深圳网站建设便宜信科网络,网站建设前期应该做哪些准备,wordpress动态链接301,品牌网络营销策划书NTP#xff08;Network Time Protocol#xff0c;网络时间协议#xff09;是由RFC 1305定义的时间同步协议。它是通过网络在计算机系统之间进行时钟同步的网络协议。NTP 在公共互联网上通常能够保持时间延迟在几十毫秒以内的精度#xff0c;并在理想条件下#xff0c;它能…NTPNetwork Time Protocol网络时间协议是由RFC 1305定义的时间同步协议。它是通过网络在计算机系统之间进行时钟同步的网络协议。NTP 在公共互联网上通常能够保持时间延迟在几十毫秒以内的精度并在理想条件下它能在局域网下达到低于一毫秒的延迟精度。它使用用户数据报协议UDP在端口 123 上发送和接受时间戳。它是个 C/S 架构的应用程序。
NTP工作原理
NTP的基本工作原理如图所示。Device A和Device B通过网络相连它们都有自己独立的系统时钟需要通过NTP实现各自系统时钟的自动同步。为便于理解作如下假设 ·在Device A和Device B的系统时钟同步之前Device A的时钟设定为10:00:00amDevice B的时钟设定为11:00:00am。 ·Device B作为NTP时间服务器即Device A将使自己的时钟与Device B的时钟同步。 ·NTP报文在Device A和Device B之间单向传输所需要的时间为1秒。 系统时钟同步的工作过程如下 ·Device A发送一个NTP报文给Device B该报文带有它离开Device A时的时间戳该时间戳为10:00:00amT1。 ·当此NTP报文到达Device B时Device B加上自己的时间戳该时间戳为11:00:01amT2。 ·当此NTP报文离开Device B时Device B再加上自己的时间戳该时间戳为11:00:02amT3。 ·当Device A接收到该响应报文时Device A的本地时间为10:00:03amT4。 至此Device A已经拥有足够的信息来计算两个重要的参数 ·NTP报文的往返时延DelayT4-T1-T3-T22秒。 ·Device A相对Device B的时间差offsetT2-T1T3-T4/21小时。 这样Device A就能够根据这些信息来设定自己的时钟使之与Device B的时钟同步。 以上内容只是对NTP工作原理的一个粗略描述.
/*** T1客户端发送请求时的 本地系统时间戳* T2服务端接收到客户端请求时的 本地系统时间戳* T3服务端发送应答数据包时的 本地系统时间戳* T4客户端接收到服务端应答数据包时的 本地系统时间戳。*/NTP 报文格式
/** Dissecting NTP packets version 3 and 4 (RFC5905, RFC2030, RFC1769, RFC1361,* RFC1305).** Those packets have simple structure:* 1 2 3* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1* --------------------------------* |LI | VN |Mode | Stratum | Poll | Precision |* --------------------------------* | Root Delay |* --------------------------------* | Root Dispersion |* --------------------------------* | Reference Identifier |* --------------------------------* | Reference Timestamp (64) |* | |* --------------------------------* | Originate Timestamp (64) |* | |* --------------------------------* | Receive Timestamp (64) |* | |* --------------------------------* | Transmit Timestamp (64) |* | |* --------------------------------* | Key Identifier (optional) (32) |* --------------------------------* | Message Digest (optional) (128/160) |* | |* | |* | |* --------------------------------* NTP timestamps are represented as a 64-bit unsigned fixed-point number,* in seconds relative to 0h on 1 January 1900. The integer part is in the* first 32 bits and the fraction part in the last 32 bits.*** NTP Control messages as defined in version 2, 3 and 4 (RFC1119, RFC1305) use* the following structure:* 1 2 3* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1* --------------------------------* |00 | VN | 110 |R E M| OpCode | Sequence |* --------------------------------* | Status | Association ID |* --------------------------------* | Offset | Count |* --------------------------------* | |* | Data (468 octets max) |* | |* | | Padding (zeros) |* --------------------------------* | Authenticator (optional) (96) |* | |* | |* --------------------------------** Not yet implemented: complete dissection of TPCTRL_OP_SETTRAP,* NTPCTRL_OP_ASYNCMSG, NTPCTRL_OP_UNSETTRAPSETTRAP Control-Messages**/NTP Version 3 NTP Version 4
