北斗授时系统的精准度和稳定性非常好,从国家战略角度考虑,目前电力、银行、交通、医院、企业局域网内的服务器同步选择标准的北斗授时设备都是必备的!
因为传统的依靠电脑自己搭建的服务器授时,这种容易受网络时延、网络服务器稳定性影响,时间的稳定性和精准度都不够。
所以重要的行业都在从过去的GPS授时系统设备切换到国产的北斗授时设备,目前国内的北京北斗时间频率技术有限公司生产的北斗授时设备是国内非常专业的,知名度非常高,商业化应用也很普遍。
地球分为东西十二个区域,共计 24 个时区,以格林威治作为全球标准时间(即GMT 时间,0时区),东部时区以格林威治时区进行加法,而西时区则以格林威治时间作减法。但地球的轨道并非正圆,在加上自转速度逐年递减,时间会有误差。在计算时间的时,最准确是使用“原子震荡周期”所计算的物理时钟。这种时钟被称为标准时间,即UTC时间(Coordinated Universal Time)。UTC 的准确性毋庸置疑,美国的 NIST F-1 原子钟 2000 年才将产生 1 秒误差。
实际生产生活中,使用原子时钟这种准确的计时似乎缺少必要性,我们更多关注的是参与活动的各个个体在相同的时间环境下对话。例如,当我们说明天早上8:00开会的时候,我们并不在乎原子时钟真实的计时情况,只要参会的所有个体对“明天早上8:00”这个时间具有相同的认知即可。这里时间同步是个非常重要的概念,如果某位同仁手表慢了半小时,那它对“早上8:00”的理解就比其他人要慢半小时,最终会导致ta开会迟到。同样的道理,我们在影视剧中经常能看到特种作战小组在执行特别任务前一般都要先完成组员之间的时间同步,避免组员之间在时间上的认知差异给任务带来不必要的麻烦,甚至危及生命。
NTP(Network Time Protocol,网络时间协议)是由RFC 1305定义的时间同步协议,用于分布式设备(比如电脑、手机、智能手表等)进行时间同步,避免人工校时的繁琐和由此引入的误差,方便快捷地实现多设备时间同步。 NTP校时服务基于UDP传输协议进行报文传输,工作端口默认为123/udp 。
NTP的实现过程如图所示,假如设备A和设备B本地时间存在差异(设备A早上10点,设备B早上11点),现在设备A欲通过NTP和设备B在时间上保持同步:
这样可以轻松计算出来:
现假设设备A和设备B之间的时间差位 ,易得:
通过上式计算出
设备A就能根据 调整本地时间,实现和设备B的时间同步。
NTP的目的是在一个同步子网中,通过NTP协议将主时间服务器的时钟信息传送到其他二级时间服务器,实现二级时间服务器和主时间服务器的时钟同步。这些服务器按层级关系连接,每一级称为一个层数(stratum),如主时间服务器层数为 stratum 1,二级时间服务器层数为 stratum 2,以此类推。时钟层数越大,准确性越低。
注意:准确性指相对于主时间服务器而言。
在NTP网络结构中,有以下几个概念:
在正常情况下,同步子网中的主时间服务器和二级时间服务器呈现出一种分层主从结构。在这种分层结构中,主时间服务器位于根部,二级时间服务器向叶子节点靠近,层数递增,准确性递减,降低的程度取决于网络路径和本地时钟的稳定性。
NTP有两种不同类型的报文,一种是时钟同步报文,另一种是控制报文。控制报文仅用于需要网络管理的场合,它对于时钟同步功能来说并不是必需的,这里不做介绍。
时钟同步报文封装在UDP报文中,其格式如图所示:
各主要字段解释如下:
其中,NTP发送和接收的报文数据包类似,通常只需要前48个字节就能进行授时和校时服务。下面分别是抓包获取的NTP请求数据包和回复数据包示例(仅前48个字节):
收到数据包后,接收端本地再产生一个时间戳( )。
这里,每个返回数据前4字节为秒的整数部分,后4字节为秒的小数部分。
设备可以采用多种NTP工作模式进行时间同步:
单播C/S模式运行在同步子网层数较高的层级上,客户端需要预先知道时间服务器IP或域名并定期向服务器发送时间同步请求报文,报文中的 Mode字段设置为 3(客户模式)。服务器端收到报文后会自动工作在服务器模式,并发送应答报文,报文中的Mode字段设置为4(服务器模式)。客户端收到应答报文后,进行时钟过滤和选择,并同步到优选的服务器。客户端不管服务器端是否可达,也不管服务器端所在的层数。在这种模式下,客户端会同步到服务器,但不会修改服务器的时钟。服务器则在客户端发送请求之间无需保留任何状态信息。客户端根据本地情况自由管理发送报文的时间间隔。
