NTP_SNTP时钟协议原理
sntp用法 -回复
sntp用法-回复SNTP（简单网络时间协议）是一种用于计算机网络中同步时钟的协议。
它是NTP（网络时间协议）的一种简化版本，专门用于使计算机和其他网络设备能够准确地同步时间。
本文将一步一步地解释SNTP的用法和工作原理，并讨论它在现代计算机网络中的重要性。
第一步：了解SNTP的基本概念SNTP是一种网络协议，用于设置和同步计算机和其他网络设备的时间。
它可以告诉计算机当前的时间，并与时间服务器进行通信，以确保时间保持同步。
与其他时间协议相比，它更加简化，但也具有基本的功能和安全特性。
第二步：理解SNTP的工作原理SNTP的工作原理主要涉及两个重要组件：客户端和时间服务器。
客户端是需要同步时间的计算机或设备，而时间服务器是提供时间服务的设备。
当客户端启动时，它会向时间服务器发送一个时间请求，以获取当前的时间信息。
时间服务器接收到请求后，会回复客户端一个带有时间信息的应答。
客户端将时间信息用于校准本地时钟，并定期与服务器进行同步以确保时间的准确性。
第三步：SNTP的主要用途SNTP在现代计算机网络中具有广泛的应用。
以下是一些常见的用途：1. 计算机系统同步：许多操作系统和应用程序依赖于准确的时间信息来执行各种任务。
使用SNTP可以确保这些计算机系统的时钟始终保持准确，并避免因时间不同步而导致的问题。
2. 网络安全：时间戳在网络安全中起着重要的作用。
例如，在进行身份验证或授权时，计算机系统需要确保其生成的时间戳与服务器上的时间一致。
SNTP可以提供准确的时间信息，从而增加网络安全性。
3. 日志和审计：许多系统和网络设备会生成各种日志和审计记录。
使用准确的时间信息可以确保这些日志的时序完整和准确，使其更加有用和可靠。
4. 分布式应用：在分布式应用中，许多计算机和设备需要协调和同步其操作。
SNTP可以提供一个公共的时间参考，以确保这些应用程序之间的协作顺利进行。
第四步：SNTP的优点和局限性使用SNTP进行时间同步具有以下优点：1. 简单易用：SNTP是一种简化的时间协议，易于实现和使用。
NTP网络时钟原理及应用
NTP网络时钟原理及应用NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）是一种用于在互联网上同步计算机时钟的协议。
它的原理是通过在电子网络中传递时间信息来保持计算机时钟的准确性，并确保不同计算机之间的时钟可以保持同步。
下面将详细介绍NTP网络时钟的原理及应用。
一、NTP网络时钟的原理：1.时间服务器：时间服务器是指许多计算机通过网络连接到的一个特殊计算机，它具有准确和可靠的时钟。
时间服务器从一系列原子钟和其他准确到微秒级的时钟源接收时间信号，并通过网络将这些时间信息传递给其他计算机。
2.时间客户端：时间客户端是指网络上的其他计算机，它们通过连接到时间服务器来获取准确的时间信息。
时间客户端通过与时间服务器进行通信，获取时间信息并设置本地时钟。
时间客户端可以是个人计算机、服务器、路由器或其他网络设备。
1.时间服务器从准确的时钟源接收时间信号，并将它们标记为可用的时间戳。
2.时间服务器使用NTP协议将时间信息广播到网络中的所有时间客户端。
3.时间客户端接收时间信息，并计算出和服务器时钟的时差。
4.时间客户端通过改变本地时钟来校正自己的计算机时钟。
NTP协议的特点：1.可靠性：NTP协议使用了数据冗余和错误校验机制，以确保时间信息的可靠性。
2.精确性：NTP协议可以在微秒级别上同步计算机时钟。
3.灵活性：NTP协议支持多种时间源，包括原子钟、GPS等。
二、NTP网络时钟的应用：1.金融行业：金融行业对时间的准确性要求非常高，NTP网络时钟可以确保金融交易系统的时钟同步，以确保交易记录的准确性和一致性。
2.通信网络：在通信网络中，NTP网络时钟被广泛用于保持网络设备的时钟同步，以确保不同设备之间传输数据的顺序和时序的准确性。
3.科学研究：在科学研究中，实验数据的时间戳是非常重要的，NTP 网络时钟可以确保实验数据的准确性和可靠性。
4.公共事务：政府、军队和其他公共事务部门都需要确保系统间时钟的一致性，以确保各种事务的准确性和协调性。
NTP_SNTP时钟协议原理
附：NTP/SNTP与IEEE 1588对比
• NTP/SNTP授时精度不高的原因（>=1ms）
应用层 表示层 报文 编码 不确定 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 网络 路径时间 不确定 写入/读取 时间戳 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 不确定 报文 解码
d1 = 8
1
d2 = 11