它的字段含义参考如下
LI 闰秒标识器占用2个bit VN 版本号占用3个bits表示NTP的版本号现在为3 Mode 模式占用3个bits表示模式 stratum层占用8个bits Poll 测试间隔占用8个bits表示连续信息之间的最大间隔 Precision 精度占用8个bits表示本地时钟精度 Root Delay根时延占用8个bits表示在主参考源之间往返的总共时延 Root Dispersion根离散占用8个bits表示在主参考源有关的名义错误 Reference Identifier参考时钟标识符占用8个bits用来标识特殊的参考源 参考时间戳64bits时间戳本地时钟被修改的最新时间。 原始时间戳客户端发送的时间64bits。 接受时间戳服务端接受到的时间64bits。 传送时间戳服务端送出应答的时间64bits。 认证符可选项
NTP的工作模式
NTP支持以下几种工作模式 1.客户端/服务器模式2.对等体模式3.广播模式4.组播模式用户可以根据需要选择一种或几种工作模式进行时间同步我们主要讲解客户端/服务器模式。
工作过程 客户端上需要手工指定NTP服务器的地址。客户端向NTP服务器发送NTP时间同步报文。NTP服务器收到报文后会自动工作在服务器模式并回复应答报文如果客户端可以从多个时间服务器获取时间同步则客户端收到应答报文后进行时钟过滤和选择并与优选的时钟进行时间同步 一些常用的 NTP 服务器地址
ntp.tencent.com
ntp1.tencent.com
ntp2.tencent.com
ntp3.tencent.com
ntp4.tencent.com
ntp5.tencent.com
ntp.aliyun.com
ntp1.aliyun.com
ntp2.aliyun.com
ntp3.aliyun.com
ntp4.aliyun.com
ntp5.aliyun.com
ntp6.aliyun.com
ntp7.aliyun.com
time.edu.cn
s2c.time.edu.cn
s2f.time.edu.cnNTP客户端连接服务器获取网络时间戳
typedef enum xntp_mode_t
{ntp_mode_unknow 0, /// 未定义ntp_mode_initiative 1, /// 主动对等体模式ntp_mode_passive 2, /// 被动对等体模式ntp_mode_client 3, /// 客户端模式ntp_mode_server 4, /// 服务器模式ntp_mode_broadcast 5, /// 广播模式或组播模式ntp_mode_control 6, /// 报文为 NTP 控制报文ntp_mode_reserved 7, /// 预留给内部使用
} xntp_mode_t;static x_void_t output_tu(x_cstring_t xszt_info, xtime_vnsec_t xtm_vnsec)
{printf(%s : , xszt_info);output_ns(xtm_vnsec);printf(\n);
}/**********************************************************/
/***打上信息标号输出 NTP 时间戳 的 具体时间信息。*/
static x_void_t output_tm(x_cstring_t xszt_info, xtime_stamp_t * xtm_stamp)
{printf(%s : , xszt_info);output_ts(xtm_stamp);printf(\n);
}...
xtime_vnsec_t ntpcli_get_time(x_cstring_t xszt_host,x_uint16_t xut_port,x_uint32_t xut_tmout)
{x_int32_t xit_errno EPERM;xtime_vnsec_t xtm_vnsec XTIME_INVALID_VNSEC;xntp_cliptr_t xntp_this X_NULL;do{xntp_this ntpcli_open();if (X_NULL xntp_this){break;}xit_errno ntpcli_config(xntp_this, xszt_host, xut_port);if (0 ! xit_errno){errno xit_errno;break;}xtm_vnsec ntpcli_req_time(xntp_this, xut_tmout);} while (0);if (X_NULL ! xntp_this){ntpcli_close(xntp_this);xntp_this X_NULL;}return xtm_vnsec;
}
/**********************************************************/
/***初始化 NTP 的请求数据包。*/
static x_void_t ntp_init_req_packet(xntp_pack_t * xnpt_dptr)
{
