networking - 无需 NTP 的小尺寸时钟同步

Question

我正在寻找一种简单的时钟同步协议(protocol)，该协议(protocol)易于实现且占用空间小，并且在没有互联网连接的情况下也可以工作，因此可以用于例如在封闭的实验室网络中。需要明确的是，我不是在寻找可以仅用于排序事件的东西(如矢量时钟)，而是可以使不同节点上的进程能够根据本地时钟同步它们的 Action 的东西。据我了解，这需要一个可以考虑时钟漂移的解决方案。可以假设存在 TCP/IP 或类似的相对低延迟的流连接。

Answer 1

免责声明:无论如何，我都不是 NTP 专家。只是一个业余爱好者在周末玩得开心。
我意识到您说过您不想要 NTP 实现，因为感知到的复杂性以及您的环境中可能无法使用 Internet NTP 服务器。
但是，简化的 NTP 查找可能很容易实现，如果您有本地 NTP 服务器，则可以实现良好的同步。
就是这样:
点评 RFC 5905
你会看到 NTP v4 数据包看起来像这样:

LI(2 位)

VN(3 位)- 使用 '100' (4)

模式(3 位)

层(8 位)

轮询(8 位)

精度(8 位)

根延迟(32 位)

根色散(32 位)

引用 ID(32 位)

引用时间戳(64 位)

原始时间戳(64 位)

接收时间戳(64 位)

传输时间戳(64 位)

扩展字段 1(变量)

扩展字段 2(变量)

...

key 标识符

摘要(128 位)

摘要不是必需的，因此形成有效的客户端请求非常容易。按照 RFC 中的指导，使用 LI = '00'，VN = '100'(十进制 4)，Mode = '011'(十进制 3)。
用C#来说明:

byte[] ntpData = new byte[48]
Array.Clear(ntpData, 0, ntpData.Length);
ntpData[0] = 0x23;  // LI = 00, VN = 100, Mode = 011

打开一个到目标服务器的套接字并将其发送过来。

int ntpPort = 123;
IPEndPoint target = new IPEndPoint(Dns.GetHostEntry(serverDnsName).AddressList[0], ntpPort);
Socket s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
s.Connect(target);
s.Send(ntpData);

在响应中，当前时间将在传输时间戳中(字节 [40 - 48])。时间戳是 64 位无符号定点数。整数部分是前 32 位，小数部分是后 32 位。它表示自 1900 年 1 月 1 日 0h 以来的秒数。

s.Receive(ntpData);
s.Close();

ulong intPart = 0;
ulong fractPart = 0;

for (int i = 0; i < 4; i++)
    intPart = (intPart << 8) | ntpData[40 + i];

for (int i = 4; i < 8; i++)
    fractPart = (fractPart << 8) | ntpData[40 + i];

要以(大约)秒的粒度更新时钟，请使用:自 0h Jan-1-1900 = intPart + (fractPart/2^32) 以来的秒数。 (我粗略地说是因为没有考虑网络延迟，我们在这里四舍五入)

ulong seconds = intPart + (fractPart / 4294967296);

TimeSpan ts = TimeSpan.FromTicks((long)seconds * TimeSpan.TicksPerSecond);

DateTime now = new DateTime(1900, 1, 1);
now = DateTime.SpecifyKind(now, DateTimeKind.Utc);
now += ts;

“now”现在是带有当前时间的 DateTime，以 UTC 为单位。
虽然这可能无法回答您的问题，但希望它能让 NTP 不那么不透明。 =)