IEEE 1588时钟同步（PTP）
IEEE1588 协议是专门针对网络测控系 统等工业以太网提出的精确时钟同步协议 ，它非常适合变电站内工业以太网的应用 要求，加以硬件辅助就能达到μs级的同步 精度。 1588协议的核心思想是网络中最精确的 时钟（主时钟）以基于包交换的方式同步 所有其它时钟（从时钟）。
IEEE 1588时钟同步原理
主时钟 交换机 从时钟
交换机和主时钟发送报文计算主时钟到交换机的传输时间 以此类推，可以精确计算每一段传输路径的延时
IEEE 1588时钟同步原理
主时钟
Grandmaster Clock
交换机
Transparent Clock PTP SWITCH FABRIC
从时钟
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 IEEE 1588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 (network timeprotocol，NTP)由美国德拉瓦 大学的David L Mills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。
SNTP协议的分析 (2)
SNTP协议的分析协议名称：SNTP协议分析一、介绍SNTP（Simple Network Time Protocol，简单网络时间协议）是一种用于同步网络中计算机时间的协议。
它是NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）的简化版本，主要用于那些对时间精度要求不高的应用场景。
二、协议原理SNTP协议基于UDP协议进行通信，使用NTP的一部分功能来实现时间同步。
其原理如下：1. 客户端向服务器发送时间请求报文。
2. 服务器收到请求后，将当前时间添加到报文中，并返回给客户端。
3. 客户端收到服务器返回的报文后，将报文中的时间信息与本地时间进行比较，计算出时间差。
4. 客户端根据时间差调整本地时间，完成时间同步。
三、协议报文格式SNTP协议的报文格式如下：1. 报文头部：- 协议版本：占用3个比特，表示SNTP协议的版本号。
- 协议模式：占用3个比特，表示SNTP协议的工作模式，如客户端模式、服务器模式等。
- 报文类型：占用8个比特，表示SNTP报文的类型，如时间请求报文、时间响应报文等。
- 精度：占用8个比特，表示时间的精度。
- 传输时间戳：占用32个比特，表示报文的发送时间。
- 接收时间戳：占用32个比特，表示报文的接收时间。
- 时间戳：占用32个比特，表示服务器的时间。
2. 报文数据：- 时间戳：占用32个比特，表示服务器的时间。
四、协议工作流程SNTP协议的工作流程如下：1. 客户端向服务器发送时间请求报文。
2. 服务器收到请求后，将当前时间添加到报文中，并返回给客户端。
3. 客户端收到服务器返回的报文后，将报文中的时间信息与本地时间进行比较，计算出时间差。
4. 客户端根据时间差调整本地时间，完成时间同步。
五、协议特点SNTP协议具有以下特点：1. 简化：SNTP是NTP的简化版本，去除了一些对时间精度要求较高的功能，使得协议更加简单。
2. 精度较低：由于简化了部分功能，SNTP的时间精度相对较低，适用于对时间要求不高的应用场景。
NTP网络时间协议
NTP网络时间协议随着计算机网络的广泛应用，时间同步成为了保证网络正常运行的重要问题之一。
NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）应运而生。
NTP是一种用于同步网络中各个计算机的时间的协议。
本文将介绍NTP的原理、工作方式以及它在网络中的应用。
一、NTP原理NTP的主要原理是通过将网络中的计算机分为时间服务器和时间客户端两类，通过时间服务器提供准确的时间参考，从而使时间客户端能够校准自身的系统时间。
NTP通过利用时间报文和算法来实现时间同步。
二、NTP工作方式NTP的工作方式可以分为两个阶段：时钟同步和系统时钟调整。
1. 时钟同步NTP使用分层时间服务器的方式进行时钟同步。
底层的时间服务器从上层时间服务器获取时间，然后将获取到的时间传递给下层的时间服务器，直到最顶层的时间服务器成为网络中的时间源。
时间客户端向底层时间服务器发送请求，以获取准确的时间。
2. 系统时钟调整通过与时间服务器进行同步，NTP可以测量系统时钟的偏差，并将这个偏差应用于系统时钟，从而调整系统时间。
NTP使用一种称为"时钟漂移"的算法来精确调整系统时钟的频率。
三、NTP在网络中的应用NTP在各种网络中都有广泛的应用，包括互联网、局域网和广域网。
1. 互联网中的应用在互联网中，NTP被广泛用于各种与时间相关的应用，如电子邮件的时间戳、安全证书的有效期限等。
