日志 [2008年07月11日]

NTP协议

2008年7月11日

16:13

NTP原理、结构与工作模式

NTP的基本原理                      

T1:客户方发送查询请求时间(以客户方时间系统为参照) 

T2:服务器收到查询请求时间(以服务器时间系统为参照)            

T3:服务器回复时间信息包时间(以服务器时间系统为参照)

T4:客户方收到时间信息包时间(以客户方时间系统为参照)

                图1: NTP传输模型                         

 δ1：请求信息在网上传播所消耗的时间

 δ2：回复信息在网上传播所消耗的时间  

现已知T1 、T2、T3、T4，希望求得θ以调整客户方时钟有：

                   (1)

假设请求和回复在网上传播的时间相同，即δ1=δ2，则可解得：

           (2)                    

可以看到，θ、δ只与T2T1差值、T3T4差值相关，而与T2T3差值无关，即最终的结果与服务器处理请求所需的时间无关。据此，客户方A即可通过T1、T2、T3、T4计算出时差θ去调整本地时钟。

源文档 <http://www.linuxpk.com/spacecp.php?action=spaceblogs&op=add>

4.        NTP 报文格式
   NTP 和SNTP 是用户数据报协议( UDP) 的客户端 [POS80 ]，而UDP自己是网际协议( IP)
[DAR81 ] 的客户端. IP 和UDP 报头的结构在被引用的指定资料里描述，这里就不更进一步描
述了。UDP的端口是123，UDP头中的源断口和目的断口都是一样的，保留的UDP头如规范中所述。
   以下是SNTP 报文格式的描述，它紧跟在IP 和UDP 报头之后。SNTP的消息格式与RFC-1305
中所描述的NTP格式是一致的，不同的地方是：
一些SNTP的数据域已被风装，也就是说已初始化为一些预定的值。NTP 消息的格式被显示如下。
                   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  |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |                           根延迟                            |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |                           根差量                            |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |                         参考标识符                          |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |                                                              |
     |                         参考时间戳(64)                      |
     |                                                              |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |                                                              |
     |                          原始时间戳(64)                     |
     |                                                              |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |                                                              |
     |                          接受时间戳 (64)                    |
     |                                                              |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |                                                              |
     |                         传送时间戳(64)                      |
     |                                                              |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |                                                              |
     |                                                              |
     |                        认证符(可选项) (96)                  |
     |                                                              |
     |                                                              |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
如下一部分描述，在SNTP 里大多数这些字段被预规定的数据给赋初值。为完整起见，每个字段
的功能在下面被简要总结。 

协议结构

• LI：跳跃指示器，警告在当月最后一天的最终时刻插入的迫近闺秒（闺秒）。
• VN：版本号。
• Mode：模式。该字段包括以下值：0－预留；1－对称行为；3－客户机；4－服务器；5－广播；6－NTP 控制信息
• Stratum：对本地时钟级别的整体识别。
• Poll：有符号整数表示连续信息间的最大间隔。
• Precision：有符号整数表示本地时钟精确度。
• Root Delay：有符号固定点序号表示主要参考源的总延迟，很短时间内的位15到16间的分段点。
• Root Dispersion：无符号固定点序号表示相对于主要参考源的正常差错，很短时间内的位15到16间的分段点。
• Reference Identifier：识别特殊参考源。
• Originate Timestamp：这是向服务器请求分离客户机的时间，采用64位时标（Timestamp）格式。
• Receive Timestamp：这是向服务器请求到达客户机的时间，采用64位时标（Timestamp）格式。
• Transmit Timestamp：这是向客户机答复分离服务器的时间，采用64位时标（Timestamp）格式。
• Authenticator（Optional）－当实现了 NTP 认证模式,主要标识符和信息数字域就包括已定义的信息认证代码（MAC）信息。