NTP协议格式(中文)

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1、NTP协议格式(中文)NTP协议格式1. NTP时间戳格式SNTP使用在RFC 1305 及其以前的版本所描述标准NTP时间戳的格式。与因特网标准标准一致， NTP 数据被指定为整数或定点小数，位以big-endian风格从左边0位或者高位计数。除非不这样指定，全部数量都将设成unsigned的类型，并且可能用一个在bit0前的隐含0填充全部字段宽度。因为SNTP时间戳是重要的数据和用来描述协议主要产品的，一个专门的时间戳格式已经建立。 NTP用时间戳表示为一64 bits unsigned 定点数，以秒的形式从1900 年1月1 日的0：0：0算起。整数部分在前32位里，后32bits（se

2、conds Fraction）用以表示秒以下的部分。在Seconds Fraction 部分，无意义的低位应该设置为0。这种格式把方便的多精度算法和变换用于UDP/TIME 的表示（单位：秒），但使得转化为ICMP的时间戳消息表示法(单位：毫秒)的过程变得复杂了。它代表的精度是大约是200 picoseconds，这应该足以满足最高的要求了。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3、| Seconds | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - | Seconds Fraction (0-padded) | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2. NTP 报文格式NTP 和SNTP 是用户数据报协议( UDP) 的客户端 POS80 ，而UDP自己是网际协议( IP)DAR81 的客户端. IP 和UDP 报头的结构在被引用的指定资料里描述，这里就不更进一步描述了。UDP的端口是123，UDP

4、头中的源断口和目的断口都是一样的，保留的UDP头如规范中所述。以下是SNTP 报文格式的描述，它紧跟在IP 和UDP 报头之后。SNTP的消息格式与RFC-1305中所描述的NTP格式是一致的，不同的地方是：一些SNTP的数据域已被风装，也就是说已初始化为一些预定的值。NTP 消息的格式被显示如下。1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - |LI | VN |Mode |

5、Stratum | Poll | Precision | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - | 根延迟 | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - | 根差量 | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - | 参考标识符 | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

6、 - - - - - | | 参考时间戳(64) | | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - | | 原始时间戳(64) | | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - | | 接受时间戳 (64) | | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - | | 传送时间戳(64) | | - - - - - - - - - - - -

7、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - | | | 认证符(可选项) (96) | | | - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - :如下一部分描述，在SNTP 里大多数这些字段被预规定的数据给赋初值。为完整起见，每个字段的功能在下面被简要总结。1. LI 闰秒标识器：这是一个二位码，预报当天最近的分钟里要被插入或删除的闰秒秒数。用1/0表示，分别说明如下： (闰秒（rn mio）是指为保持协调世界时接近于世界时时刻，由国际计量局统一规定在年底或年中（也可能在季末）对

8、协调世界时增加或减少1秒的调整。由于地球自转的不均匀性和长期变慢性（主要由潮汐摩擦引起的），会使世界时（民用时）和原子时之间相差超过到0.9秒时，就把世界时向前拨1秒（负闰秒，最后一分钟为59秒）或向后拨1秒（正闰秒，最后一分钟为61秒）； 闰秒一般加在公历年末或公历六月末。2012年3月，中科院国家授时中心宣布我国7月1日进行闰秒调整，届时将现7:59:60。)LI Value 含 义00 0 无预告01 1 最近一分钟有61秒10 2 最近一分钟有59秒11 3 警告状态（时钟未同步）2. VN 版本号：这是一个三bits的整数，表示NTP的版本号，现在为3。3. Mode 模式：这是一个

9、三bits的整数，表示模式，定义如下：mode 含 义 12 保留 对称性激活 被动的对称性34567 客户端 服务器 广播 为NTP控制性系保留 为自用保留 在点对点模式下，客户端机在请求中设置此字段为3，服务器在回答时设置此字段为4；在广播模式下，服务器在回答时设置此字段为5。4. stratum（层）：这是一个8bits的整数（无符号），表示本地时钟的层次水平，数值定义如下：stratum 含 义0 未指定或难以获得1 主要参考（如无线电时钟钟）2.15 第二参考（通过NTP/SNTP）16.255 保留5 Poll 测试间隔：八位signed integer，表示连续信息之间的最大间隔