此外，NTP还可以用于确保网络中的计算机具有准确的时间，从而保证网络正常运行。
2. 局域网中的应用在局域网中，NTP可以让所有计算机具有统一的时间标准，以便于各种协同工作的进行。
例如，在一个跨部门的项目中，各部门的计算机需要具有统一的时间，以便于时间戳的比对和文件同步等操作。
3. 广域网中的应用在广域网中，NTP可以确保分布在不同地理位置的计算机拥有准确的时间。
这对于跨时区的数据传输和协同工作至关重要。
通过NTP，这些计算机可以保持时间的一致性，从而避免因时间差异而导致的数据同步问题。
NTPSNTP时钟协议原理资料
NTPSNTP时钟协议原理资料NTP（Network Time Protocol，网络时钟协议）是一种用于同步网络中计算机时钟的协议，通过分发和校准时间信息来保持网络中各个设备的时钟一致。
NTP协议被广泛应用于互联网、局域网和广域网中，确保网络上的各个设备可以准确地同步时间，以便于数据的传输和协调。
NTP协议基于客户端-服务器模型，客户端请求时间同步给服务器，并从服务器获取准确的时间信息。
以下是NTP协议的原理和工作方式：2. 层级结构：NTP协议的NTP服务器遵循一种层级结构，由若干个时间源构成。
最上层的服务器（stratum 1）连接着原子钟等高精度时间源，下层的服务器通过与上层服务器进行时间同步，以保持时间的准确性。
NTP客户端通过与最接近的服务器进行时间同步，并传递给下一个级别的服务器，逐级向上同步。
3. 时间信息传输：NTP协议使用UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）进行时间信息的传输。
UDP是一种无连接、不可靠的传输协议，但NTP协议通过使用时间戳和校准算法来保证传输的准确性。
4. 时间同步：NTP客户端通过发送NTP请求（NTP Request）到服务器来请求时间同步。
服务器接收到请求后，会返回一个时间戳作为应答（NTP Response），其中包含了服务器的精确时间信息。
NTP客户端根据接收到的时间戳，计算出与服务器时间的偏差和延迟，并据此调整本地时钟。
5.时钟校准：NTP客户端通过与NTP服务器进行周期性的时间同步来校准本地时钟。
NTP协议使用一种叫做"网络振荡"的算法，通过与多个时间源进行同步，对时间信息进行融合和过滤，来确保最终的时间同步结果准确可靠。
6. 时钟精度：NTP协议通过定义时间精度级别（stratum），来表示时间源的准确性和稳定性。
层级越低的时间源，在时间精度上越高。
原子钟等高精度时间源为stratum 1，下一级的服务器为stratum 2，以此类推。
sntp对时原理
sntp对时原理嗨，朋友！今天咱们来唠唠SNTP对时这个超有趣的事儿。
你知道吗，SNTP就像是一个超级准时的小管家，专门负责把各个设备的时间都弄得整整齐齐的。
想象一下啊，要是世界上所有的设备时间都乱七八糟的，那得多乱套啊。
比如说，你在网上订了个东西，商家说10点发货，结果因为他们的设备时间不对，以为还早着呢，你就得干等着，多闹心啊。
那SNTP是怎么做到对时的呢？这得从它的工作方式说起。
SNTP是基于网络来工作的。
就好比它在网络这个大社区里到处串门，看看每个设备的时间情况。
它有个服务器，这个服务器就像是一个大时钟，而且是那种超级精准的时钟。
其他的设备呢，就像是一个个小迷糊，有时候时间不准。
当一个设备想要对时的时候，就会向这个SNTP服务器发送一个请求，就像在说：“大时钟，我都不知道现在啥时候了，你告诉我呗。
”这个请求就在网络的大道上跑啊跑，跑到服务器那儿。
服务器呢，接到这个请求后，就会查看自己精准的时间，然后把这个时间信息打包起来，再发回给那个请求的设备。
这就像是把正确的时间写在一个小纸条上，然后给那个小迷糊设备送回去。
这中间可没那么简单哦。
网络这个东西有时候就像个调皮的小孩子，会把这个时间信息的小纸条弄乱或者耽搁一会儿。
所以呢，SNTP还有一些聪明的办法来应对这种情况。
它会计算这个信息在路上花费的时间，就像你知道快递在路上走了多久一样。
然后根据这个时间来调整发给设备的准确时间。
而且呀，SNTP还很贴心呢。
它不是只对一次时就不管了。
它会定期地去检查设备的时间，就像一个关心你的小管家，时不时就来看看你的时间准不准。
如果发现有点偏差了，就会再次帮忙调整。
你再想想那些大型的网络系统，比如说银行的系统。
要是各个分行的设备时间都不一样，那转账啊、交易啊这些操作可就全乱套了。
SNTP就像是一个幕后的英雄，默默地保证着所有设备时间的一致性。
再说说我们日常生活中的智能设备吧。
你的手机、智能手表，这些东西要是时间不准，你可能就会错过重要的约会或者提醒。
局域网时间同步解决方案
