什么是ntp服務器

ntp服務(wu)器，對大多數人來說是(shi)(shi)(shi)一(yi)個陌生詞匯，但是(shi)(shi)(shi)要理解ntp服務(wu)器必須先了解什么是(shi)(shi)(shi)ntp和什么是(shi)(shi)(shi)服務(wu)器？

1、什么是ntp？

NTP全名(ming)“Network TimeProtocol”，即網絡時(shi)(shi)間(jian)協議(yi)，是由RFC 1305定義的時(shi)(shi)間(jian)同步(bu)協議(yi)，用來在(zai)分(fen)布(bu)式時(shi)(shi)間(jian)服務器和客戶端之間(jian)進行時(shi)(shi)間(jian)同步(bu)。

NTP基于UDP報文(wen)進(jin)行傳輸，使(shi)(shi)用的(de)(de)(de)(de)UDP端口號(hao)為(wei)123。使(shi)(shi)用NTP的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是對(dui)網(wang)絡(luo)內(nei)所(suo)有具有時(shi)(shi)鐘(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)設備(bei)進(jin)行時(shi)(shi)鐘(zhong)(zhong)同(tong)(tong)步，使(shi)(shi)網(wang)絡(luo)內(nei)所(suo)有設備(bei)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)鐘(zhong)(zhong)保持一(yi)致，從(cong)而使(shi)(shi)設備(bei)能夠(gou)提供(gong)基于統一(yi)時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)(de)多種應用。對(dui)于運行NTP的(de)(de)(de)(de)本地系統，既可以(yi)(yi)接(jie)收(shou)來自其(qi)他(ta)時(shi)(shi)鐘(zhong)(zhong)源的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)步，又可以(yi)(yi)作為(wei)時(shi)(shi)鐘(zhong)(zhong)源同(tong)(tong)步其(qi)他(ta)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)鐘(zhong)(zhong)，并(bing)且可以(yi)(yi)和其(qi)他(ta)設備(bei)互(hu)相(xiang)同(tong)(tong)步。

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2、什么是服務器？

服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)，英文名“server”也稱伺服(fu)(fu)(fu)器(qi)，是提供計算服(fu)(fu)(fu)務(wu)的設備(bei)。由于(yu)服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)需(xu)要響應服(fu)(fu)(fu)務(wu)請求(qiu)，并進行處理，因此一般來(lai)說服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)應具備(bei)承擔服(fu)(fu)(fu)務(wu)并且(qie)保障服(fu)(fu)(fu)務(wu)的能(neng)力。

服(fu)(fu)務器(qi)的(de)構成包括處理(li)器(qi)、硬盤、內(nei)存、系統總線等，和(he)通用(yong)的(de)計算(suan)機架(jia)構類似，但是由于需要(yao)提(ti)供(gong)高可靠的(de)服(fu)(fu)務，因此(ci)在處理(li)能力、穩(wen)定性(xing)、可靠性(xing)、安全性(xing)、可擴展性(xing)、可管(guan)理(li)性(xing)等方面要(yao)求較高。

在網絡(luo)環境下，根據服(fu)(fu)務器提供(gong)的(de)服(fu)(fu)務類型不同，分為(wei)文件服(fu)(fu)務器，數據庫(ku)服(fu)(fu)務器，應用程序服(fu)(fu)務器，WEB服(fu)(fu)務器等。

3、什么是NTP服務器？

前面(mian)我們(men)分(fen)別了解到了NTP和服務器(qi)(qi)，那到底(di)是什(shen)么(me)NTP服務器(qi)(qi)呢(ni)？根據表面(mian)意思理解NTP服務器(qi)(qi)，即基于NTP協(xie)議的(de)服務器(qi)(qi)，用來在分(fen)布式(shi)時(shi)(shi)間服務器(qi)(qi)和客戶端之間進行(xing)時(shi)(shi)間同步。

