浅聊一下NTP

仅了解，没实践过NTP

1.什么是NTP

网络时间协议NTP（Network Time Protocol）是TCP/IP协议族里面的一个应用层协议，用来使客户端和服务器之间进行时钟同步，提供高精准度的时间校正。NTP基于UDP报文进行传输，使用的UDP端口号为123。精准度5ms左右。

2.基本原理

服务器和客户端之间通过二次报文交换，确定主从时间误差，客户端校准本地计算机时间，完成时间同步。

基本过程：客户端发送附带T1时间戳的查询报文给服务器，服务器在该报文上添加到达时刻T2和响应报文发送时刻T3，客户端记录响应报到达时刻T4。

1. NTP客户端在T1时刻发送一个NTP请求报文给NTP服务器。
2. NTP请求报文到达NTP服务器，此时NTP服务器的时刻为T2。
3. NTP服务器处理之后，于T3时刻发出NTP应答报文。该应答报文中携带离开NTP客户端时的时间戳T1、到达NTP服务器时的时间戳T2、离开NTP服务器时的时间戳T3。
4. NTP客户端在T4时刻接收到该应答报文。

NTP报文的往返时延Delay = [ ( T4 - T1 ) - ( T3 – T2 ) ]

时间差offset=（（T2-T1）+（T3-T4））/2

NTP客户端根据计算得到的offset来调整自己的时钟，实现与NTP服务器的时钟同步。

3.工作模式

1.单播服务器/客户端模式

这种模式下，需要预先知道服务器的IP地址。

客户端能够与NTP服务器的时间同步，NTP服务器无法与客户端的时间同步。

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。

2.对等体模式

这种模式下，主动对等体和被动对等体可以互相同步，等级低（层数大）的对等体向等级高（层数小）的对等体同步。

主动对等体上需要手工指定被动对等体的地址。主动对等体向被动对等体发送NTP时间同步报文。被动对等体收到报文后会自动工作在被动对等体模式，并回复应答报文。如果主动对等体可以从多个时间服务器获取时间同步，则主动对等体收到应答报文后，进行时钟过滤和选择，并与优选的时钟进行时间同步。

3.广播模式

广播客户端能够与广播服务器的时间同步，广播服务器无法与广播客户端的时间同步。

广播服务器周期性地向广播地址255.255.255.255发送NTP时间同步报文。广播客户端侦听来自广播服务器的广播报文，根据接收的广播报文将设备的时间与广播服务器的时间进行同步，广播客户端接收到广播服务器发送的第一个NTP报文后，会与广播服务器进行报文交互，以获得报文的往返时延，为时间同步提供必要的参数。之后，只有广播服务器单方向发送报文。

4.组播模式

组播客户端能够与组播服务器的时间同步，组播服务器无法与组播客户端的时间同步。

组播服务器周期性地向指定的组播地址发送NTP时间同步报文。客户端侦听来自服务器的组播报文，根据接收的组播报文将设备的时间与组播服务器的时间进行同步。

了解详细的工作模式可以参考：NTP工作模式 - S2720, S5700, S6720 V200R013C00 配置指南-设备管理 - 华为 (huawei.com)

4.NTP数据报文

NTP有两种不同类型的报文，一种是时钟同步报文，另一种是控制报文。

控制报文仅用于需要网络管理的场合，它对于时钟同步功能来说并不是必需的。

以下是时间同步报文。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9xNupCWi-1684207858441)(C:\Users\10078\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230516112008199.png)]

LI：2比特，值为“11”时表示告警状态，时钟未被同步。为其他值时NTP本身不做处理。

VN：3比特，NTP版本号。

Mode：3比特，NTP工作模式。（0未定义，1表示主动对等体模式，2表示被动对等体模式，3表示客户模，4表示服务器模式，5表示广播模式或组播模式，6表示此报文为NTP控制报文，7预留给内部使用）

Stratum：时钟层数，表示时钟精确度。取值1-15，精确度递减。

Poll：发送探测报文的最小间隔时间。

Precision：时钟精度，由多个计算量经一系列算法计算得到（时差、网络拥塞等）。

Root Delay：到主参考时钟的总往返时间。

Root Dispersion：本地时钟相对于主参考时钟的最大误差。

Reference Timestamp：本地时钟最后一次被设定或更新的时间。如果值为0表示本地时钟从未被同步过。

Originate Timestamp：NTP报文离开本地NTP客户端的时间戳（T1）。

Receive Timestamp：NTP报文到达对端时钟源（server）的本地时间（T2）。

Transmit Timestamp：应答报文离开对端时钟源（server）的本地时间（T3）。

Authenticator：验证信息。

(应答报文到达本地的时间为T4,就可以代入上面公式计算)