局域网时间同步解决方案目前有多种方法和协议可以实现局域网的时间同步，其中最常用的方法有以下几种：1.NTP（网络时间协议）NTP是目前应用最广泛的时间同步协议。
它通过在局域网中部署一台或多台NTP服务器，其他设备可以通过NTP协议向服务器请求时间同步。
NTP服务器通过与外部时间源同步，获得准确的时间信息，并通过网络广播给其他设备。
NTP协议具有高精度和可靠性，并且支持大规模的设备同步。
2.SNTP（简单网络时间协议）SNTP是NTP的简化版本，它主要用于资源受限的设备，如嵌入式系统或传感器。
SNTP与NTP类似，也是通过请求服务器获得时间同步，但是它忽略了一些复杂的NTP功能，以降低系统资源的占用。
3.PTP（精确时间协议）PTP是一种面向时钟同步的协议，它通过网络互连的设备之间进行时间同步。
PTP使用精确的硬件时钟和协调的数据包来实现微妙级的时间同步，适用于对时间同步要求非常严格的应用场景，如工业控制系统或金融交易。
除了选择合适的时间同步协议外，还需要注意以下几个方面来解决局域网的时间同步问题：1.部署时间服务器局域网中的设备需要通过时间服务器来获取准确的时间信息。
因此，首先需要在局域网中选择一台设备作为时间服务器，并确保该服务器与外部时间源同步。
时间服务器可以是专用的设备，也可以是一台普通的计算机。
2.配置时间同步策略在时间服务器上配置合适的时间同步策略非常重要。
时间同步策略可以根据需求设置为手动同步或自动同步。
在自动同步模式下，时间服务器会定期与外部时间源同步，并将同步结果广播给局域网中的其他设备。
3.配置时间同步客户端局域网中的其他设备需要配置为时间服务器的客户端，以便从服务器获取时间同步。
大多数操作系统都提供了内置的时间同步功能，可以根据需要进行配置。
另外，还可以使用第三方工具或软件来实现时间同步。
4.检查网络延迟网络延迟是导致时间不同步的常见原因之一、因此，要确保时间服务器和客户端之间的网络连接正常，并且网络延迟较低。
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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。
这些算法并不是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（symmetric active / symmetric passive） 3.广播模式（broadcast server / broadcast client） 4.组播模式（multicast server / muticast client）
得知T1 T3
得知T4
在底层（物理层）打时间戳，避免了报文处理时间的不确定性
IEEE 1588时钟同步原理
主时钟
Grandmaster Clock
交换机
Transparent Clock PTP
从时钟
Ordinary Clock
PTP MAC
t2
t3
PHY
SWITCH FABRIC
MAC
t4
t1
PHY
会话层
4
3
传输层
传输层
4
5
网络层 数据链路层
物理层
网络 路径时间
网络层 数据链路层
物理层
2
d1 = 8
1
d2 = 11
IEEE 1588时钟同步（PTP）
IEEE1588 协议是专门针对网络测控系 统等工业以太网提出的精确时钟同步协议， 它非常适合变电站内工业以太网的应用要 求，加以硬件辅助就能达到μs级的同步精 度。
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。
MAC PHY
PTP MAC
PHY
Timestamp Units
pdelay_req and pdelay_resp Messages
GM to TC Path Delay = (t2 – t1 + t4 – t3) / 2
交换机和主时钟发送报文计算主时钟到交换机的传输时间 以此类推，可以精确计算每一段传输路径的延时
IEEE 1588时钟同步原理
主时钟
Grandmaster Clock
PTP MAC
t1
PHY
交换机
Transparent Clock
PTP
SWITCH FABRIC
MAC
t2
PHY
MAC
t3
PHY
从时钟
Ordinary Clock
PTP MAC
t4
PHY
Timestamp Units
Sync Message
1588协议的核心思想是网络中最精确的 时钟（主时钟）以基于包交换的方式同步 所有其它时钟（从时钟）。
IEEE 1588时钟同步原理
主时钟
从时钟
T0
主时钟
从时钟 同步报文 T1
T4
T1
T2
T3 跟随报文
d1
含T1时刻
T2
物理层
物理层
时间戳获取的位置
T4
答复报文 含T4时刻
延时请求报文 d2