NTP服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)在應用(yong)于時間(jian)同(tong)步(bu)中分為客戶端(duan)NTP服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)和服(fu)(fu)(fu)務(wu)端(duan)NTP服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)兩種。客戶端(duan)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)應用(yong)于現有NTP網(wang)(wang)絡(luo)環境中，獲(huo)取前端(duan)NTP服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)，主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)是利用(yong)已經存在的(de)網(wang)(wang)絡(luo)環境，搭建時間(jian)同(tong)步(bu)系(xi)統(tong)，實現的(de)是一(yi)個從時鐘(zhong)的(de)功能(neng)。服(fu)(fu)(fu)務(wu)端(duan)NTP服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)是指用(yong)于后(hou)端(duan)網(wang)(wang)絡(luo)環境中設備(bei)的(de)時間(jian)同(tong)步(bu)，為網(wang)(wang)絡(luo)中的(de)服(fu)(fu)(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)，計(ji)算機等網(wang)(wang)絡(luo)設備(bei)提(ti)供一(yi)個時間(jian)統(tong)一(yi)的(de)功能(neng)，實現主(zhu)(zhu)時鐘(zhong)的(de)同(tong)步(bu)功能(neng)。

ntp服務器能做什么

前(qian)面，我(wo)們很自然的(de)了解到了什么(me)是ntp，也有了一(yi)個大(da)概的(de)認識，那么(me)ntp服(fu)(fu)務器(qi)是做什么(me)的(de)，它到底能做什么(me)，這(zhe)也是我(wo)們對于ntp服(fu)(fu)務器(qi)這(zhe)個名稱屬性放在這(zhe)里，我(wo)們最(zui)需要(yao)傳達的(de)東西。

NTP服(fu)務器(qi)主要(yao)用來(lai)同步(bu)網絡中各個(ge)計(ji)算機的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)協議。它的(de)用途(tu)是把計(ji)算機的(de)時(shi)(shi)(shi)鐘同步(bu)到(dao)世界協調時(shi)(shi)(shi)UTC，其(qi)精度在局(ju)域網內可達(da)0.1ms，在互(hu)聯(lian)網上絕大多數的(de)地方其(qi)精度可以達(da)到(dao)1-50ms。它可以使(shi)計(ji)算機對其(qi)服(fu)務器(qi)或時(shi)(shi)(shi)鐘源(yuan)（如石英鐘，GPS等(deng)等(deng)）進(jin)行時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)同步(bu)，它可以提(ti)供(gong)高精準度的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)校正，而(er)且可以使(shi)用加密確認的(de)方式來(lai)防止(zhi)病毒的(de)協議攻擊。

很多(duo)人(ren)可(ke)能(neng)會(hui)說，我的計(ji)算(suan)機每天自(zi)己走時(shi)，為何還需要用(yong)一(yi)(yi)個ntp服務(wu)器再同(tong)步時(shi)間(jian)呢(ni)？這主要是因為在(zai)計(ji)算(suan)機中芯片(pian)本身通常并不具備時(shi)鐘(zhong)信(xin)號源，因此(ci)須(xu)由專(zhuan)門的時(shi)鐘(zhong)電(dian)路提供時(shi)鐘(zhong)信(xin)號，石英晶(jing)(jing)體(ti)振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(Quartz Crystal OSC)就是一(yi)(yi)種(zhong)最常用(yong)的時(shi)鐘(zhong)信(xin)號振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)源。石英晶(jing)(jing)片(pian)之所(suo)以能(neng)當為振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器使用(yong)，是基于(yu)它的壓電(dian)效應：在(zai)晶(jing)(jing)片(pian)的兩個極(ji)上(shang)加(jia)一(yi)(yi)電(dian)場，會(hui)使晶(jing)(jing)體(ti)產生(sheng)機械(xie)變(bian)形；在(zai)石英晶(jing)(jing)片(pian)上(shang)加(jia)上(shang)交(jiao)變(bian)電(dian)壓，晶(jing)(jing)體(ti)就會(hui)產生(sheng)機械(xie)振(zhen)(zhen)動，同(tong)時(shi)機械(xie)變(bian)形振(zhen)(zhen)動又會(hui)產生(sheng)交(jiao)變(bian)電(dian)場。雖然這種(zhong)交(jiao)變(bian)電(dian)場的電(dian)壓極(ji)其微弱，但其振(zhen)(zhen)動頻率是十分穩(wen)定(ding)的。

