于1985年提出，除了可以估算封包在網絡上的往返延遲外，還可獨立地估算計算機時鐘偏差，從而實現在網絡上的高度計算機校時，它是設計用來在Internet上使不同的機器能維持相同時間的一種通訊協定。時間服務器（time server）是利用NTP的一種服務器，通過它可以使網絡中的機器維持時間同步。在大多數的地方，NTP可以提供1-50ms的可信賴性的同步時間源和網絡工作路徑。

 

      網絡時間協議（NTP）的詳細說明在RFC-1305[Mills 1992]中。RFC-1305對 NTP協議自動機在事件、狀態、轉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時鐘的準確性，并且減輕多個由于同步源而產生的差錯，實現了準確性低于毫秒的時間服務，以滿足目前因特網中路徑量測的需要。

 

      NTP是一個跨越廣域網或局域網的復雜的同步時間協議，它通常可獲得毫秒級的精度。RFC2030[Mills 1996]描述了SNTP（Simple Network Time Protocol），目的是為了那些不需要完整NTP實現復雜性的主機，它是NTP的一個子集。通常讓局域網上的若干臺主機通過因特網與其他的NTP主機同步時鐘，接著再向局域網內其他客戶端提供時間同步服務。

 

     注：清華大學網絡中心的服務器采用NTP協議，所以同時支持NTP和SNTP客戶端的時間同步請求。 有關NTP更詳細的資料，請訪問David L. Mills的主頁。

 

網絡時間服務的層狀結構

 

 

 網絡延時與時鐘偏差的測量

Timestamp Name ID When Generated

Originate Timestamp T1 time request sent by client

Receive Timestamp T2 time request received at server

Transmit Timestamp T3 time reply sent by server

Destination Timestamp T4 time reply received at client

 

 

t 為服務器和客戶端之間的時間偏差；d 為兩者之間的往返時間

∵ 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

 

網絡時間服務的實現方式

 

•網絡時間服務的實現方式

•無線時鐘：服務器系統可以通過串口連接一個無線時鐘。無線時鐘接收GPS（衛星定位系統）的衛星發射的信號來決定當前時間。無線時鐘是一個非常的時間源，但是需要花一定的費用。

 

•時間服務器：還可以使用網絡中NTP時間服務器，通過這個服務器來同步網絡中的系統的時鐘。http://www.ruicheng-china.cn/列出了Internet上有效的一級時間服務器。

 

•局域網內的同步：如果只是需要在本局域網內進行系統間的時鐘同步，那么就可以使用局域網中任何一個系統的時鐘。你需要選擇局域網中的一個節點的時鐘作“的”的時間源，然后其它的節點就只需要與這個時間源進行時間同步即可。使用這種方式，所有的節點都會使用一個公共的系統時鐘，但是不需要和局域網外的系統進行時鐘同步。如果一個系統在一個局域網的內部，同時又不能使用無線時鐘，這種方式是的選擇。

 

•注：網絡中心的一級服務器從GPS獲得時間。

•網絡時間服務的工作模式

 

•Sever/Client mode：用戶向一個多幾個服務器提出服務請求，根據所交換的信息，從中選擇認為zui準確的時間，并調整本地的時鐘。

 

•Multicast/Broadcast mode：此種模式是適用于用在高速的LAN上。利用一個或多個服務器在固定的周期向某個多播地址做廣播。

 

•Symmetric mode：二個以上的Server互相進行時間消息的通訊，可以互相校正對方的時間，以維持整個subnet的時間一致性。

 

•注：對校園網用戶采用服務器/客戶端模式的時間服務。

•保持網絡節點時間同步的機制

 

•ntpdate命令：此命令被用來立即同步客戶端和服務器的時間。這是同步客戶端和服務器的時間的zui快方式。系統每次啟動的時候會使用這個命令，用來確保客戶端和服務器的時間的同步。這個命令通常一個NTP服務器作為一個參數，客戶端的時鐘被設置為和服務器的時間匹配。當這個命令使用多個NTP服務器作為參數時，客戶端會使用zui低級的NTP服務器。如果級別相等，客戶端會使用加權平均數。

 

•ntpd守護進程：此進程在后臺持續運行，并且會定時校驗客戶端的時鐘和NTP服務器的時間。xntpd守護進程通常是在系統啟動的時候啟動。因為客戶端的時鐘可能產生漂移，以致與實際的NTP時鐘有差異。xntpd守護進程會周期性地發送一個NTP服務器的網絡請求，并且與客戶端的時鐘對比，在必要的時候修正客戶端的時間，同時將時間差存到名為/etc/ntp.drift文件。默認的xntpd時間檢查的間隔為64秒，在*次檢查的時候，客戶端的時鐘和NTP服務器上的時鐘的差異會被記錄下來，同時依靠這個時間差異來計劃下一次檢查。如果這個時間差異很大，下一次的時間檢查會很快發生。如果這個差異很小，下一次的檢查到來的時間會相應的延長。這樣就避免每次都去查詢網絡中的時間服務器，從而可以減輕網絡負載。查詢NTP服務器的次數會慢慢變少。直到達到NTP請求的zui小值。

 

•注：在命令行方式下，可以采用"ntpd -q"或者"ntpdate [-b] time.edu.cn"進行對時。使用ntpd進行時間同步時，應事先配置好ntp.conf文件。