GPS網路時間服務器(NTP授時服務器)作業原理,京準電子科技
GPS網路時間服務器(NTP授時服務器)作業原理,京準電子科技
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計算機網路中各主機和服務器等網路設備的時間基本處于無序的狀態，隨著計算機網路應用的不斷涌現，計算機的時間同步問題成為愈來愈重要的事情，以Unix系統為例，時間的準確性幾乎影響到所有的檔案操作， 如果一臺機器時間不準確，例如在從時間超前的機器上建立一個檔案，用ls查看一下，以當前時間減去所顯示的檔案修改時間會得一個負值，這一問題對于網路檔案服務器是一場災難，檔案的可靠性將不復存在，為避免產生本機錯誤，可從網路上獲取時間，這個命令就是rdate，這樣系統時鐘便可與公共源同步了，但是一旦這一公共時間源出現差錯就將產生多米諾效應，與其同步的所有機器的時間因此全都錯誤，
京準電子科技生產的HR-901GB授時服務器
另外當涉及到網路上的安全設備時，同步問題就更為重要了，這些設備所生成的日志必須要反映出準確的時間，尤其是在處理繁忙資料的時候，如果時間不同步，幾乎不可能將來自不同源的日志關聯起來， 一旦日志檔案不相關連，安全相關工具就會毫無用處，不同步的網路意味著企業不得不花費大量時間手動跟蹤安全事件，現在讓我們來看看如何才能同步網路，并使得安全日志能呈現出準確地時間，
Internet的發展使得電子貨幣，網上購物，網上證券、金融交易成為可能，顧客可以坐在家里用個人電腦進行上述活動，要保證這些活動的正常進行就要有統一的時間，不能設想用戶3點鐘匯出一筆錢銀行2點50分收到，個人電腦的時鐘準確度很低，只有10-4、10-5，一天下來有可能差十幾秒，
現在許多在線教學系統的許多功能都使用了時間記錄，比如上網時間記錄，遞交作業時間和考試時間等等，通常在線教學系統記錄的用戶資料均以網站服務器時間為準，筆者以前就曾出現過因為應用服務器時間還在23點55分，而資料庫服務器已跨過24點，導致正在進行的整個批處理日切或資料歸檔等重要處理失敗或根本無法進行的情況，其實應用和資料庫服務器時間也只是相差了幾分鐘而已，為了避免出現這種情況，系統管理員要經常關注服務器的時間，發現時間差距較大時可以手工調整，但由系統管理員手工調整既不準確、并且隨著服務器數量的增加也會出現遺忘，因此有必要讓系統自動完成同步多個服務器的時間，
上述問題的解決方法，就是需要一個能調整時鐘抖動率，建立一個即時緩和、調整時間變化，并用一群受托服務器提供準確、穩定時間的時間管理協議，這就是網路校時協議（NTP），如果可以你的局域網可以訪問互聯網，那么不必安裝一臺專門的ntp服務器，只需安裝ntp的客戶端軟體到互聯網上的公共ntp服務器自動修正時間即可，如果不能訪問互聯網，而要將各個計算機時間的統一，就需要自己架設一臺ntp服務器，
一、 網路時間服務的實作方式及其選擇
NTP提供準確時間，首先要有準確的時間來源，這一時間應該是國際標準時間UTC， NTP獲得UTC的時間來源可以是原子鐘、天文臺、衛星，也可以從Internet上獲取，這樣就有了準確而可靠的時間源，
網路時間服務的實作方式主要有以下三種方式：
1) 無線時鐘，服務器系統可以通過串口連接一個無線時鐘，無線時鐘接收GPS（全球衛星定位系統）的衛星發射的信號來決定當前時間，無線時鐘是一個非常精確的時間源，但是需要花一定的費用，
2) 時間服務器，可以使用網路中NTP時間服務器，通過這個服務器來同步網路中的系統的時鐘，http://www.eecis.udel.edu/~mills/ntp/servers.html列出了Internet上有效的一級時間服務器，
3) 局域網內的同步，如果只是需要在本局域網內進行系統間的時鐘同步，就可以使用局域網中任何一個系統的時鐘，需要選擇局域網中的一個節點的時鐘作“權威的”的時間源，然后其它的節點就只需要與這個時間源進行時間同步即可，如果一個系統在一個局域網的內部，同時又不能使用無線時鐘，這種方式是最好的選擇，
NTP選擇如果您要求實在不高，建議您使用rdate即可，簡單又方便，如果您的精確度要求在秒以下，建議您使用SNTP，如果您有一群作業站需要同步或做較精密的時間運算，那么建議您使用NTP，作業系統最好是UNIX或者linux，其次是Win2000/xp、2003，Win95、98的NTP及時的決議度只有55ms，又不穩定，不建議使用，
