GPS授時(shí)(shí)服務(wù)(wù)器在各大計算機系統集成網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中的應用

GPS授時(shí)(shí)服務(wù)(wù)器在各大計算機系統集成網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中的應用GPS授時(shí)(shí)服務(wù)(wù)器（GPS時(shí)(shí)鐘設備,北斗網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )時(shí)(shí)鐘,時(shí)(shí)間同步產(chǎn)(chǎn)品）在各大計算機系統集成網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中的應用

1、引言：

　　隨著(zhù)(zhù)網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )的普及，許多單位都建了自己的園區網(wǎng)(wǎng)，使用的網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )設備和服務(wù)(wù)器日益增多。這些設備都有自己的時(shí)(shí)鐘，而且是可以調節的。但是無(wú)(wú)法保證網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中的所有設備和主機的時(shí)(shí)間是同步的，因為這些時(shí)(shí)鐘每天會(huì )(huì )產(chǎn)(chǎn)生數秒、甚至數分鐘的誤差。經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)長(cháng)(cháng)期運行，時(shí)(shí)間差會(huì )(huì )越來(lái)(lái)越大，這種偏差在單機中影響不太大，但在網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )環(huán)(huán)境下的應用中可能會(huì )(huì )引發(fā)(fā)意想不到的問(wèn)(wèn)題。如在分布式計算環(huán)(huán)境中，由于每個(gè)(gè)主機時(shí)(shí)間不*，會(huì )(huì )造成同一操作在不同主機的記錄時(shí)(shí)間不*，將導致服務(wù)(wù)無(wú)(wú)法正常地進(jìn)(jìn)行。隨著(zhù)(zhù)各種網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )應用的不斷發(fā)(fā)展，對時(shí)(shí)間的要求也越來(lái)(lái)越高，時(shí)(shí)間不*會(huì )(huì )引發(fā)(fā)許多問(wèn)(wèn)題。上海銳呈電氣有限公司自主研發(fā)(fā)生產(chǎn)(chǎn)的GPS授時(shí)(shí)服務(wù)(wù)器把這些問(wèn)(wèn)題解決。

2、GPS授時(shí)(shí)服務(wù)(wù)器在各大計算機系統集成網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中的應用NTP概述

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

　　目前，有兩種重要的時(shí)(shí)間同步技術(shù)(shù)，即網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )時(shí)(shí)間協(xié)(xié)議（Network Time Protocol，NTP）和直接連接時(shí)(shí)間傳輸技術(shù)(shù)。其中直接連接時(shí)(shí)間傳輸技術(shù)(shù)，需要所有客戶(hù)(hù)端直接連接到標準時(shí)(shí)間源，不實(shí)(shí)用。NTP適用于網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )環(huán)(huán)境下，可以在一個(gè)(gè)無(wú)(wú)序的網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )環(huán)(huán)境下提供準確和健壯的時(shí)(shí)間服務(wù)(wù)，方便實(shí)(shí)用。這里我們只討論基于NTP原理的時(shí)(shí)間同步技術(shù)(shù)和應用。

3、NTP工作原理和應用

3.1、NTP協(xié)(xié)議概述

　　NTP由美國Delaware大學(xué)(xué)的設計實(shí)(shí)現的，由時(shí)(shí)間協(xié)(xié)議、ICMP時(shí)(shí)間戳消息及IP時(shí)(shí)間戳選項發(fā)(fā)展而來(lái)(lái)。NTP用于將計算機客戶(hù)(hù)或服務(wù)(wù)器的時(shí)(shí)間同步到另一服務(wù)(wù)器或參考時(shí)(shí)鐘源。它使用UTC作為時(shí)(shí)間標準，是基于無(wú)(wú)連接的IP 協(xié)(xié)議和UDP協(xié)(xié)議的應用層協(xié)(xié)議，使用層次式時(shí)(shí)間分布模型，所能取得的準確度依賴(lài)(lài)于本地時(shí)(shí)鐘硬件的精確度和對設備及進(jìn)(jìn)程延遲的嚴格控制。在配置時(shí)(shí)，NTP可以利用冗余服務(wù)(wù)器和多條網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )路徑來(lái)(lái)獲得時(shí)(shí)間的高準確性和高可靠性。實(shí)(shí)際應用中，又有確保秒級精度的簡(jiǎn)(jiǎn)單的網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )時(shí)(shí)間協(xié)(xié)議（Simple Network Time Protocol，SNTP）。

3.2、NTP的工作原理

　　影響NTP 協(xié)(xié)議準確度關(guān)(guān)鍵的原因在于由網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )延遲的隨機性而引起的時(shí)(shí)鐘延遲計算的不準確。由于延遲不準確，所以無(wú)(wú)法依靠從時(shí)(shí)間服務(wù)(wù)器到客戶(hù)(hù)機的單邊傳輸來(lái)(lái)傳遞準確的時(shí)(shí)間信息。為了解決這個(gè)(gè)問(wèn)(wèn)題，在NTP協(xié)(xié)議中使用時(shí)(shí)間服務(wù)(wù)器和客戶(hù)(hù)機之間的雙向信息交換和時(shí)(shí)間戳（timestamp）的概念。

