NTP網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )同步時(shí)(shí)鐘

NTP網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )同步時(shí)(shí)鐘(NTP對時(shí)(shí)器,GPS網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )時(shí)(shí)鐘同步設備,北斗授時(shí)(shí)儀)在計算機網(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NTP網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )同步時(shí)(shí)鐘把這些問(wèn)(wèn)題統統解決2、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)鐘硬件的準確度和對設備及進(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)議精確度關(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。

 銳呈NTP網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )同步時(shí)(shí)鐘特點(diǎn)(diǎn)

1.時(shí)(shí)間精度高，達20nS。

2.守時(shí)(shí)精度高。裝置內部守時(shí)(shí)單元采用了時(shí)(shí)間頻率測控技術(shù)(shù)與智能馴服算法，晶體選用高精度恒溫晶體振蕩器，使裝置守時(shí)(shí)準確度優(yōu)(yōu)于7*10-9(0.42μS/分鐘)，即在外部時(shí)(shí)間基準異常的情況下，每天時(shí)(shí)鐘自走時(shí)(shí)誤差不超過(guò)(guò)0.6毫秒。如選配銣原子鐘，30年自走時(shí)(shí)誤差不會(huì )(huì )超過(guò)(guò)3毫秒。

3.雙CPU同時(shí)(shí)工作，32位CPU雙核處理器，性能提高。

 4. NTP網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )同步時(shí)(shí)鐘支持單星授時(shí)(shí)模式，適用于收星效果不佳的情況（訂貨時(shí)(shí)須說(shuō)(shuō)明），有屋頂和貼窗天線(xiàn)(xiàn)可供選擇。

5.采用GPS/BD2雙系統精密授時(shí)(shí)，支持單GPS、單北斗、雙GPS、雙北斗、 GPS/北斗聯(lián)(lián)合授時(shí)(shí)多種授時(shí)(shí)方式，并可通過(guò)(guò)串口、面板菜單等途徑修改授時(shí)(shí)方式。

6.應用GPS授時(shí)(shí)技術(shù)(shù)/北斗二代授時(shí)(shí)技術(shù)(shù)/B碼解碼接收技術(shù)(shù)/NTP輸入/高穩晶體振蕩器守時(shí)(shí)技術(shù)(shù)授時(shí)(shí)，實(shí)(shí)現多基準冗余授時(shí)(shí)，能夠智能判別GPS信號、北斗信號、外部B碼、NTP輸入時(shí)(shí)間基準信號的穩定性和優(yōu)(yōu)劣，并提供多種時(shí)(shí)間基準配置方法。

7.可同時(shí)(shí)為幾十萬(wàn)(wàn)臺客戶(hù)(hù)端、服務(wù)(wù)器、工作站提供時(shí)(shí)間服務(wù)(wù)。

8.支持32/64位WINDOWS9X/NT/XP/2000/2003/2008/2012/WINDOWS7、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操作系統及支持NTP協(xié)(xié)議的路由器、交換機、DVR、NVR、智能控制器等網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )設備。

9.嵌入式系統，無(wú)(wú)硬盤(pán)(pán)和風(fēng)(fēng)扇設計，防震設計，系統穩定可靠。

10.機箱經(jīng)(jīng)防磁處理，抗干擾能力強。

11.高品質(zhì)(zhì)的工業(yè)(yè)級元件，高水準的電氣設計，高密度集成的電路結構，使裝置擁有電氣隔離和電磁屏蔽表現，整機無(wú)(wú)可調節器件，提高了裝置抗干擾性能與可靠性保障。

12.采用雙電源冗余供電，并選用高性能、寬范圍開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源，工作穩定可靠，裝置電源供電自適應。（按訂貨技術(shù)(shù)協(xié)(xié)議配置，缺省為單電源。）

13.GPS/北斗接收天線(xiàn)(xiàn)重點(diǎn)(diǎn)考慮了防雷設計、穩定性設計、抗干擾設計， 信號接收可靠性高，不受地域條件和環(huán)(huán)境的限制。

14.NTP網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò )同步時(shí)(shí)鐘裝置具有自復位能力，在因干擾造成裝置程序出錯時(shí)(shí)，能自動(dòng)(dòng)恢復正常工作。

　  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。