对等体模式运行在同步子网较低层级上,主动对等体和被动对等体实现时钟相互同步。这里有两个概念:主动对等体和被动对等体。
如上图所示,对等体模式工作步骤如下:
1主动对等体和被动对等体首先交互Mode字段为3(客户端模式)和4(服务器模式)的NTP报文,这一步主要是获得通信时延。
主动对等体和被动对等体可以互相同步。如果双方的时钟都已经同步,则以层数小的时钟为准。
注意:对等体模式不需要用户手动设置,设备依据收到的NTP报文自动建立连接并设置状态变量。
广播模式应用在多台工作站和不需要很高精度的高速网络中。主要工作流程如图所示:
注意:在广播模式下,服务端只负责向外广播时钟信息,自身时钟不受客户端影响。
组播模式适用于有大量客户端分布在网络中的情况。通过在网络中使用 NTP 组播模式, NTP 服务器发送的组播消息包可以到达网络中所有的客户端,从而降低由于 NTP 报文过多而给网络造成的压力。主要工作流程如下:
注意:组播模式和广播模式类似,只是它是向特定的组播地址发送时钟同步广播报文。在组播模式下,服务端只负责向外广播时钟信息,自身时钟不受客户端影响。
多播模式适用于服务器分布分散的网络中。客户端可以发现与之最近的多播服务器,并进行同步。多播模式适用于服务器不稳定的组网环境中,服务器的变动不会导致整网中的客户端重新进行配置。其工作流程如下:
注意:为了防止多播模式下,客户端不断的向多播服务器发送 NTP 请求报文增加设备的负担,协议规定了最小连接数的概念。多播模式下,客户端每次和服务器时钟同步后,都会记录下此次同步过中建立的连接数,将调用最少连接的数量被称为最小连接数。以后当客户端调动的连接数达到了最小连接数且完成了同步,客户端就认为同步完成;同步完成后每过一个超时周期,客户端都会传送一个报文,用于保持连接。同时,为了防止客户端无法同步到服务器,协议规定客户端每发送一个 NTP 报文,都会将报文的生存时间 TTL(Time To Live)进行累加(初始为 1),直到达到最小连接数,或者 TTL 值达到上限(上限值为 255)。若 TTL 达到上限,或者达到最小连接数,而客户端调动的连接数仍不能完成同步过程,则客户端将停止一个超时周期的数据传输以清除所有连接,然后重复上述过程。
下面补充一些常用的NTP时钟服务器:
更多NTP授时服务器请查看:
假设你比较喜欢清华的服务并打算将 ntptunatsinghuaeducn 作为你的授时服务器。下面将简单介绍不同的 *** 作系统该如何 *** 作使得设备能够使用此服务器同步时间。
本部分以主流Windows 10 系统为例演示如何使用NTP服务同步系统时间。
来将此服务器设置为个人选择的时间服务器。
Linux发行版有两个主流程序支持ntp协议:ntpd和chrony。
具体使用和配置参考各自文档: ntpd doc 和 chrony doc
在“系统配置 > 日期与时间 > 自动设置日期与时间”一栏,填入 ntptunatsinghuaeducn 。
以上几个名字是同一种设备的不同名字,当然还是有一点区别:GPS和北斗是国内使用最多的两大导航系统。就精度而言GPS比北斗略高,但就实际使用而言两者没有区别。同时两大导航系统都会受到天气,气候、环境等因素影响,在使用过程中出现暂时的接收不到卫星信号的情况。北斗时频生产的网络时间服务器同时接收GPS和北斗的卫星信号,比单一的接收其中一种更加安全可靠。而且内置时间守时模块,即便与卫星信号失联三个月也可以保证服务器时间的准确性,满足客户网络守时的需要。
我就是这样用的,很好。Windows(2003)下配置NTP时间服务器
一、服务端设置:
因为默认情况下,WINDOWS SERVER 2003 是作为NTP客户端工作的 ,所以必须通过修改注册表,以使系统作为NTP服务器运行。注意,工作之前请先备份注册表文件。
1、通过开始菜单,输入regedit命令后打开注册表设定画面,此时请一定备份注册表文件。
2、修改以下选项的键值
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\TimeProviders\
NtpServer内的「Enabled」设定为1,打开NTP服务器功能
3、修改以下键值