10、，精确到秒的平方及。本字段的值从4（16s）到14（16284s）；然而，大多数应用使用6（64s）到10（1024s）。6Precision 精度：八位signed integer，表示本地时钟精度，精确到秒的平方级。值从-6（主平）到-20（微妙级时钟）。7. Root Delay根时延：32位带符号定点小数，表示在主参考源之间往返的总共时延，以小数位后1516bits。数值根据相关的时间与频率可正可负，从负的几毫秒到正的几百毫秒。8. Root Dispersion根离散：32位带符号定点小数，表示在主参考源有关的名义错误，以小数位后1516bits。范围：0几百毫秒。9. Refere

11、nce Identifier参考时钟标识符：32bits，用来标识特殊的参考源。在stratum0（未指定）或stratum 1（基本参考）的情况下，该字段以四个八位字节，左对齐，零填充的string表示。当没有NTP枚举时，使用下列ASCII标识符：r阶层 代码 意思1 pps 精度校准源，例如ATOM(原子钟)，PPS代表(每秒脉冲精度源)，等等1 service 除了一般的NTP报时服务外，例如ACTS(计算机自动化报时服务)，TIME（UDP/Time协议)，TSP(Unix 报时服务协议)，DTSS.(数字化时间同步服务)，等等1 radio 一般的收音机服务，带有callsigns

12、， 例如CHU，DCF77， MSF， TDF， WWV， WWVB， WWVH，等等1 nav 无线电导航系统，例如OMEG(欧米加导航系统)，LORC(远距离无线电导航系统)，等等1 satellite 一般的卫星业务，例如GOES(地球同步轨道环境卫星)，GPS(全球卫星定位服务)，等等2 address 二级参考(4个八位二进制字节表示的NTP服务器因特网地址）-10. 参考时间戳：64bits时间戳，本地时钟被修改的最新时间。11. 原始时间戳：客户端发送的时间，64bits。12. 接受时间戳：服务端接受到的时间，64bits。13. 传送时间戳：服务端送出应答的时间，64bits

13、。14. 认证符（可选项）：当NTP的认证机制已运行后，这个字段包含认证者的信息（参见RFC1305 中的附件C）。在SNTP中本字段一般被来报输入消息所忽略，也不用在输出消息中。 客户端操作SNTP客户端与NTP/SNTP 服务器通信的模式是一个非持久状态的远程过程调用。在单播方式，客户端发给服务器(方式3) 请求并且期望服务器答复 (方式4)。 在广播方式，客户端送并不请求只是等待一台或更多的服务器的广播消息(方式5) ，这取决于设置。 根据客户端和服务器设置，单播客户端和广播服务器通常在从64 给1024 s 的间隔里发送消息。单播客户端初始化SNTP 报文首部，再把消息发送到服务器，然

14、后从服务器回复的报文中剥去时间包。为此，上面提到的所有报文首部字段，除第一个八位字节外都设置成0。 在这个八位字节里Li 字段设置为0( 没有警告) 和方式字段设置为3(客户端)。VN 字段必须同NTP 或者SNTP 服务器的软件版本一致；但是，NTP 版本3( RFC 1305)的服务器也将接受第2( RFC 1119) 版本的消息以及版本1( RFC 1059)的消息，而NTP 版本2服务器也将接受NTP 为版本1的消息。版本0 ( RFC 959) 消息不再被支持。因为今天因特网已有了NTP 服务器操作的3个版本，推荐VN 字段设置1。在单播及广播方式下，单播服务器回答及广播以上所述的所

