NTP網(wǎng)絡(luò)同步時鐘(NTP對時器,GPS網(wǎng)絡(luò)時鐘同步設(shè)備,北斗授時儀)在計算機網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

1,、引言：

　　隨著網(wǎng)絡(luò)的普及,，許多單位都建了自己的園區(qū)網(wǎng)，使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器日益增多,。這些設(shè)備都有自己的時鐘,，而且是可以調(diào)節(jié)的。但是無法保證網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備和主機的時間是同步的,，因為這些時鐘每天會產(chǎn)生數(shù)秒,、甚至數(shù)分鐘的誤差。經(jīng)過長期運行,，時間差會越來越大,，這種偏差在單機中影響不太大，但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用中可能會引發(fā)意想不到的問題,。如在分布式計算環(huán)境中,，由于每個主機時間不*,，會造成同一操作在不同主機的記錄時間不*，將導致服務(wù)無法正常地進行,。隨著各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展，對時間的要求也越來越高,，時間不*會引發(fā)許多問題,。上海銳呈電氣有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的NTP網(wǎng)絡(luò)同步時鐘把這些問題統(tǒng)統(tǒng)解決2、NTP概述

　　將網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的各種設(shè)備或主機的時間信息(年月日時分秒)基于UTC(Universal Time Coordinated)時間偏差限定在足夠小的范圍內(nèi)(如100ms),，這種同步過程叫做時間同步,。

　　目前，有兩種重要的時間同步技術(shù),，即網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(Network Time Protocol,，NTP)和直接連接時間傳輸技術(shù)。其中直接連接時間傳輸技術(shù),，需要所有客戶端直接連接到標準時間源,，不實用。NTP適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,，可以在一個無序的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供準確和健壯的時間服務(wù),，方便實用。這里我們只討論基于NTP原理的時間同步技術(shù)和應(yīng)用,。

3,、NTP工作原理和應(yīng)用

3.1、NTP協(xié)議概述

　　NTP由美國Delaware大學的設(shè)計實現(xiàn)的,，由時間協(xié)議,、ICMP時間戳消息及IP時間戳選項發(fā)展而來。NTP用于將計算機客戶或服務(wù)器的時間同步到另一服務(wù)器或參考時鐘源,。它使用UTC作為時間標準,，是基于無連接的IP 協(xié)議和UDP協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議，使用層次式時間分布模型,，所能取得的準確度依賴于本地時鐘硬件的準確度和對設(shè)備及進程延遲的嚴格控制,。在配置時，NTP可以利用冗余服務(wù)器和多條網(wǎng)絡(luò)路徑來獲得時間的高準確性和高可靠性,。實際應(yīng)用中,，又有確保秒級精度的簡單的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(Simple Network Time Protocol，SNTP),。

3.2,、NTP的工作原理

　　影響NTP 協(xié)議精確度關(guān)鍵的原因在于由網(wǎng)絡(luò)延遲的隨機性而引起的時鐘延遲計算的不準確。由于延遲不準確,，所以無法依靠從時間服務(wù)器到客戶機的單邊傳輸來傳遞準確的時間信息,。為了解決這個問題,，在NTP協(xié)議中使用時間服務(wù)器和客戶機之間的雙向信息交換和時間戳(timestamp)的概念。

　  真實的時鐘偏差值是以測量所得的偏差值為中心的,，而其可能的變化范圍則等長于測量所得的延遲,。每一條NTP消息都包含新的3個時間戳，第4個時間戳則由消息的到達時刻確定,。因此,，服務(wù)器和客戶機都可以單獨確定時間偏移。這種對稱的連續(xù)采樣的時間傳輸方法的優(yōu)點是對發(fā)送和接受的消息的順序沒有要求,，因此不需要可靠的傳輸途徑,。很顯然，準確度將取決于發(fā)送和接受路徑的統(tǒng)計特性,。

 銳呈NTP網(wǎng)絡(luò)同步時鐘的特點

1.時間精度高,，達20nS。

2.守時精度高,。裝置內(nèi)部守時單元采用了時間頻率測控技術(shù)與智能馴服算法,，晶體選用高精度恒溫晶體振蕩器，使裝置守時準確度優(yōu)于7*10-9(0.42μS/分鐘),，即在外部時間基準異常的情況下,，每天時鐘自走時誤差不超過0.6毫秒。如選配銣原子鐘,，30年自走時誤差不會超過3毫秒,。

3.雙CPU同時工作，32位CPU雙核處理器,，性能提高,。

 4. NTP網(wǎng)絡(luò)同步時鐘支持單星授時模式，適用于收星效果不佳的情況（訂貨時須說明）,，有屋頂和貼窗天線可供選擇,。

5.采用GPS/BD2雙系統(tǒng)精密授時，支持單GPS,、單北斗,、雙GPS、雙北斗,、 GPS/北斗聯(lián)合授時多種授時方式,，并可通過串口、面板菜單等途徑修改授時方式,。

6.應(yīng)用GPS授時技術(shù)/北斗二代授時技術(shù)/B碼解碼接收技術(shù)/NTP輸入/高穩(wěn)晶體振蕩器守時技術(shù)授時,，實現(xiàn)多基準冗余授時，能夠智能判別GPS信號,、北斗信號,、外部B碼,、NTP輸入時間基準信號的穩(wěn)定性和優(yōu)劣，并提供多種時間基準配置方法,。

7.可同時為幾十萬臺客戶端,、服務(wù)器、工作站提供時間服務(wù),。

8.支持32/64位WINDOWS9X/NT/XP/2000/2003/2008/2012/WINDOWS7,、LINUX、UNIX,、SUN SOLARIS、IBM AIX,、HP-UX等操作系統(tǒng)及支持NTP協(xié)議的路由器,、交換機、DVR,、NVR,、智能控制器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

9.嵌入式系統(tǒng),，無硬盤和風扇設(shè)計,，防震設(shè)計，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,。

10.機箱經(jīng)防磁處理,，抗干擾能力強。

11.高品質(zhì)的工業(yè)級元件,，高水準的電氣設(shè)計,，高密度集成的電路結(jié)構(gòu)，使裝置擁有電氣隔離和電磁屏蔽表現(xiàn),，整機無可調(diào)節(jié)器件,，提高了裝置抗干擾性能與可靠性保障。

12.采用雙電源冗余供電,，并選用高性能,、寬范圍開關(guān)電源，工作穩(wěn)定可靠,，裝置電源供電自適應(yīng),。（按訂貨技術(shù)協(xié)議配置，缺省為單電源,。）

13.GPS/北斗接收天線重點考慮了防雷設(shè)計,、穩(wěn)定性設(shè)計、抗干擾設(shè)計,， 信號接收可靠性高,，不受地域條件和環(huán)境的限制,。

14.NTP網(wǎng)絡(luò)同步時鐘裝置具有自復位能力，在因干擾造成裝置程序出錯時,，能自動恢復正常工作,。

　  規(guī)范的生產(chǎn)工藝,嚴格的產(chǎn)品質(zhì)量控制,確保銳呈公司出品的每臺設(shè)備滿足高精度和高穩(wěn)定度。