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简单网络时间协议 (SNTP)的应用

citgpt 2024-10-02 13:22 6 浏览 0 评论

使用简介

sntp是简单网络时间协议（Simple Network Protocol）的简称。在linux下可用来进行修改，特别适合有对时需求，但没有时钟装置进行对时源的装置。

简单网络时间协议 (SNTP)的应用

linux下用命令sntp -P no -r [某授时中心域名] ，就能够将系统时间和授时中心的时间进行同步，当然这需要超级权限口令。

命令 hwclock --systohc //或者 hwclock -w 可以用系统时间同步硬件时间。

一般在做了以上两步之后，即使重启系统之后，系统时间也会保留重启之前的值。但是有些系统可能还需要清除时间校正文件(rm /etc/adjtime)，才能使设置的时间不会因为重启而改变。

时间校正文件/etc/adjtime中保存了一个用来估算硬件时间的偏差的校正因子，系统每次重启会根据校正因子调整硬件时间。所以要想使设置时间在重启后保留，需要删除掉时间校正文件，系统在重启后会重新创建一个新的时间校正文件。

协议SNTP V4介绍

SNTP(Simple Network Time Protocal简单网络时间协议)，用于跨广域网或局域网同步时间的协议，精确度一般在几十毫秒。官方文档为RFC 4330，2006年的最新版本为SNTPv4，支持IPV6。

SNTPv4是NTP（Network Time Protocol网络时间协议）的简化版，精度较低，安全机制较低，但是报文格式完全一致。

SNTPv4使用的是UDP 123端口，C/S模式，有单播，多播和广播三种报文发送方式。

报文结构

SNTP4基于UDP网络，报文结构如下：

MAC

UDP

NTP

其中NTP的报文结构如下：

字段说明：

字段	含义	长度	说明
LI	闰秒标志	2比特	见Figure 2
VN	版本号	3比特	表示NTP的版本号，当前为4
Mode	模式	3比特	见Figure 3，一般服务端发送的报文模式值为4
Stratum	层	1字节unsigned char	见Figure 4，对本地时钟级别的整体识别
Poll	轮询间隔	1字节无符号正数	指示数据包的最大时间间隔，以秒为单位，作为2的指数方的指数部分，取值范围从4-17，即16秒到131,072秒
Precision	精度	1字节有符号正数	指示系统时钟的精确性，以秒为单位，作为2的指数方的指数部分，取值范围从-6到-20
Root Delay	往返延迟	4字节浮点数	指示与主时钟参考源的总共往返延迟，以秒为单位，小数部分在16位以后，取值范围从负几毫秒到正几百毫秒
Root Dispersion	误差	4字节浮点数	指示与主时钟参考源的误差，以秒为单位，小数部分在16位以后，取值范围从零毫秒到正几百毫秒
Reference Identifier	时钟参考源	4字节ASCII字符串	见Figure 5 ，对于二级服务器，在IPV4环境下，取值为一级服务器的IP地址，在IPV6环境下，是一级服务器的NSAP地址
Reference Timestamp	校准时间	8字节时间戳	见Figure 6，指示系统时钟最后一次校准的时间，建议填充非重要的低阶位随机值，便于环路检测与回放检测
Originate Timestamp	原始时间	8字节时间戳	指示客户向服务器发起请求的时间
Receive Timestamp	接收时间	8字节时间戳	指服务器收到客户请求的时间
Transmit Timestamp	传输时间	8字节时间戳	指示服务器向客户发时间戳的时间
Authenticator	认证	160字节可选	当需要进行SNTP认证时，该字段包含密钥和信息加密码

Figure 2 LI

0：无警告	1：最后一分钟是61秒；
2：最后一分钟是59秒；	3：警告（时钟没有同步）

Figure 3 Mode

0：保留	1：对称主动	2：对称被动	3：客户
4：服务器	5：广播	6：保留为NTP控制信息	7：保留为用户定义

Figure 4 Stratum

Stratum值	含义
0	kiss-o’-death(比较重要，见2.4),表示故障信息
1	一级服务器（由radio clock同步）
2-15	二级服务器（由NTP和SNTP同步）
16-255	保留

Figure 5 Reference Identifier Codes

Code	External Reference Source	含义
LOCL	uncalibrated local clock	未校准的本地时钟
CESM	calibrated Cesium clock	校准铯钟
RBDM	calibrated Rubidium clock	校准铷钟
PPS	calibrated quartz clock or other pulse-per-second source	校准石英钟或其他脉冲每秒源
IRIG	Inter-Range Instrumentation Group	跨系列仪表组
ACTS	NIST telephone modem service	NIST（美国国家标准）电话调制解调器服务
USNO	USNO telephone modem service	USNO（美国海军天文台）电话调制解调器服务
PTB	PTB (Germany) telephone modem service	PTB（德国）电话调制解调器服务
TDF	Allouis (France) Radio 164 kHz	Allouis（法国）无线电 164 kHz
DCF	Mainflingen (Germany) Radio 77.5 kHz	Mainflingen（德国）无线电 77.5 kHz
MSF	Rugby (UK) Radio 60 kHz	Rugby（英国）无线电 60 kHz
WWV	Ft. Collins (US) Radio 2.5, 5, 10, 15, 20 MHz	Ft. Collins（美国）无线电 2.5、5、10、15、20 MHz
WWVB	Boulder (US) Radio 60 kHz	博尔德（美国）无线电 60 kHz
WWVH	Kauai Hawaii (US) Radio 2.5, 5, 10, 15 MHz	夏威夷考艾岛（美国）无线电 2.5、5、10、15 MHz
CHU	Ottawa (Canada) Radio 3330, 7335, 14670 kHz	渥太华（加拿大）无线电 3330、7335、14670 kHz
LORC	LORAN-C radionavigation system	LORAN-C无线电导航系统
OMEG	OMEGA radionavigation system	欧米茄无线电导航系统
GPS	Global Positioning Service	全球定位服务

                           1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                           Seconds                             |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                  Seconds Fraction (0-padded)                  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      
                     Figure 6  NTP Timestamp Format
123456789

request报文

上述字段中如果是客户端发的报文，那么绝大部分是0；如果是服务端发的报文，大部分字段才有意义。

LI，Stratum, Precision, Root Delay, Root Dispersion, Reference Identifier, Reference Timestamp 等都只在服务端有效。

下面是不同传输方式下的字段值示例

Field Name	Unicast/Manycast		Broadcast
	Request	Reply
LI	ignore	as needed	as needed
VN	1-4	copied from request	4
Mode	3	4	5
Stratum	ignore	1	1
Poll	ignore	copied from request	log2 poll interval
Precision	ignore	-log2 server significant bits	-log2 server significant bits
significant	significant
Root Delay	ignore	0	0
Root Dispersion	ignore	0	0
Reference Identifier	ignore	source ident	source ident
Reference Timestamp	ignore	time of last source update	time of last source update
Originate Timestamp	ignore	copied from transmit timestamp	0
Receive Timestamp	ignore	time of day	0
Transmit Timestamp	(see text)	time of day	time of day
Authenticator	optional	optional	optional