二、 NTP的網路體系結構和作業原理
NTP所建立起的網路基本結構是分層管理的類樹形結構，網路中的節點有兩種可能：時鐘源或客戶，每一層上的時鐘源或客戶可向上一層或本層的時鐘源請求時間校正， UTC時間是使用多種不同的方法得到的，包括無線電和衛星系統，一些國家的用于高級服務的特別可以使用特別的接識訓，包括GPS，但是，在每臺計算機都安裝這些接識訓一是不實際，也是經濟的，作為替代，指定的時間服務器的計算機上安裝這種接識訓，并使用如NTP的協議來同步時間，從UTC分開的程度是被定義為層，一個無線電釧（從指定的發射機或衛星導航設備上接收資訊）是0層，直接與無線電鐘連接的是1層，從1層計算機上接收時間的是2層，依次如此，
從UTC獲取標準時間 ，網路校時協議，提供在互連的網路上提供校時服務和發送供給標準時間給計算機，目前已成為Internet上時間同步的標準協議，NTP提供準確時間，首先要有準確的時間來源，這一時間應是國際標準時間UTC，NTP獲得UTC的時間來源可以是原子鐘，天文臺，衛星，也可以從Internet上獲取，這樣就有了準確而可靠的時間源，
NTP如何作業
NTP提供準確時間，首先要有準確的時間來源，這一時間應該是國際標準時間UTC， NTP獲得UTC的時間來源可以是原子鐘、天文臺、衛星，也可以從Internet上獲取，這樣就有了準確而可靠的時間源，時間按NTP服務器的等級傳播，按照離外部UTC 源的遠近將所有服務器歸入不同的Stratun（層）中，Stratum-1在頂層，有外部UTC接入，而Stratum-2則從Stratum-1獲取時間，Stratum-3從Stratum-2獲取時間，以此類推，但Stratum層的總數限制在15以內，所有這些服務器在邏輯上形成階梯式的架構相互連接，而Stratum-1的時間服務器是整個系統的基礎，
計算機主機一般同多個時間服務器連接， 利用統計學的演算法過濾來自不同服務器的時間，以選擇最佳的路徑和來源來校正主機時間，即使主機在長時間無法與某一時間服務器相聯系的情況下，NTP服務依然有效運轉，
為防止對時間服務器的惡意破壞，NTP使用了識別(Authentication)機制，檢查來對時的資訊是否是真正來自所宣稱的服務器并檢查資料的回傳路徑，以提供對抗干擾的保護機制，
在基本條件下，NTP客戶端發出時間請求，與時間服務器交換時間，這個交換的結果是，客戶端能計算出時間的延遲，它的彌補值，并調整與服務器時間同步，通常情況下，在設定的初始，在5至10分鐘有內6次交換， 一旦同步后，每10分鐘與服務器時間進行一次同步，通常要求單一資訊交換，冗余服務器和不同的網路路徑用于保證可靠性的精確度，除了客戶端/服務器商的同步以外，NTP還支持同等計算機的廣播同步，NTP在設計上是高度容錯和可升級，時間按NTP服務器的等級傳播，
三、 NTP的作業模式：
主/被動對稱模式（broadcast/multicast）：一對一的連接，雙方均可同步對方或被對方同步，先發出申請建立連接的一方作業在主動模式下，另一方作業在被動模式下，此方式適用于配置冗余的時間服務器，可以提供更高的精確度給主機，
客戶/服務器模式（client/server）：與主/被動模式基本相同，唯一區別在于，客戶方可被服務器同步，但服務器不能被客戶同步，
廣播模式：一對多的連接，服務器不論客戶作業在何種模式下，主動發出時間資訊，客戶由此資訊調整自己的時間，此時網路延時d2忽略，因此在準度上有損失，但可滿足秒級應用，廣播模式而且配置非常的簡單，但是此方式的精確度并不高，對時間精確度要求不是很高的情況下可以采用，
上述三種方式，時間資訊的傳輸都使用UDP協議，每一個時間包內包含最近一次的事件的時間資訊、包括上次事件的發送與接收時間、傳遞現在事件的當地時間、及此包的接收時間，在收到上述包后即可計算出時間的偏差量與傳遞資料的時間延遲，時間服務器利用一個過濾演演算法，及先前八個校時資料計算出時間參考值，判斷后續校時包的精確性，一個相對較高的離散程度，表示一個對時資料的可信度比較低，僅從一個時間服務器獲得校時資訊，不能校正通訊程序所造成的時間偏差，而同時與許多時間服務器通信校時，就可利用過濾演算法找出相對較可靠的時間來源，然后采用它的時間來校時，
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