　  真實(shí)(shí)的時(shí)(shí)鐘偏差值是以測量所得的偏差值為中心的，而其可能的變化范圍則等長(cháng)(cháng)于測量所得的延遲。每一條NTP消息都包含新的3個(gè)(gè)時(shí)(shí)間戳，第4個(gè)(gè)時(shí)(shí)間戳則由消息的到達時(shí)(shí)刻確定。因此，服務(wù)(wù)器和客戶(hù)(hù)機都可以單獨確定時(shí)(shí)間偏移。這種對稱(chēng)(chēng)的連續采樣的時(shí)(shí)間傳輸方法的優(yōu)(yōu)點(diǎn)(diǎn)是對發(fā)(fā)送和接受的消息的順序沒(méi)(méi)有要求，因此不需要可靠的傳輸途徑。很顯然，準確度將取決于發(fā)(fā)送和接受路徑的統計特性。

4. GPS授時(shí)(shí)服務(wù)(wù)器在校園網(wǎng)(wǎng)中的應用

　　在我校校園網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )內，存在大量網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )設備、服務(wù)(wù)器和主機，它們承載了校園網(wǎng)(wǎng)中的計費、維護、管理等功能，對時(shí)(shí)間的準確度需求比較高，要求在網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )之間傳遞的信息能夠在時(shí)(shí)間上保持高度*。

　　GPS授時(shí)(shí)服務(wù)(wù)器在校園網(wǎng)(wǎng)內的應用主要集中在以下幾個(gè)(gè)方面：

4.1、網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )管理系統的日志審計：當網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中出現惡意攻擊行為或網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )故障問(wèn)(wèn)題時(shí)(shí)，需要網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )管理員根據有關(guān)(guān)網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )設備中產(chǎn)(chǎn)生的日志進(jìn)(jìn)行分析和判斷，以便于查找攻擊源和對網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )造成的危害及產(chǎn)(chǎn)生的原因。但是如果網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中時(shí)(shí)間不能同步，那么同一個(gè)(gè)行為在不同設備中產(chǎn)(chǎn)生的日志將不能序列化，也就無(wú)(wú)法對這些問(wèn)(wèn)題進(jìn)(jìn)行分析和解決。另外當網(wǎng)(wǎng)管中心采用多點(diǎn)(diǎn)日志記錄時(shí)(shí)，如果網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )各個(gè)(gè)節點(diǎn)(diǎn)時(shí)(shí)間不同步，也將造成日志記錄的混亂。若需要這些信息快速準確進(jìn)(jìn)行故障定位，準確的時(shí)(shí)間是*的。

4.2、應用認證過(guò)(guò)程：校園網(wǎng)(wǎng)內的一些應用系統及以后要建的一卡通系統，在進(jìn)(jìn)行用戶(hù)(hù)認證的時(shí)(shí)候，要求網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中時(shí)(shí)間必須同步。因為認證中的數字時(shí)(shí)間戳服務(wù)(wù)要求客戶(hù)(hù)端使用本地時(shí)(shí)間作為參數與認證服務(wù)(wù)器端交換認證信息包。如果不能做到網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )中的時(shí)(shí)間同步，那么系統就會(huì )(huì )遇到問(wèn)(wèn)題，而且認證過(guò)(guò)程中還有可能受到攻擊。

4.3、與時(shí)(shí)間有關(guān)(guān)的應用系統：嚴格要求記錄數據提交時(shí)(shí)刻的網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )應用系統，必須保證提交時(shí)(shí)間的準確性和不可更改性。另外，對客戶(hù)(hù)端進(jìn)(jìn)行*操作的應用系統也要求時(shí)(shí)間同步。

4.4、校園網(wǎng)(wǎng)備份系統：在備份服務(wù)(wù)器和客戶(hù)(hù)機之間進(jìn)(jìn)行增量備份要求這兩個(gè)(gè)系統之間的時(shí)(shí)間同步。

4.5、確保系統之間的遠程系統調用能夠正常進(jìn)(jìn)行：因為為了保證一個(gè)(gè)系統調用不會(huì )(huì )重復進(jìn)(jìn)行，該系統調用只在一個(gè)(gè)時(shí)(shí)間間隔內有效。如果系統間的時(shí)(shí)鐘不同步，該系統調用可能在還沒(méi)(méi)有發(fā)(fā)生之前就因為超時(shí)(shí)而不能進(jìn)(jìn)行。

4.6、計費系統：網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )計費系統中也要用到數字時(shí)(shí)間戳服務(wù)(wù)，所以也要求準確的時(shí)(shí)間同步。

　　校園網(wǎng)(wǎng)中各種應用系統及安全系統、網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )管理系統推動(dòng)(dòng)了網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )設備、服務(wù)(wù)器等對時(shí)(shí)間同步的需求。如果不能進(jìn)(jìn)行準確的時(shí)(shí)間同步，我們就得花費大量的時(shí)(shí)間來(lái)(lái)解決各種各樣的可能會(huì )(huì )出現的問(wèn)(wèn)題。

　　總而言之，時(shí)(shí)間同步技術(shù)(shù)對網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )管理和網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )應用是重要的。為了保證校園網(wǎng)(wǎng)內各設備和系統之間時(shí)(shí)間的同步，部署高精度GPS授時(shí)(shí)服務(wù)(wù)器是必須的。

　　規范的生產(chǎn)(chǎn)工藝,嚴格的產(chǎn)(chǎn)品質(zhì)(zhì)量控制,確保銳呈公司出品的每臺設備滿(mǎn)(mǎn)足高精度和高穩定度。