從PC誕(dan)生至今，主板上(shang)一(yi)(yi)(yi)直都(dou)使用一(yi)(yi)(yi)顆14.318MHz的(de)(de)石英晶(jing)(jing)體(ti)振蕩器作為(wei)基準頻率源(yuan)。主板上(shang)除(chu)了(le)這顆14.318MHz的(de)(de)晶(jing)(jing)振，還能找到(dao)一(yi)(yi)(yi)顆頻率為(wei)32.768MHz的(de)(de)晶(jing)(jing)振，它被用于實時(shi)(shi)時(shi)(shi)鐘(RTC)電路中，顯示精確(que)的(de)(de)時(shi)(shi)間和日期。初始化(hua)后(hou)以每(mei)秒約18.2次發出脈(mo)沖(chong)，這些(xie)脈(mo)沖(chong)經過操作系統計算形成BIOS日時(shi)(shi)鐘計數。通(tong)過由BIOS電池供電,關機后(hou)它仍然(ran)正常運行。這也就是為(wei)啥我們關了(le)電源(yuan)，第二天開機依然(ran)會(hui)顯示正確(que)時(shi)(shi)間的(de)(de)原因。

每個計(ji)算(suan)機各自有了(le)時(shi)(shi)(shi)鐘，但是一(yi)旦它們聯網(wang)后，又(you)出現一(yi)個問(wen)題(ti)：各自運行(xing)的(de)計(ji)算(suan)機時(shi)(shi)(shi)鐘，彼(bi)此之(zhi)間(jian)日積(ji)月累(lei)的(de)累(lei)計(ji)誤差(cha)如(ru)何解決。這就出現了(le)網(wang)絡時(shi)(shi)(shi)間(jian)協議(yi)NTP，它是用于(yu)互(hu)聯網(wang)中時(shi)(shi)(shi)間(jian)同步(bu)(bu)的(de)標準(zhun)之(zhi)一(yi)，它的(de)用途(tu)是把計(ji)算(suan)機的(de)時(shi)(shi)(shi)鐘同步(bu)(bu)到世界(jie)協調時(shi)(shi)(shi)UTC，并滿足于(yu)用戶環境中的(de)計(ji)算(suan)機（服務(wu)器同理(li)）設備的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)同步(bu)(bu)。

為什么要使用ntp服務器

對大多數人來說(shuo)可能(neng)會很疑(yi)問，我的(de)計(ji)算機時(shi)間已經(jing)夠(gou)我用了(le)啊(a)，我為何需(xu)要單獨的(de)ntp服務器(qi)。那么問題來了(le)，一個(ge)系統里整(zheng)體(ti)運(yun)行的(de)所有計(ji)算機服務器(qi)，如果都獨立運(yun)行那整(zheng)個(ge)系統工作是否都亂套了(le)？

我們舉幾個(ge)簡(jian)單的(de)例子(zi)：如(ru)果公共大樓(lou)遇到(dao)突發事情(qing)每個(ge)監(jian)控裝置時間(jian)(jian)(jian)不(bu)一，后期(qi)事故調查取證監(jian)控時間(jian)(jian)(jian)參差不(bu)齊無(wu)法(fa)還原本質，責任誰來擔當(dang)？醫院系統(tong)各(ge)個(ge)科室(shi)職(zhi)能(neng)兼受，若(ruo)時間(jian)(jian)(jian)相互差開(kai)，病人數據記(ji)錄與實際時間(jian)(jian)(jian)前(qian)后出(chu)入，若(ruo)出(chu)現分歧責任甩給設備(bei)原因，設備(bei)是否(fou)能(neng)夠出(chu)面來協(xie)調？電力電廠(chang)系統(tong)中有很多(duo)需要(yao)互相協(xie)調合(he)作的(de)設備(bei)，若(ruo)出(chu)現各(ge)個(ge)系統(tong)設備(bei)之間(jian)(jian)(jian)時間(jian)(jian)(jian)紊亂，就會導致運行(xing)機制無(wu)法(fa)協(xie)調合(he)作，那整個(ge)電廠(chang)的(de)運行(xing)失調，所造成的(de)損失無(wu)法(fa)估(gu)量。

