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Xi'an Synchronization of Electronic Technology Co., Ltd.

NTP對時服務器-SYN2151介紹

NTP對時服務器改進方案及廠家介紹

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Issuing time:2017-08-19 08:50Author:syn029Source:西安同步原創

大型艦船的發展已從最初的獨立式系統、集中式系統、分開式系統、分布式系統逐步向信息化、網絡化、新型數字化分布式體系結構發展。根據Internet網上已經使用的NTP對時服務器對時原理為依據,設計艦船NTP對時服務器的對時改進方案,為實現多艘艦船協同工作的時間坐標統一提供可參考的依據。

為了更好地適應未來多艘艦船“網絡集中指揮”必須盡快建立時間坐標統一、空間坐標統一的互通能力和協同工作能力創造條件。

1、NTP對時基本原理

NTP協議(NetworkTimeProtocol)是隨著Internet的廣泛發展建立的網絡授時系統中使用的授時軟件協議。所謂網絡授時系統,顧名思義,就是通過網絡對網絡計算機進行授時,以達到網絡計算機之間的互相同步。Internet網絡授時系統的實現方案是建立若干授時網站,為用戶提供通用的授時軟件,并且為用戶提供與時間服務器的鏈接,只要用戶通過授時軟件就能和任何一個時間服務器建立連接,并完成時間傳遞,從而達到時間統一。

NTP協議提供了全面訪問國家時間和頻率傳播服務的機制,組織時間同步子網并且為參加子網每一個地方時鐘調整時間。在今天的因特網的大多數地方,NTP提供了1~50ms的精確度,精確度的大小取決于同步源和網絡路徑等特性,適用于客戶機和服務器所在網絡有大范圍網絡延遲和抖動的情況。

2、NTP對時體系結構

NTP建立起來的網絡體系結構是分層管理類樹型結構。每一層的節點有兩種可能:時鐘源和客戶。每一層的節點可向上一層或本層的時鐘源請求時間校正。第0層已被官方保留。第一層為一級時鐘源,其上沒有任何客戶,只有主鐘源,這些鐘源之間相互不允許校正,一級鐘源的任務就是將時間信息向第二層的鐘源或客戶發布。第二層及以下層除層數、時間質量不一樣外沒有本質的區別。

第一層的機器時間來自外部時鐘源。時間是向下傳遞的。雙向箭頭表示連接雙方可以互相校時。具體要看雙方時間質量的好壞,由好的一方向差的一方提供校時服務,雙箭頭只存在于同層間。

3、NTP對時工作模式

NTP協議有三種工作模式,分別是主/被動對稱工作模式、客戶/服務器模式和廣播模式。主/被動對稱工作模式均可同步對方或被對方同步,兩者的時間質量同級,主動方發申請向被動方同步。

客戶/服務器模式下只能客戶方被服務器同步。

廣播模式為一對多連接,由服務器主動發出時間信息,客戶由此信息調整自己的時間,計算時忽略網絡延時δ2,在準度上有損失。其實,也可以看出,廣播模式因為沒有T1、T2的時間信息無法按公式計算。實際應用多為客戶/服務器模式。NTP是UDP的客戶端,服務器與客戶端操作的模式是一種沒有持久狀態的RPC模式。協議報文格式如下。

NTP對時協議

NTP對時協議

報文中“原始時間戳”為客戶端發送時間同步請求報文時間,“接受時間戳”為服務器接收到的時間,“傳送時間戳”為服務器送出應答的時間。原始時間戳、接受時間戳、傳送時間戳分別對應T1、T2、T3,當客戶端收到服務器的回復報文后記為T4,這樣就可以根據公式(1)調整客戶時鐘。時間戳為一個64位無符號定點數,以秒的形式從1900年1月1日的0:0:0算起。整數部分在前32位里,后32位(secondsFraction)用以表示秒以下的部分。它代表的精度大約是200皮秒。

全套的NTP算法用來支持冗余校驗和不同的網絡路徑,當不需實現NTP完全功能的情況下,還有一種SNTP(SimpleNetworkTimeProtocol簡單網絡時間協議)可以實現。SNTP服務器通常與外同步時間源(比如GPS)一起作為第一層服務器。

4、NTP對時服務器改進應用

根據NTP協議的使用要求,經過改進后的NTP對時服務器是有它的可行性的。首先,NTP對時服務器是作為作戰系統網絡的根操作,NTP對時服務器可以有冗余的外同步源,需要進行網絡對時的分系統(設備)作為NTP對時服務器的客戶端在網絡的操作,客戶端之間不能相互同步。這種連接方式滿足NTP協議體系結構。其次,NTP對時服務器的工作模式為客戶/服務器模式,這種工作模式能精確計算時間誤差。最后,使用有冗余的同步源作為備份、不同的子網路徑及整套NTP實現中的crafted算法,NTP對時服務器能達到所期望的可靠性。

使用NTP協議實現網絡對時,從理論上講由于時間戳的精度能達到0.2μs,因此時間誤差也能達到微秒級,但真正的對時精確度要根據實際網絡流量、網絡延遲、網絡路徑計算。

NTP對時服務器的內部時間處理可以這樣實現,每次收到GPS的準秒信號后將計時計數器清零,然后通過程序控制每毫秒中斷CPU一次,由CPU遞增存儲器中的時鐘變量。當收到請求時間報文時直接從存儲器中讀取時鐘變量發送,這樣即使網上有多個系統(設備)同時發送請求時間信息包,NTP對時服務器仍然可以同時處理,只是發送回復時間信息包的時間順序上略有差別,幾乎可以忽略。

當各分系統(設備)發送請求時間信息包后長時間沒有收到NTP對時服務器的回復報文,那么可能NTP對時服務器未開機或故障,也可能網絡出現故障。這時各分系統(設備)如果在守時時間內,可繼續使用內時鐘,如果內時鐘精度已不能滿足要求時,對外信息報文的時戳置為無效標志(如全填1)。

5、NTP對時服務器廠家

西安同步電子科技有限公司是一家注冊資本超千萬元的大型民營企業,公司現有員工近30人,80%為研發人員,是一家實實在在的技術主導型企業,公司所有產品均為自主研發生產,全部設備均采用廠家直銷,性價比超高,做到盡量讓利給廣大用戶。

NTP對時服務器是西安同步電子科技有限公司的拳頭產品,目前在我國各大機構單位運行的NTP對時服務器有幾千臺,并且都運行良好,很少出現故障,得到各使用單位的一致好評。在此感謝各界朋友對我們產品的支持,特別感謝為我們免費做口碑宣傳的老客戶,歡迎各界朋友來我公司參觀指導工作。