NTP/SNTP协议介绍和校时服务器搭建

文|Seraph

本文主要简单介绍用于校时的NTP/SNTP协议
同时，以windows 2008 R2为例，搭建NTP/SNTP服务器
NTP可参考文献RFC1305，SNTP可参考文献RFC1796

1. 应用场景

一般应用，连上公网即可通过NTP/SNTP协议进行校时，例如Windows系统上自带的NTP/SNTP服务器地址：time.windows.com。
然而，有些应用要求校时精度比较高，所以需要局域网内自行搭建NTP/SNTP校时服务。

2. NTP与SNTP功能

网络时间协议可以估算出数据包在网络上往返延迟，并可独立地计算出计算机时钟偏差。NTP可以提供1~50ms的可靠时钟源。
在实际很多应用中，可能不需要如此高精度，此种情况可以使用SNTP。SNTP通常是用于网络中叶子节点设备的时间同步，因为通常该站点对时间精度的要求并不是非常高。
NTP和SNTP的数据包格式是一样的，计算客户时间、时间偏差以及包往返时延的算法也是一样的。

3. NTP工作原理

时间序列图
双向延时： A相对于B的时间差：
如果往返的传输时间相等，根据四个时刻可以求得时钟偏差和传输时间

3. NTP协议格式

NTP协议格式

4. NTP工作模式

• 服务\客户端模式

  
  服务\客户端模式

• 广播模式

  
  广播模式

• 对等体模式

  
  对等体模式

• 组播模式

  
  组播模式

5. Windows搭建NTP/SNTP服务器

以下是使用WIndows Time（W32Time）service建立一个SNTP/NTP服务器，为windows或非windows客户端提供时间服务。

手动修改步骤

<1> 修改注册表

• 打开运行，输入regedit,打开注册表
• 找到如下位置：
  HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32time\Config
  双击AnnounceFlags项，并输入数值5
• 在注册表找到如下位置：
  HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32time\TimeProviders\NtpServer
  双击Enabled项，并输入1

<2> 重启win32time服务

• 打开CMD命令行
• 输入sc config W32Time start=auto 配置为自动启动
• 输入net stop w32time 关闭服务
• 输入net start w32time 启动服务
  显示WIndows Time 服务已经启动成功即表示服务器搭建成功！

使用.bat制作一键处理

命令功能包含：修改注册表并启动W32Time服务，将该代码段Copy到.bat文件中，保持运行即可。

@echo off
echo 正在初始化SNTP服务器......
echo Windows Registry Editor Version 5.00 >t1.reg 
echo [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\Config] >>t1.reg 
echo "AnnounceFlags"=dword:00000005 >>t1.reg 
echo [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\TimeProviders\NtpServer] >>t1.reg 
echo "Enabled"=dword:1 >>t1.reg
regedit /s t1.reg 
del /q t1.reg 
sc config W32Time start=auto
sc stop W32Time
sc start W32Time
echo SNTP服务器启动完成！
echo. & pause

<3> 客户端测试

• 找到局域网内另一天计算机，打开cmd
• 输入net time /setsntp:130.0.0.1 (这里的IP为刚刚搭建的校时服务器IP）
• 输入net stop w32time
• 再输入net start w32time
  现在客户端即可与服务器同步时间了，可以手动改动服务器时间来看客户端是否同步更新。

建议：

• 客户端请求要大于1min，以免SNTP服务器负担过重，无法及时响应。
• 高可靠性系统中，最好配置多台SNTP服务器，利用DNS实现负载均衡。
• 客户端应该能识别服务器故障，一旦故障，应丢弃时间戳，转向其他服务器请求授权。

6. 相关软件资源

• Meinberg NTP