网络时间协议如何工作？

Question

Wikipedia entry没有提供细节，而RFC太密集。在这里，任何人都可以用一般的方式知道NTP的工作原理吗？

我在查找一个概述，它解释了如何使用Marzullo's algorithm（或其修改）将服务器上的时间戳转换为客户端上的时间戳。具体来说，使用什么机制来产生准确度，平均而言，在通信发生在具有高度可变延迟的网络上的平均10ms内，其通常是几倍。

Answer 1

（这不是Marzullo的算法。这只是所用的高阶层的服务器使用多个来源获得真正准确的时间，这是一个普通的客户端如何获得的时候，只用一台服务器）

首先，NTP时间戳存储为自1900年1月1日以来的秒数。32位为秒数，32位为秒的小数部分。

同步很棘手。客户端在发送请求时存储时间戳（如A）（所有这些值均以秒为单位）。服务器在收到数据包（称为X）和“真”时间将发送数据包（Y）时发送一个包含“真正”时间的回复。客户端将收到该数据包并记录接收数据包的时间（B）。

NTP假定在网络上花费的时间与发送和接收时间相同。在理智的网络上有足够的时间间隔，它应该是平均值。我们知道从发送请求到接收响应的总传输时间是B-A秒。我们想要删除服务器处理请求（Y-X）的时间，只留下网络遍历时间，所以这就是B-A-（Y-X）。由于我们假定网络遍历时间是对称的，因此从服务器到客户端的响应时间是[B-A-（Y-X）]/2。所以我们知道服务器在Y时间发送了它的响应，并且我们用[B-A-（Y-X）]/2秒来得到响应。因此，我们收到响应的真实时间是Y + [B-A-（Y-X）]/2秒。这就是NTP的工作原理。

实施例（全部按秒，使数学容易）：

• 客户端发送在 “错误” 时间100 A = 100的请求。
• 服务器在“真”时间150接收请求。X = 150。
• 服务器速度很慢，所以在“真”时间160之前它不发送响应。Y = 160。
• 客户端在“错误”时间120接收请求.B = 120。
• 客户端确定网络上的时间花费是BA-（YX）= 120-100-（160-150）= 10秒
• 客户端假设从服务器获取响应所花费的时间量客户端是10/2 = 5秒。
• 当服务器发送响应以估计它在“真”时间165秒收到响应时，客户端将此时间添加到“真实”时间。
• 客户端现在知道它需要增加45秒时钟。

在适当的实现中，客户端一直以守护进程的方式运行。 NTP可以在很长一段时间内对很多样品进行测试，实际上可以确定计算机的时钟速度是否较慢或较快，并相应地自动进行调整，即使稍后断开与网络的连接，也可以保持合理的良好时间。结合平均服务器的反应，以及应用更复杂的思维，您可以获得令人难以置信的准确时间。

当然，还有更多的东西比这个更合适，但这就是它的要点。

Answer 2

诀窍是有些数据包速度很快，并且快速数据包给你时间上的严格限制。

Answer 3

1. NTP客户端询问它的所有NTP 服务器什么时间。
2. 不同的服务器会给 不同的答案，不同的置信水平，因为 请求需要的时间不同量 从客户前往 服务器和背部。
3. Marzullo的算法会找到最小的 范围的时间值与 一致提供的所有答案。
4. 对于来自此算法的答案的准确性，您比任何单一时间服务器的答案更准确，因为多个集合的交集可能会包含比任何单个集合更少的元素。
5. 您查询的服务器越多，对可能的答案的约束就越多，并且您的时钟的准确度也会越高。

Answer 4

如果您使用时间戳来决定排序，特定的时间可能不是过时的。您可以使用lamport clocks，这比网络同步更省心。它可以告诉你什么是“第一”，但不是时间的确切差异。它并不在乎计算机的时钟实际上说什么。