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NTP介绍与分析
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发布：2016-11-21
时间就是金钱！在 Internet上，时间同样也非常重要！有些计算机需要同步时间才能够正常的运行！在开始NTP时钟同步方式的介绍之前，先来简单地谈谈关于“NTP协议”的概念！
NTP协议介绍如下：
1、NTP(Network Time Protocol）网络时间协议基于UDP（网络端口号123），用于网络时间同步的协议，使网络中的计算机时钟同步到UTC，再配合各个时区的偏移调整就能实现精准同步对时功能。提供NTP对时的服务器有很多，比如微软的NTP对时服务器、大学的NTP服务器、国家时间中心的NTP服务器等，利用NTP服务器提供的对时功能，可以使我们的设备时钟系统能够正确运行。特别是在学校、医院、车站、电力等场合，时间的准确尤为重要。
2、NTP采用UDP网络通讯，其底层报文格式如下：
NTP协议报文格式如上图所示，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时钟同步的必要性分析：
了解了一些时区的概念之后，这里要谈的是“正确的时间”。在计算时间时，最准确的计算应该是使用原子震荡周期所计算的物理时钟（Atomic Clock,也称为原子钟），也被定义为标准时间（International Atomic Time）。我们常常看见的UTC（Coordinated Universal Time，协和标准时间）就是利用这种物理时钟为基准所定义出来的正确时间。例如1999年在美国启用的原子钟 NIST F-1，它所产生的时间误差每两千年才差一秒！UTC标准时间是以GMT 时区为主的！所以本地时间与UTC时间的时差就是本地时间与GMT 时间的时差！ 事实上，我们身边有很多原子钟。例如石英表，还有计算机主机上的 BIOS 也是一个原子钟！不过，由于原子钟主要是利用计算芯（crystal）的原子震荡周期去计时的，但是每种芯片都有自己的独特的震荡周期，而震荡周期在不同的芯片之间多少都会有点差异，甚至同一批芯片也可能会有些许的差异（就连温度也可能造成这样的误差），因此，也就造成了BIOS的时间会经常快几秒或者慢几秒。 或许您会认为，BIOS定时器每天快5秒也没有什么了不起的，不过如果您再仔细算算，会发现，一天快5秒，那么一个月快 2.5 分钟，一年就快了75分钟！所以，真的存在时间差！如果您的计算机真有这样的情况，就需要网络校时（Network Time Protocol, NTP）的功能了！
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