GPS授時(shí)服務(wù)器（GPS時(shí)鐘設(shè)備,北斗網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘,時(shí)間同步產(chǎn)品）在各大計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成網(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(shí)鐘,，而且是可以調(diào)節(jié)的。但是無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備和主機(jī)的時(shí)間是同步的,，因?yàn)檫@些時(shí)鐘每天會(huì)產(chǎn)生數(shù)秒,、甚至數(shù)分鐘的誤差。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行,，時(shí)間差會(huì)越來(lái)越大,，這種偏差在單機(jī)中影響不太大，但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用中可能會(huì)引發(fā)意想不到的問(wèn)題,。如在分布式計(jì)算環(huán)境中,，由于每個(gè)主機(jī)時(shí)間不*，會(huì)造成同一操作在不同主機(jī)的記錄時(shí)間不*,，將導(dǎo)致服務(wù)無(wú)法正常地進(jìn)行,。隨著各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展，對(duì)時(shí)間的要求也越來(lái)越高,，時(shí)間不*會(huì)引發(fā)許多問(wèn)題,。上海銳呈電氣有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的GPS授時(shí)服務(wù)器把這些問(wèn)題解決。

2,、NTP概述

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

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

　　NTPzui早由美國(guó)Delaware大學(xué)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的,，由時(shí)間協(xié)議,、ICMP時(shí)間戳消息及IP時(shí)間戳選項(xiàng)發(fā)展而來(lái)。NTP用于將計(jì)算機(jī)客戶或服務(wù)器的時(shí)間同步到另一服務(wù)器或參考時(shí)鐘源,。它使用UTC作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),，是基于無(wú)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(shí)間分布模型,，所能取得的準(zhǔn)確度依賴于本地時(shí)鐘硬件的準(zhǔn)確度和對(duì)設(shè)備及進(jìn)程延遲的嚴(yán)格控制,。在配置時(shí)，NTP可以利用冗余服務(wù)器和多條網(wǎng)絡(luò)路徑來(lái)獲得時(shí)間的高準(zhǔn)確性和高可靠性,。實(shí)際應(yīng)用中,，又有確保秒級(jí)精度的簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（Simple Network Time Protocol，SNTP）,。

3.2,、NTP的工作原理

　　影響NTP 協(xié)議準(zhǔn)確度關(guān)鍵的原因在于由網(wǎng)絡(luò)延遲的隨機(jī)性而引起的時(shí)鐘延遲計(jì)算的不準(zhǔn)確。由于延遲不準(zhǔn)確,，所以無(wú)法依靠從時(shí)間服務(wù)器到客戶機(jī)的單邊傳輸來(lái)傳遞準(zhǔn)確的時(shí)間信息,。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在NTP協(xié)議中使用時(shí)間服務(wù)器和客戶機(jī)之間的雙向信息交換和時(shí)間戳（timestamp）的概念,。

　  真實(shí)的時(shí)鐘偏差值是以測(cè)量所得的偏差值為中心的,，而其可能的變化范圍則等長(zhǎng)于測(cè)量所得的延遲。每一條NTP消息都包含新的3個(gè)時(shí)間戳,，第4個(gè)時(shí)間戳則由消息的到達(dá)時(shí)刻確定,。因此，服務(wù)器和客戶機(jī)都可以單獨(dú)確定時(shí)間偏移,。這種對(duì)稱的連續(xù)采樣的時(shí)間傳輸方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)發(fā)送和接受的消息的順序沒(méi)有要求,，因此不需要可靠的傳輸途徑,。很顯然，準(zhǔn)確度將取決于發(fā)送和接受路徑的統(tǒng)計(jì)特性,。

4. GPS授時(shí)服務(wù)器在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

　　在我校校園網(wǎng)絡(luò)內(nèi),，存在大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器和主機(jī),，它們承載了校園網(wǎng)中的計(jì)費(fèi),、維護(hù)、管理等功能,，對(duì)時(shí)間的準(zhǔn)確度需求比較高,，要求在網(wǎng)絡(luò)之間傳遞的信息能夠在時(shí)間上保持高度*。

　　GPS授時(shí)服務(wù)器在校園網(wǎng)內(nèi)的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面：

4.1,、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的日志審計(jì)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)惡意攻擊行為或網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題時(shí)，需要網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)有關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中產(chǎn)生的日志進(jìn)行分析和判斷,，以便于查找攻擊源和對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的危害及產(chǎn)生的原因,。但是如果網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間不能同步，那么同一個(gè)行為在不同設(shè)備中產(chǎn)生的日志將不能序列化,，也就無(wú)法對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析和解決,。另外當(dāng)網(wǎng)管中心采用多點(diǎn)日志記錄時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間不同步,，也將造成日志記錄的混亂,。若需要這些信息快速準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位，準(zhǔn)確的時(shí)間是*的,。

4.2,、應(yīng)用認(rèn)證過(guò)程：校園網(wǎng)內(nèi)的一些應(yīng)用系統(tǒng)及以后要建的一卡通系統(tǒng)，在進(jìn)行用戶認(rèn)證的時(shí)候,，要求網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間必須同步,。因?yàn)檎J(rèn)證中的數(shù)字時(shí)間戳服務(wù)要求客戶端使用本地時(shí)間作為參數(shù)與認(rèn)證服務(wù)器端交換認(rèn)證信息包。

4.3,、與時(shí)間有關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)：嚴(yán)格要求記錄數(shù)據(jù)提交時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng),，必須保證提交時(shí)間的準(zhǔn)確性和不可更改性。另外,，對(duì)客戶端進(jìn)行*操作的應(yīng)用系統(tǒng)也要求時(shí)間同步,。

4.4、校園網(wǎng)備份系統(tǒng)：在備份服務(wù)器和客戶機(jī)之間進(jìn)行增量備份要求這兩個(gè)系統(tǒng)之間的時(shí)間同步,。

4.5,、確保系統(tǒng)之間的遠(yuǎn)程系統(tǒng)調(diào)用能夠正常進(jìn)行：因?yàn)闉榱吮ＷC一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用不會(huì)重復(fù)進(jìn)行，該系統(tǒng)調(diào)用只在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)有效,。如果系統(tǒng)間的時(shí)鐘不同步,，該系統(tǒng)調(diào)用可能在還沒(méi)有發(fā)生之前就因?yàn)槌瑫r(shí)而不能進(jìn)行,。

4.6、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中也要用到數(shù)字時(shí)間戳服務(wù),，所以也要求準(zhǔn)確的時(shí)間同步,。

　　校園網(wǎng)中各種應(yīng)用系統(tǒng)及安全系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,、服務(wù)器等對(duì)時(shí)間同步的需求,。如果不能進(jìn)行準(zhǔn)確的時(shí)間同步，我們就得花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)解決各種各樣的可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題,。

　　總而言之,，時(shí)間同步技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是重要的。為了保證校園網(wǎng)內(nèi)各設(shè)備和系統(tǒng)之間時(shí)間的同步,，部署高精度GPS授時(shí)服務(wù)器是必須的,。

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