...xnpt_dptr-xct_lvmflag NTP_LI_VN_MODE(0, 3, ntp_mode_client);xnpt_dptr-xct_stratum 0;xnpt_dptr-xct_ppoll 4;xnpt_dptr-xct_percision (x_char_t)(-6);xnpt_dptr-xut_rootdelay (1 16);xnpt_dptr-xut_rootdisp (1 16);xnpt_dptr-xut_refid 0;xnpt_dptr-xtms_reference.xut_seconds 0;xnpt_dptr-xtms_reference.xut_fraction 0;xnpt_dptr-xtms_originate.xut_seconds 0;xnpt_dptr-xtms_originate.xut_fraction 0;xnpt_dptr-xtms_receive .xut_seconds 0;xnpt_dptr-xtms_receive .xut_fraction 0;xnpt_dptr-xtms_transmit .xut_seconds 0;xnpt_dptr-xtms_transmit .xut_fraction 0;
}/**********************************************************/
/*** 发送 NTP 请求获取服务器时间戳。*/
xtime_vnsec_t ntpcli_req_time(xntp_cliptr_t xntp_this, x_uint32_t xut_tmout)
{x_int32_t xit_errno EPERM;// 参数验证if (X_NULL xntp_this){errno EINVAL;return XTIME_INVALID_VNSEC;}if (name_is_ipv4(xntp_this-xszt_host, X_NULL))xit_errno ntpcli_get_4T(xntp_this, xntp_this-xszt_host, xut_tmout);elsexit_errno ntpcli_get_4T_by_name(xntp_this, xut_tmout);if (0 ! xit_errno){errno xit_errno;return XTIME_INVALID_VNSEC;}return ntp_calc_4T(xntp_this-xtm_4time);
}/** 常用的 NTP 服务器地址列表 */
x_cstring_t xszt_host[]
{ntp.tencent.com ,ntp1.tencent.com,ntp2.tencent.com,ntp3.tencent.com,ntp4.tencent.com,ntp5.tencent.com,ntp1.aliyun.com ,ntp2.aliyun.com ,ntp3.aliyun.com ,ntp4.aliyun.com ,ntp5.aliyun.com ,ntp6.aliyun.com ,ntp7.aliyun.com ,time.edu.cn ,s2c.time.edu.cn ,s2f.time.edu.cn ,s2k.time.edu.cn ,X_NULL
};/** 网络地址IP 或 域名类型 */
typedef x_char_t x_host_t[TEXT_LEN_256];/*** 命令选项的各个参数。*/
typedef struct xopt_args_t
{x_bool_t xbt_usage; /// 是否显示帮助信息x_uint16_t xut_port; /// NTP 服务器端口号默认值为 123x_host_t xntp_host; /// NTP 服务器地址x_int32_t xit_rept; /// 请求重复次数默认值为 1x_uint32_t xut_tmout; /// 网络请求的超时时间单位为 毫秒默认值取 3000
} xopt_args_t;/** 简单的判断 xopt_args_t 的有效性 */
#define XOPT_VALID(xopt) ((\0 ! (xopt).xntp_host[0]) ((xopt).xit_rept 0))/**********************************************************/
/*** 字符串忽略大小写的比对操作。*/
static x_int32_t xstr_icmp(x_cstring_t xszt_lcmp, x_cstring_t xszt_rcmp)
{x_int32_t xit_lvalue 0;x_int32_t xit_rvalue 0;if (xszt_lcmp xszt_rcmp)return 0;if (X_NULL xszt_lcmp)return -1;if (X_NULL xszt_rcmp)return 1;do{if (((xit_lvalue (*(xszt_lcmp))) A) (xit_lvalue Z))xit_lvalue - (A - a);if (((xit_rvalue (*(xszt_rcmp))) A) (xit_rvalue Z))xit_rvalue - (A - a);} while (xit_lvalue (xit_lvalue xit_rvalue));return (xit_lvalue - xit_rvalue);
}/**********************************************************/
/***显示应用程序的 命令行格式。*/
x_void_t usage(x_cstring_t xszt_app)
{x_int32_t xit_iter 1;printf(Usage:\n %s [-h] [-n number] -s host [-p port] [-t msec]\n, xszt_app);printf(\t-h Output usage.\n);printf(\t-n number The times of repetition.\n);printf(\t-s host The host of NTP server, IP or domain.\n);printf(\t-p port The port of NTP server, default 123.\n);printf(\t-t msec Network request timeout in milliseconds, default 3000.\n);printf(\nCommon NTP server:\n);for (xit_iter 0; X_NULL ! xszt_host[xit_iter]; xit_iter){printf(\t%s\n, xszt_host[xit_iter]);}printf(\n);