15、有字段；但是，在SNTP下，各字段中，只有传送时间戳在非零情况下才有明确的意思.这个字段的整数部分包含服务器此刻的时间，其格式与UDP/TIME 协议相同POS83.这个字段的fraction部分通常是有效的,SNTP的精确度证明可以精确到秒。如果传送用时间戳字段是全0，则该消息将被忽略。在单播方式下，一种简单的计算可以用来计算与服务器有关的往返传播延迟d及本地时钟补偿t，通常对在数十毫秒内。为此，客户端在请求包中将本地时钟时间按NTP的格式写入源时间戳。当收到答复时，客户端将目的时间戳作为到达时间，并根据它的本地时钟，将其转变成NTP格式。下述表格总结4个时间戳。 用时间戳名字 ID 产生原

16、始时间戳 T1 时间请求由客户端送收到时间戳 T2 时间请求在服务器收到传送时间戳 T3 时间答复通过服务器送目的地时间戳 T4 时间答复在客户端收到往返传播延迟d和本地时钟补偿t定义为：D =( T4 - T1) - ( T2 - T3)T =( T2 - T1) ( T3 - T4) /2。下述表格是SNTP客户端操作的总结。在表格里显示有两种推荐的错误检查方式。在全部NTP版本里，如果Li 字段为3；或者阶层字段不在第1-15范围里；或者传送用时间戳是0，服务器决不同步或者不予同步成过去24小时内有效的时间源。在客户端的判断中，保留字段值也可能被检查。 是否相信传送用时间戳取决于对这些字

17、段中的一个或多个字段的有效性判断。字段名 请求 回答Li 0 闰秒指示器； 如果是3 (非同步)，则放弃该消息VN 1( 参见正文) 忽略方式 3( 客户端) 忽略阶层 0 忽略轮询 0 忽略精度 0 忽略根延迟 0 忽略根差量 0 忽略参考标识符 0 忽略参考时间戳 0 忽略原始用时间戳 0 忽略( 参见正文)收到用时间戳 0 忽略( 参见正文)传送的时间戳 0 时间； 如果是0(非同步)，则忽略该消息Authenticator. (不使用) 忽略4. SNTP 服务器操作在单播方式和广播方式下保留的字段被同样地设置。假定服务器是被同步成一台无线电时钟或者其它正确的主要参考源，则阶层字段设置

18、为1(主要服务器)，Li 字段设置为0；如果不是，阶层字段设置0，Li 字段设置3。精度字段的设置反映出本地时钟的最大的读数误差。对所有的实际情况来说，在NTP格式里被计算的值是小数点右边的有效数值，值被表示成负数时间戳形式。为了主服务器，根延迟和根差量字段可以设置成0，根差量字段能设置成任意数值(表示时钟的最大的期望误差值)。参考标识符设置指明主要参考源，如在上面在表格里说明的。这些时间戳字段被设置如下。如果服务器未被同步或是首先启动的话，全部时间戳字段设置成零。如果同步，参考用时间戳设置成最后更新时间（来源于无线电时钟）或者设置成消息被送出的时间（如果更新时间不可以获得）。接收时间戳和传送

19、时间戳字段设置成当时消息发出的时间。在单播方式下，原始时间戳字段直接从请求包的传送时间戳拷贝过来。因为客户端要用它来检查应答，所以复制完整很重要。用广播方式下，这个字段被设置成消息被送出的时间。下面的表格总结这些操作。字段名 请求 回答Li 忽略 0(正常)， 3(非同步) VN 1， 2 或者3 3 或者从请求包中拷贝方式 3(参见正文) 2，4 或者5(参见正文)阶层 忽略 服务器阶层投票 忽略 拷贝请求包精度 忽略 服务器精度根延迟 忽略 0根差量 忽略 0(参见正文)参考标识符 忽略 来源标识符参考时间戳 忽略 0 或者当前的时间创造时间戳 忽略 0 或者当前的时间或者从传送时间戳请求复制收到时间戳 忽略 0 或者当前的时间传送时间戳 (参见正文) 0 或者当前的时间Authenticator 忽略 (不使用)当例如可能发生在刚启动或在运行期间主要参考源不起作用时，有一些多数客户端允许的无效时间戳的范围。 一台运行不正常的服务器的最重要的标志是Li 字段，其中3 的值表明一种非同步的状态。当这值被出现时，客户端应该丢掉该条服务器消息，而不管其它字段的内容。