time - 网络时间协议(protocol)如何工作？

Question

Wikipedia entry没有提供详细信息，RFC太密集了。这里有人知道 NTP 的工作原理吗？

我正在寻找解释如何 Marzullo's algorithm 的概述(或其修改)用于将服务器上的时间戳转换为客户端上的时间戳。具体来说，当通信通过具有高度可变延迟(通常是其数倍)的网络进行通信时，使用什么机制来产生平均在 10 毫秒内的准确度。

Answer 1

(这不是 Marzullo 的算法。这仅由高层服务器使用，以便通过多个来源获取真正准确的时间。这就是普通客户端仅使用一台服务器获取时间的方式)

首先，NTP 时间戳自 1900 年 1 月 1 日起以秒形式存储。秒数用 32 位表示，秒的小数部分用 32 位表示。

同步很棘手。客户端在发送请求时存储时间戳(例如 A)(所有这些值均以秒为单位)。服务器发送一个答复，其中包含收到数据包时的“真实”时间(称为 X)和传输数据包的“真实”时间(Y)。客户端将接收该数据包并记录接收时间 (B)。

NTP 假定发送和接收在网络上花费的时间相同。在正常网络上经过足够长的时间间隔后，平均结果应该是这样。我们知道从发送请求到收到响应的总传输时间为 B-A 秒。我们想要删除服务器处理请求所花费的时间 (Y-X)，只留下网络遍历时间，所以这就是 B-A-(Y-X)。由于我们假设网络遍历时间是对称的，因此响应从服务器到客户端所花费的时间为 [B-A-(Y-X)]/2。所以我们知道服务器在时间 Y 发送了响应，我们花了 [B-A-(Y-X)]/2 秒才收到该响应。

所以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。

示例(在整秒内使数学变得简单):

• 客户端在“错误”时间发送请求 100.A=100。
• 服务器在“真实”时间 150.X=150 接收请求。
• 服务器速度很慢，因此直到“true”时间 160 才会发送响应。Y=160。
• 客户端在“错误”时间收到请求 120.B=120。
• 客户端确定在网络上花费的时间为 B-A-(Y-X)=120-100-(160-150)=10 秒
• 客户端假设从服务器到客户端的响应所花费的时间为 10/2=5 秒。
• 客户端将该时间添加到服务器发送响应时的“真实”时间，以估计其在“真实”时间 165 秒收到响应。
• 客户端现在知道它需要将其时钟增加 45 秒。

在正确的实现中，客户端始终作为守护进程运行。经过长时间的大量采样，NTP 实际上可以确定计算机的时钟是慢还是快，并自动进行相应调整，使其即使稍后与网络断开连接也能保持相当好的时间。结合服务器响应的平均值以及更复杂思维的应用，您可以获得令人难以置信的准确时间。

当然，正确的实现远不止这些，但这就是要点。