时钟协议原理课件

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1、NTP/SNTP--网络时钟同步协议NTP--网络时钟同步协议概述NTP/SNTP简介NTP工作原理NTP报文格式NTP协议算法NTP工作模式NTP应用建议IEEE1588原理概述随着信息技术的快速发展，在许多要求实时性的应用场合，通信系统必须保证传输实时性的确定性、精确性、稳定性。网络时间协议(networktimeprotocol，NTP)由美国德拉瓦大学的DavidLMills教授于1985年提出，是用于设计使Internet上的计算机保持时间同步的一种通信协议。概述网络时间协议可以估算出数据包在Internet上的往返延迟，并可独立地估算计算机时钟偏差。在大多数的环境中，N

2、TP可以提供l～50ms的可靠时间源。在实际很多应用中，秒级的精确度就足够了。在这种情况下，简单网络时间协议(simplenetworktimeprotocol，SNTP)出现了，它通过简化原来的访问协议，在保证时间精确度的前提下，使得对网络时间的开发和应用变得容易。NTP简介由RFC1305定义的时间同步协议在分布式时间服务器和客户端之间进行时间同步NTP基于UDP报文传输，端口号为123采用分层的方法来定义时钟的准确度支持访问控制和MD5加密验证可以采用单播、组播或广播方式发送协议报文NTP简介简单网络时间协议（SNTP）由RFC1769文档定义。SNTP能够与NTP协议具有互

3、操作性，即SNTP客户可以与NTP服务器协同工作，同样NTP客户也可以接收SNTP服务器发出的授时信息。这是因为NTP和SNTP的数据包格式是一样的，计算客户时间、时间偏差以及包往返时延的算法也是一样的。因此NTP和SNTP实际上是无法分割的。NTP简介时钟层的概念：时钟的层数决定了时钟的准确度，其取值范围为0～15。参考时钟的层数取值范围为0～15，准确度从0到15依次递减。层数为0的时钟处于子网特殊位置，是基准时间参考源，目前普遍采用GPS的UTC时间源。NTP工作原理NTP主要通过交换时间服务器和客户端的时间戳，计算出客户端相对于服务器的时延和偏差，从而实现时间的同步。假设交

4、换机A和交换机B通过以太网端口相连，B做为NTP服务器。同步之前A的时钟设定为10:00:00，B的时钟设定为11:00:00。数据包在A和B之间单向传输所需要的时间为1秒。NTP工作原理NTP工作原理图NTP工作原理NTP工作原理图NTP工作原理clientserverT1T2T3T4T1+tT3-td/2d/2时间序列图双向时延：d=（T4-T1）-（T3-T2）A相对B的时间差：offset=（（T2-T1）+（T3-T4））/2如果往返的传输时间相等，根据四个时刻可以求得时钟偏差和传输时间NTP报文格式StratPollLIModeVNNTPv3andv4RootDelay

5、RootDispersionReferenceIdentifierReferenceTimestamp(64)OriginateTimestamp(64)ReceiveTimestamp(64)TransmitTimestamp(64)MessageHash(64or128)Seconds(32)Fraction(32)NTP时间戳(64bits)Authenticator字段可选，用来存放认证密钥或加密码Key/AlgorithmIdentifier(32)CryptosumAuthenticator(Optional)ExtensionField1(optional)Exten

6、sionField2…(optional)NTPv4onlyPrecExtensionField(填充至32-bit)FieldLengthFieldTypeNTPv4ExtensionField最后一个扩展域（field）填充至64-bitauthenticationonly0258162432LI：闰秒标示器VN：版本号Mode：工作模式Stratum：时钟层Poll：测试间隔Prec：本地时钟精度RootDelay：根时延RootDispersion：根时误差ReferenceIdentifier：参考时钟标识NTP协议算法时间滤波算法时间选择算法聚类算法时钟调节算法这些算法

7、并不是NTP协议的固有部分，但是NTP的实现却有赖于这些算法。NTP工作模式根据网络结构和交换机在以太网中的位置，交换机共有4种NTP工作模式进行时间同步。1.服务器/客户端模式（server/client）2.对等体模式（symmetricactive/symmetricpassive）3.广播模式（broadcastserver/broadcastclient）4.组播模式（multicastserver/muticastclient）NTP工作模式1.服务器/客