隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，許多單位都建了自己的園區(qū)網(wǎng)，使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器日益增多。這些設(shè)備都有自己的時(shí)鐘，而且是可以調(diào)節(jié)的。但是無法保證網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備和主機(jī)的時(shí)間是同步的，因?yàn)檫@些時(shí)鐘每天會產(chǎn)生數(shù)秒、甚至數(shù)分鐘的誤差。經(jīng)過長期運(yùn)行，時(shí)間差會越來越大，這種偏差在單機(jī)中影響不太大，但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用中可能會引發(fā)意想不到的問題。如在分布式計(jì)算環(huán)境中，由于每個(gè)主機(jī)時(shí)間不一致，會造成同一操作在不同主機(jī)的記錄時(shí)間不一致，將導(dǎo)致服務(wù)無法正常地進(jìn)行。隨著各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展，對時(shí)間的要求也越來越高，否則會引發(fā)許多的問題。

　　

　　時(shí)間同步概述

　　

　　將網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的各種設(shè)備或主機(jī)的時(shí)間信息(年月日時(shí)分秒)基于UTC（UniversalTimeCoordinated）時(shí)間偏差限定在足夠小的范圍內(nèi)（如100ms），這種同步過程叫做時(shí)間同步。

　　

　　目前，有兩種重要的時(shí)間同步技術(shù)，即網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(NetworkTimeProtocol，NTP)協(xié)議和直接連接時(shí)間傳輸技術(shù)。其中直接連接時(shí)間傳輸技術(shù)，需要所有客戶端直接連接到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源。NTP適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可以在一個(gè)無序的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供和健壯的時(shí)間服務(wù)。

　　

　　NTP早由美國Delaware大學(xué)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，由時(shí)間協(xié)議、ICMP時(shí)間戳消息及IP時(shí)間戳選項(xiàng)發(fā)展而來[2]。NTP用于將計(jì)算機(jī)客戶或服務(wù)器的時(shí)間同步到另一服務(wù)器或參考時(shí)鐘源。它使用UTC作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，是基于無連接的IP協(xié)議和UDP協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議，使用層次式時(shí)間分布模型，所能取得的準(zhǔn)確度依賴于本地時(shí)鐘硬件的度和對設(shè)備及進(jìn)程延遲的嚴(yán)格控制。在配置時(shí)，NTP可以利用冗余服務(wù)器和多條網(wǎng)絡(luò)路徑來獲得時(shí)間的高準(zhǔn)確性和高可靠性。實(shí)際應(yīng)用中，又有確保秒級精度的簡單的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議。

　　

　　NTP的三種工作模式

　　

　　客戶/服務(wù)器模式：客戶機(jī)周期性地向服務(wù)器請求時(shí)間信息，服務(wù)器用來同步客戶機(jī)但不能被客戶機(jī)同步。客戶機(jī)首先向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)NTP包，其中包含了該包離開客戶機(jī)時(shí)的時(shí)間戳，當(dāng)服務(wù)器接收到該包時(shí)，依次填入包到達(dá)時(shí)的時(shí)間戳、交換包的源地址和目的地址、填入包離開時(shí)的時(shí)間戳，然后立即把包返回給客戶機(jī)。客戶機(jī)在接收到響應(yīng)包時(shí)再填入包返回時(shí)的時(shí)間戳。客戶機(jī)用這些時(shí)間參數(shù)就能夠計(jì)算出2個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：包交換的往返延遲和客戶機(jī)與服務(wù)器之間的時(shí)鐘偏移。客戶機(jī)使用時(shí)鐘偏移來調(diào)整本地時(shí)鐘，以使其時(shí)間與服務(wù)器時(shí)間一致。

　　

　　主/被動對稱模式：網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器與客戶/服務(wù)器模式基本相同。區(qū)別在于雙方均可同步對方或被對方同步。

　　

　　廣播模式：沒有同步的發(fā)起方。在每個(gè)同步周期中，服務(wù)器向網(wǎng)絡(luò)廣播廣播帶有自己時(shí)間戳的消息包，所有的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)被動接收這些消息，以此調(diào)整自己的時(shí)間。一般用于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)非常小，或者對時(shí)間精度要求不高的地方，如同局域網(wǎng)內(nèi)，使用廣播模式可節(jié)省帶寬。