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网络时间服务器的技术应用
点击次数:679 发布时间:2014-01-20
   随着网络的飞速发展,设备的日益增多,许多网络应用和网络安全对时间同步问题提出了迫切需求。因此基于NTP服务器的时间同步解决方案成为解决这些问题的合理选择。
  
  随着网络的普及,许多单位都建了自己的园区网,使用的网络设备和服务器日益增多。这些设备都有自己的时钟,而且是可以调节的。但是无法保证网络中的所有设备和主机的时间是同步的,因为这些时钟每天会产生数秒、甚至数分钟的误差。经过长期运行,时间差会越来越大,这种偏差在单机中影响不太大,但在网络环境下的应用中可能会引发意想不到的问题。如在分布式计算环境中,由于每个主机时间不一致,会造成同一操作在不同主机的记录时间不一致,将导致服务无法正常地进行。随着各种网络应用的不断发展,对时间的要求也越来越高,否则会引发许多的问题。
  
  时间同步概述
  
  将网络环境中的各种设备或主机的时间信息(年月日时分秒)基于UTC(UniversalTimeCoordinated)时间偏差限定在足够小的范围内(如100ms),这种同步过程叫做时间同步
  
  目前,有两种重要的时间同步技术,即网络时间协议(NetworkTimeProtocol,NTP)协议和直接连接时间传输技术。其中直接连接时间传输技术,需要所有客户端直接连接到标准时间源。NTP适用于网络环境下,可以在一个无序的网络环境下提供和健壮的时间服务。
  
  NTP早由美国Delaware大学的教授设计实现的,由时间协议、ICMP时间戳消息及IP时间戳选项发展而来[2]。NTP用于将计算机客户或服务器的时间同步到另一服务器或参考时钟源。它使用UTC作为时间标准,是基于无连接的IP协议和UDP协议的应用层协议,使用层次式时间分布模型,所能取得的准确度依赖于本地时钟硬件的度和对设备及进程延迟的严格控制。在配置时,NTP可以利用冗余服务器和多条网络路径来获得时间的高准确性和高可靠性。实际应用中,又有确保秒级精度的简单的网络时间协议。
  
  NTP的三种工作模式
  
  客户/服务器模式:客户机周期性地向服务器请求时间信息,服务器用来同步客户机但不能被客户机同步。客户机首先向服务器发送一个NTP包,其中包含了该包离开客户机时的时间戳,当服务器接收到该包时,依次填入包到达时的时间戳、交换包的源地址和目的地址、填入包离开时的时间戳,然后立即把包返回给客户机。客户机在接收到响应包时再填入包返回时的时间戳。客户机用这些时间参数就能够计算出2个关键参数:包交换的往返延迟和客户机与服务器之间的时钟偏移。客户机使用时钟偏移来调整本地时钟,以使其时间与服务器时间一致。
  
  主/被动对称模式:网络时间服务器与客户/服务器模式基本相同。区别在于双方均可同步对方或被对方同步。
  
  广播模式:没有同步的发起方。在每个同步周期中,服务器向网络广播广播带有自己时间戳的消息包,所有的目标节点被动接收这些消息,以此调整自己的时间。一般用于网络延时非常小,或者对时间精度要求不高的地方,如同局域网内,使用广播模式可节省带宽。
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