所(suo)以，ntp服(fu)(fu)務器在各行各業系統發(fa)揮協調(diao)作(zuo)用(yong)的同時，已經成為(wei)(wei)了不可(ke)或缺的必(bi)備(bei)(bei)系統，是各個系統穩定(ding)運行基(ji)于安全(quan)因素中必(bi)須存在的重(zhong)要設(she)備(bei)(bei)。ntp服(fu)(fu)務器服(fu)(fu)務器應用(yong)于不同行業系統中，為(wei)(wei)網絡內設(she)備(bei)(bei)提供標(biao)準(zhun)的時間(jian)基(ji)準(zhun)，使(shi)得各個獨立又相互關聯(lian)的設(she)備(bei)(bei)有了可(ke)參(can)考的維(wei)度標(biao)準(zhun)。

NTP服務器如何工作

NTP提供(gong)準確(que)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，首(shou)先要有(you)(you)準確(que)的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)來源(yuan)，這(zhe)一時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)應該(gai)是國際標準時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)UTC。 NTP獲(huo)得UTC的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)來源(yuan)可(ke)以(yi)是原子鐘、天文臺、衛星，也可(ke)以(yi)從Internet上獲(huo)取(qu)。這(zhe)樣就有(you)(you)了準確(que)而可(ke)靠的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)源(yuan)。時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)按(an)NTP服(fu)務(wu)器的(de)(de)等級傳(chuan)播。按(an)照離外部UTC 源(yuan)的(de)(de)遠(yuan)近將所有(you)(you)服(fu)務(wu)器歸入不同的(de)(de)Stratum（層(ceng)）中(zhong)。Stratum-1在頂層(ceng)，有(you)(you)外部UTC接入，而Stratum-2則(ze)從Stratum-1獲(huo)取(qu)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，Stratum-3從Stratum-2獲(huo)取(qu)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，以(yi)此類推，但Stratum層(ceng)的(de)(de)總數限(xian)制在15以(yi)內(nei)。所有(you)(you)這(zhe)些服(fu)務(wu)器在邏輯上形成階梯(ti)式的(de)(de)架構(gou)相互連接，而Stratum-1的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)服(fu)務(wu)器是整(zheng)個(ge)系統的(de)(de)基礎。

計算機主機一般同多個時間服務器連接(jie)， 利用(yong)統計(ji)學(xue)的算法(fa)過濾來自不同(tong)服(fu)務器的時(shi)(shi)間，以選擇(ze)最(zui)佳的路徑和(he)來源來校正(zheng)主機(ji)時(shi)(shi)間。即使(shi)主機(ji)在長時(shi)(shi)間無法(fa)與某一時(shi)(shi)間服(fu)務器相(xiang)聯(lian)系(xi)的情(qing)況下，NTP服(fu)務依然有效運轉。

為防止對(dui)時(shi)間服務器(qi)的(de)(de)惡(e)意(yi)破壞，NTP使用了識別(Authentication)機(ji)制，檢查(cha)來(lai)(lai)對(dui)時(shi)的(de)(de)信(xin)息是否是真正來(lai)(lai)自所宣稱的(de)(de)服務器(qi)并檢查(cha)資料的(de)(de)返回路徑，以提(ti)供對(dui)抗干擾的(de)(de)保護機(ji)制。