网络时间协议实现分布式系统内时钟同步的原理分析new

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1、第卷第期小型微型计算机系统年月一网络时间协议实现分布式系统内时钟同步的原理分析张红亮吴秋云景宁国,防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙,分布式摘要在某些关健应用中系统对系统内时钟的一致性要求是比较高的网络时间协议作为一个斌标,可,准协议以作为分布式系统时钟同步的有效工具本文介绍了网络时间协议的基本模型和体系结构并着重分析了使用网络时间协议实现时钟同步的基本原理关键词分布式系统容错网络时间协议网络时钟同步中一一一图分类号文献标识码文章编号一,一,刀健,口,二‘犷进,刀‘,二,入,,石人介朗岁脚切君朗的,勺以刃少二勿、了八为时,以召,、,诬名、一引言

2、网络时间协议随着计算机在人们的生活和工作中发摔着越来越重要的,协议简介作用信息技术和网络技术也得到越来越广泛的应用其中许,网络时间协议是八协议族的一部分是运行在多关系国计民生的重要应用领域需要依靠计算机系统的高可,协议和协议之上的应用层协议网络时间协议可以通靠性和高效率来精确控制关键性的工作与任务例如卫星发过和局域网在不同的操作系统平台之间进行通信射与测控系统、航空管理系统、社会联动系统以及核能发电系,时对于客户机或服务器来说间同步应用的另一端服务器或统等等这类应用对分布式系统内时钟的一致性和精确性要,,客户机是透明的与其运行的操作系统无关求很高

3、发生任何错误都可能会导致非常严重甚至是灾难性网络时间协议通过多个时间服务器和网络连接的,,后果然而在实际中计算机的时钟工作不太稳定容易受,、链路的多样性来保证客户机总能接收到正确的时间信息即到温度电源等环境条件的影响这样以往传统分布式系统的,可靠性通过基于概率论的分析方法和算法来提高客户机设计与要求,已不适合在如此严格的环境下运作因此,如何矫,正时间的精确度在上使用网络时间协议可以获在分布式系统中精确地同步网络中所有主机的时间是一个相,得几十个毫秒的精度在局域网中使用网络时间协议可以获、当重要巫待解决的问题得小于一个毫秒的精度、在网络时间协议的报

4、文格式中,用于〔们网络时间同步技术因此得到了长足的发展从七十年传递时间信息的时间戳纪录的基本单位是自。年月代末八十年代初网络时间同步技术的初步发展,一直到目前日。时始的秒数网络时间协议,第版孕育待,相关技术生网络同步技术经历了萌芽快速发展基本成熟,——协议族中还有其它几种记录和传输时间的协议继续发展等阶段时钟同步精度从最初的秒提高到现,〔〕、〔召〕、—和机制包括在的几十个纳秒,时钟同步〔们目前,网的稳定性也越来越高〔,〕〔‘〕和网络时间络〔〕,叭时间协议已成为了标准协议之一并在恤协议正是从这些协议和机制上演化而来的上得到了相当广泛的应用,鬓孤禁昙

5、淤髯瓢摹数⋯漂黑恶黔箭昙霉辜夏奢鬓臀欲珊,勇髦掌盅篇撬染溉瓢髯聂据库技术小型微型计算机系统年、〔〕的服务器发送的报文包括发送报文时的时间戳最后公司的在服务目标上与有许多共同之处,但是采取的策略不同的一次接收目的服务器的时间戳和其它关于层次和连接的必要设计着重强调易于管理的或集群环境下的配置信息接收进程负责接收到达的报文,并可口管理和正确性原则而则着重强调不可管理的全球以通过接直环境下服务的准确性接与其它精确时间源进行连接报文到达后,和稳定性从版本开始就接收进程,以及其已经采用了的某些特性来支持正确性原则这些特性就会计算本地时钟和参考时间源之间的时

6、间偏移量包括结合考虑传输时间过程中固有的最大误差和正确地在时它用于计算误差和选择时间服务器的信息钟选择过程中淘汰不适当备选服务器的机制更新进程然后对时钟的时间偏移量进行处理,并从所有的时间参考源中选出质量最好的时间参考源同步原理分析本地时钟进程利用更新进程得出的时间偏移量调整本地时钟的频率,和相位即通过渐进地调整相位把本地时钟的偏实现模型和体系结构移量逐步缩减为零这样本地时钟也可以作为其它时钟的稳基本实现模型、、定时间参考源了网络时间协议的实现模型是由发送接收更新和本地时体系结构钟这四个进程和进行消息传递的网络组成的网络时间协议的基本体系结构分为

7、以下几个部分更新进程时间服务器·服务器接口模块接受进程日本地时钟进程日发送进程,系统处理模块·时钟矫正模块网络,,在网络时间协议中时间服务器作为参考源是必不可少图基本实现模型的时间服务器在接到客户机的服务器接口模块发送的报文后,,并返把本地时间填写在报文中回给客户机的服务器接口模块通常,客户机利用网络时间协议进行同步需发送进程是由定时器周期性地触发的触发后,发送进程,这样就保证了网络时间协议的要多台时间服务器可靠性先收集发送,目的服务器的有关信息并把报文发送给目服务器选择巧信息算法和综合门算法服务器服务器榕口樟块图体系结构服务器接口模块负责与时间

8、服务器进行交互,并对收到的对时钟进行矫正,得,报文进行处理出有关时间服务器质量的信息并把算法分析这些信息提供给系统处理模块与多个时间服务