NTP协议与计算

NTP：Network Time Protocol，网络时间协议，用于时间同步，它可以提供高精准度的时间校正（LAN上与标准时间差小于1毫秒，WAN上几十毫秒），且可通过加密确认的方式来防止恶意攻击。

NTP校时原理：
每一个时间包内包含最近一次的事件的时间信息、包括上次事件的发送与接收时间、传递现在事件的当地时间、及此包的接收时间。在收到上述包后即可计算出时间的偏差量与传递资料的时间延迟。时间服务器利用一个过滤演算法，及先前八个校时资料计算出时间参考值，判断后续校时包的精确性，一个相对较高的离散程度，表示一个对时资料的可信度比较低。仅从一个时间服务器获得校时信息，不能校正通讯过程所造成的时间偏差，而同时与许多时间服务器通信校时，就可利用过滤算法找出相对较可靠的时间来源，然后采用它的时间来校时。

时间信息的传输都使用UDP协议。服务端口123。

NTP协议格式

NTP packet = NTP header + Four TimeStamps = 48byte

NTP header : 16byte
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
|   LI  |   VN  |  Mode  |  Stratum  |  Poll  |  Precision   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- 
LeapYear Indicator : 2bit 
Version Number : 3bit
Stratum : 8bit
Mode : 3 bit 
PollInterval : 8 bit 
Percision : 8bit

|                       Root Delay                           | 
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
Root delay : 32bit

|                    Root Dispersion                         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- 
Root Dispersion : 32bit

|                Reference Identifier                        | 
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- 
Reference Identifier : 32bit





Four TimeStamps : 32byte
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
|               Reference Timestamp                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- 
Reference Timestamp : 64bit

|               Originate Timestamp                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- 
Originate Timestamp : 64bit

|               Receive Timestamp                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
Receive Timestamp : 64bit

|                   Transmit Timestamp                       | 
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
Transmit Timestamp : 64bit

|               Authenticator (optional) (96)                |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

64bit的时间戳：

struct ntptime {
    unsigned int integer;
    unsigned int fraction;
};

前32bits表示1900年以来的秒数。后32bits用以表示秒以下的部份，是微秒数的4294.967296(=2^32/10^6)倍。

    Originate Timestamp       T1        客户端发送请求的时间 
     Receive Timestamp        T2        服务器接收请求的时间 
     Transmit Timestamp       T3        服务器答复时间 
    Destination Timestamp     T4        客户端接收答复的时间 

网络延时 d 和服务器与客户端的时差 t

     d = (T2 - T1) + (T4 - T3); 
     t = [(T2 - T1) + (T3 - T4)] / 2; 

加上网络延时量的估计，理论上可以精确到到2的-32次方秒，实际使用大约只有50ms（广域网）左右，在局域网可达1ms。在实际中您应找最近而且最稳定的Server作时间源。

SNTP算是NTP的一个子集，它不像NTP可以同時和多个Server对时， 一般在Client端下使用。