}/**********************************************************/
/*** 从命令行中提取工作的选项参数信息。*/
x_void_t get_opt(x_int32_t xit_argc, x_cstring_t xszt_argv[], xopt_args_t * xopt_args)
{
...for (; xit_iter xit_argc; xit_iter){if (!xopt_args-xbt_usage (0 xstr_icmp(-h, xszt_argv[xit_iter]))){xopt_args-xbt_usage X_TRUE;}else if (0 xstr_icmp(-s, xszt_argv[xit_iter])){if ((xit_iter 1) xit_argc){
...}}else if (0 xstr_icmp(-n, xszt_argv[xit_iter])){if ((xit_iter 1) xit_argc)xopt_args-xit_rept atoi(xszt_argv[xit_iter]);}else if (0 xstr_icmp(-p, xszt_argv[xit_iter])){if ((xit_iter 1) xit_argc)xopt_args-xut_port (x_uint16_t)atoi(xszt_argv[xit_iter]);}else if (0 xstr_icmp(-t, xszt_argv[xit_iter])){if ((xit_iter 1) xit_argc)xopt_args-xut_tmout (x_uint32_t)atoi(xszt_argv[xit_iter]);}}
}int main(int argc, char * argv[])
{
...do{get_opt(argc, argv, xopt_args);if (!XOPT_VALID(xopt_args)){usage(argv[0]);break;}if (xopt_args.xbt_usage){usage(argv[0]);}xntp_this ntpcli_open();if (X_NULL xntp_this){printf(ntpcli_open() return X_NULL, errno : %d\n, errno);break;}ntpcli_config(xntp_this, xopt_args.xntp_host, xopt_args.xut_port);for (xit_iter 0; xit_iter xopt_args.xit_rept; xit_iter){xtm_vnsec ntpcli_req_time(xntp_this, xopt_args.xut_tmout);if (XTMVNSEC_IS_VALID(xtm_vnsec)){xtm_ltime time_vnsec();xtm_descr time_vtod(xtm_vnsec);xtm_local time_vtod(xtm_ltime);printf(\n[%d] %s:%d : \n,xit_iter 1,xopt_args.xntp_host,xopt_args.xut_port);printf(\tNTP response : [ %04d-%02d-%02d %d %02d:%02d:%02d.%03d ]\n,xtm_descr.ctx_year ,xtm_descr.ctx_month ,xtm_descr.ctx_day ,xtm_descr.ctx_week ,xtm_descr.ctx_hour ,xtm_descr.ctx_minute,xtm_descr.ctx_second,xtm_descr.ctx_msec );printf(\tLocal time : [ %04d-%02d-%02d %d %02d:%02d:%02d.%03d ]\n,xtm_local.ctx_year ,xtm_local.ctx_month ,xtm_local.ctx_day ,xtm_local.ctx_week ,xtm_local.ctx_hour ,xtm_local.ctx_minute,xtm_local.ctx_second,xtm_local.ctx_msec );printf(\tDeviation : %lld us\n,((x_int64_t)(xtm_ltime - xtm_vnsec)) / 10LL);}else{printf(\n[%d] %s:%d : errno %d\n,xit_iter 1,xopt_args.xntp_host,xopt_args.xut_port,errno);}}} while (0);if (X_NULL ! xntp_this){ntpcli_close(xntp_this);xntp_this X_NULL;}
...return 0;
}
...运行结果
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在客户端/服务器模式中客户端向服务器发送时钟同步报文报文中的Mode字段设置为3客户模式。服务器端收到报文后会自动工作在服务器模式并发送应答报文报文中的Mode字段设置为4服务器模式。客户端收到应答报文后进行时钟过滤和选择并同步到优选的服务器。
在该模式下客户端能同步到服务器而服务器无法同步到客户端。
tcpdump抓包分析 NTP协议应用于分布式时间服务器和客户端之间实现客户端和服务器的时间同步从而使网络内所有设备的时钟基本保持一致。下面的报文是客户端连接服务器时产生的交互过程。 NTP协议解析
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总结
NTP客户端启动与NTP服务器的时间请求交换。交换的结果是客户端能够计算链路延迟及其本地偏移并调整其本地时钟以匹配服务器计算机上的时钟。
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参考1.RFC 1305 2.http://ntp.neu.edu.cn/archives/92/ 3.http://ntp.neu.edu.cn/archives/95