延时应答报文
Reference Identifier：参考 时钟标识
Cryptosum
Originate Timestamp (64) Receive Timestamp (64)
NTP 时间戳 (64 bits) Seconds (32) Fraction (32)
Transmit Timestamp (64) Extension Field 1 (optional)
Root Dispersion
Prec
Reference Identifier
Reference Timestamp (64)
LI：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
Root Delay：根时延 Root Dispersion：根时误 差
Authenticator (Optional)
Extension Field 2… (optional) Key/Algorithm Identifier(32) Message Hash (64 or 128)
NTPv4 Extension Field
Field Length
Field Type
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 • IEEE 1588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 (network timeprotocol，NTP)由美国德拉瓦 大学的David L Mills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，NTP 可以提供l～50 ms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 (simple network time protocol，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 工作模式
1.服务器/客户端模式
NTP 工作模式
2.对等体模式
NTP工作模式
4.组播模式
NTP 应用建议
• 尽量在本地局域网部署SNTP服务器， Internet上公用的SNTP服务器时延具有不 确定性，会对授时精度产生影响。
• 客户端授时请求要大于1min，以免SNTP服 务器负担过重，无法及时响应。
谢谢
Sync Correction Field = t3 – t2
交换机可记录“同步报文”在交换机内的驻留时间（t3- t2）
IEEE 1588时钟同步精度与可靠性
•典型同步精度：100ns •最佳主时钟选择机制：自动选择第二主时 钟（容错性强） •时钟同步精度高，可利用已有的通信网络 在物理层打时间戳 •需要专用的硬件，价格昂贵 •IEEE PSRC H7工作组，正制定1588在电力 系统中应用的标准（2010年），是今后的 发展趋势
写入/读取 时间戳
网络 路径时间 不确定
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
报文 解码
不确定
在高层（应用层）打时间戳，传输时间包含三个环节
三个环节都具有不确定性，d1与d2不相等，偏差大
附：NTP/SNTP与IEEE 1588对比
举例说明
主时钟
从时钟
应用层
应用层
表示层
表示层
会话层
Extension Field (填充至 32-bit)
最后一个扩展域（ field）填充至 64-bit
NTP v3 and v4 NTP v4 only
authentication only
Authenticator字段可选，用来存放认证密钥或加密码
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
d/2
T1+t
T2
d/2 T3
server
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
0 2 5 8 16 24 32
LI VN Mode Strat Poll Root Delay
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。
• 高可靠性系统中，最好配置多台SNTP服务 器，利用DNS实现负载均衡。
• 客户端应能够识别服务器故障，一旦发现 故障，应丢弃时间戳，转向其他服务器请 求授时。
附：NTP/SNTP与IEEE 1588对比
• NTP/SNTP授时精度不高的原因（>=1ms）
报文 编码
不确定
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
NTP 工作原理