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\Config\
AnnounceFlags设定为5,该设定强制主机将它自身宣布为可靠的时间源,从而使用内置的互补金属氧化物半导体(CMOS) 时钟。
4、在dos命令行执行以下命令,确保以上修改起作用
net stop w32time
net start w32time
推荐计划;如果该服务器和internet连接,那么为了避免服务器和internet上的ntp同步,最好追加以下配置:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\TimeProviders\
NtpClient的「enable」设定为0 以防止作为客户端自动同步外界的时间服务
二、客户设置:
1、指定主时间服务器。在DOS方式输入“net time /setsntp:ntpsjtueducn”,这里我们指定ntpsjtueducn是主时间服务器,也可以是其它地址(2107214544)。
2、自由设定XP时间同步间隔:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\TimeProviders\
NtpClient的「SpecialPollInterval」默认设定为604800(或86400)
自己按照准确时间设置准时是很简单的啊。
延展回答:
在桌面左下角单击“开始”按钮,d出的菜单窗口单击“控制面板”
2打开的控制面板窗口双击打开“日期和时间”项目
3打开“日期和时间属性”对话框,单击“Internet 时间”标签
4勾选“自动与Internet 时间服务器同步”复选框,并单击“立即更新”按钮
5同步服务器完成后,单击“确定”按钮退出属性窗口
GPS卫星时钟守时原理:
北斗时频的“XBD211-XO NTP网络时间服务器”通过接收卫星信号给终端设备授时的,当时间服务器失去卫星信号的情况时,就不能保证时间准确性了,这就需要时间服务器具守时功能。时间服务器内置高精度温补晶振,在卫星失锁的情况下,还可以实现长时间、高精度的守时功能,并提供准确时间信息和脉冲输出时间,是建立时间尺度和实现时间统一的专用授时仪器。时间服务器也可选择恒温晶振、铷原子钟、驯服恒温晶振模块、驯服铷钟模块等守时精度更高的模块。
GPS卫星时钟产品功能:
“XBD211 NTP网络时间服务器”具时钟服务器是为大、中型局域网设备提供精确、标准、安全、稳定的多功能网络时间同步服务的最佳解决方案,“XBD211-XO NTP网络时间服务器”时钟服务器采用高精度GPS/北斗双模授时接收机,提供精确的秒同步时钟信号,并由GPS/北斗授时接收机秒信号驯服校准,内置高稳定度铷原子钟,并由GPS/北斗授时接收机秒信号驯服校准,守时精度实现日漂移10微秒,XBD211时钟服务器采用软硬件协同的网络安全技术,标准的NTP和SNTP网络对时协议,工业级服务器主板,同时还可支持串口授时、1PPS脉冲信号输出,B码输出等功能。同时,“XBD211-XO NTP网络时间服务器”内置双电源和锂电(选配),适合于政府等保密机房,在不允许外接卫星天线的情况下,可以在室接上卫星天线外把卫星时钟服务器时间校准,然后拔掉天线把设备抱到室内运行。
“XBD211 NTP网络时间服务器”提供的高精度的网络同步时钟直接溯源于GPS/北斗系统中各个卫星的原子钟(也可以根据用户的要求选择其他卫星授时系统作为时间的基准源),设备由高精度高灵敏度授时型GPS接收机、高可靠性工业级服务器主板、高亮度OLED液晶显示屏和高品质1U工业机箱等部件组成, 时钟服务器采用高效的嵌入式Linux *** 作系统,配合北斗时频自主知识产权的卫星授时、网络同步、频率测控等技术,该产品系统整体功耗小,采用无风扇设计,运行可靠稳定,可以为计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统、电子商务系统、网上B2B系统以及数据库的保存及维护等系统需要提供精密的标准时间信号和时间戳服务,已经被成功应用于政府金融、移动通信、公安、石油、电力系统、交通能源、工业以及航空航天测控等领域。
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