Ntp工作原理

NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）是由RFC 1305定义的时间同步协议，用来在分布式时间服务器和客户端之间进行时间同步。NTP基于UDP报文进行传输，使用的UDP端口号为123。

使用NTP的目的是对网络内所有具有时钟的设备进行时钟同步，使网络内所有设备的时钟保持一致，从而使设备能够提供基于统一时间的多种应用。

对于运行NTP的本地系统，既可以接收来自其他时钟源的同步，又可以作为时钟源同步其他的时钟，并且可以和其他设备互相同步。

NTP工作原理

NTP的基本工作原理如图所示。Device A和Device B通过网络相连，它们都有自己独立的系统时钟，需要通过NTP实现各自系统时钟的自动同步。为便于理解，作如下假设：

在Device A和Device B的系统时钟同步之前，Device A的时钟设定为10:00:00am，Device B的时钟设定为11:00:00am。

Device B作为NTP时间服务器，即Device A将使自己的时钟与Device B的时钟同步。

NTP报文在Device A和Device B之间单向传输所需要的时间为 X 秒。

时序图

系统时钟同步的工作过程如下：

1、Device A发送一个NTP报文给Device B，该报文带有它离开Device A时的时间戳，该时间戳为10:00:00am（T1）。

2、当此NTP报文到达Device B时，Device B加上自己的时间戳，该时间戳为11:00:01am（T2）。

3、当此NTP报文离开Device B时，Device B再加上自己的时间戳，该时间戳为11:00:02am（T3）。

4、当Device A接收到该响应报文时，Device A的本地时间为10:00:03am（T4）。

至此，Device A已经拥有足够的信息来计算两个重要的参数：

NTP报文的往返时延 Delay=（T4-T1）-（T3-T2）= 2 * X秒。

Device A相对Device B的时间差offset=（（T2-T1）+（T3-T4））/ 2= 1小时。

这样，Device A就能够根据这些信息(时间差offset)来设定自己的时钟，使之与Device B的时钟同步。

即：Device A调整后的时间 = Device A 当前时间 + 时间差offset

上面的公式是如何推算过程如下：

我们认为，一个链接创建后，他的网络延时是稳定，即发送和接收过程的延时 delay 一致。

Device A 要同步 Device B 的时间，则认为Device A是不准确的时间，Device B是准确，所以有如下公式：

1、DeviceA 发送请求到Device B 时

T1 + offset(时间差) + delay(网络延时) = T2

2、DeviceA 接收Device B 响应时

T3 + delay(网络延时) = T4 + offset(时间差)

把公式2加上公式1，整理运算得出公式 offset = （（T2-T1）+（T3-T4））/ 2