NTP协议简介

NTP（Network Time Protocol）属于应用层协议（基于UDP传输，使用的端口号为123），用来同步网络中分布式时间服务器和客户端之间的时间，使网络中的设备提供基于统一时间的应用成为可能。

       时间服务器和客户端是相对的。提供时间标准的设备为时间服务器，接收时间服务的设备为时间客户端。

       设备运行NTP之后，通过交换NTP报文，既可以作为时间服务器提供时间标准，又可以作为时间客户端接收时间服务。

 

一、NTP应用

1）应用环境
NTP主要应用于需要网络中所有主机或设备时钟保持一致的场合，比如：

2）网络管理

对不同设备采集来的日志信息、调试信息进行分析时，需要时间依据。

3）计费系统

计费系统要求所有设备的时钟一致。

4）完成某些功能

如定时重启网络中的所有设备，要求所有设备的时钟保持一致。

5）多系统协同处理事件

为保证正确的执行顺序，多个系统必须参考同一时钟。

5）在备份服务器和客户机之间进行增量备份

要求备份服务器和所有客户端之间的时钟同步。

 

二、优势
       管理员手工修改网络设备的系统时钟不但工作量巨大，而且不能保证时钟的精确性。NTP可以快速高精度地实现网络中设备的时钟同步，具有以下优势：

1）采用分层（Stratum）的方法来定义时钟的准确性，可以迅速同步网络中各台设备的时间。

2）支持访问控制和MD5（Message Digest 5）验证。

3）支持采用单播、组播或广播方式发送协议报文。

三、NTP工作模式

1、服务器/客户端模式
       服务器/客户端模式只需要对客户端进行配置，由客户端与服务器进行同步，而服务器无法与客户端进行同步。服务器/客户端模式的工作过程如下。

1）客户端发送同步请求报文。

2）客户端向服务器发送同步请求报文，报文中的Mode字段设置为3（客户模式）。

3）服务器端发送应答报文。

4）服务器端收到请求报文后，自动工作在服务器模式，发送应答报文，报文中的Mode字段设置为4（服务器模式）。

5）客户端同步服务器时钟。

6）收到应答报文后，进行时钟过滤和选择，并与已选择的服务器进行同步。

2、对等体模式
       对等体模式只需要在主动对等体端（Symmetric active）进行配置，被动对等体（Symmetric passive）无需配置NTP命令。对等体模式下，主动对等体和被动对等体可以互相同步。对等体模式的工作过程如下。

1）主动对等体发送同步请求报文。

2）主动对等体向被动对等体发送同步请求报文，报文中的Mode字段设置为1（主动对等体）。

3）被动对等体发送应答报文。

4）被动对等体收到请求报文后自动工作在被动对等体模式，并发送应答报文，报文中的Mode字段设置为2（被动对等体）。

5）主动对等体/被动对等体同步时钟。

6）时钟层数低的对等体（主动对等体或者被动对等体）同步层数高的时钟。

3、广播模式
       广播模式需要服务器端和客户端都配置相关命令。广播模式的工作过程如下。

1）服务器端发送时钟同步请求报文。

2）服务器端周期性地向广播目的地址255.255.255.255发送时钟同步报文。

3）客户端侦听广播消息包并同步时钟。

4）客户端侦听来自服务器的广播消息包。当接收到第一个广播消息包后，客户端为了估计网络延迟先启用一个短暂的服务器/客户端模式与远程服务器交换消息，然后进入广播客户模式，继续侦听广播消息包的到来，根据到来的广播消息包对本地时钟进行同步。

 

4、组播模式
       组播模式需要服务器端和客户端都配置相关命令。组播模式的工作过程如下。

1）服务器端发送时钟同步请求报文。

2）服务器端周期性的向组播目的地址224.0.1.1发送时钟同步请求报文。

3）客户端侦听组播消息包并同步时钟。

4）客户端侦听来自服务器的组播消息包。当接收到第一个组播消息包后，客户端为了估计网络延迟，先启用一个短暂的服务器/客户端模式与远程服务器交换消息。然后客户端就进入组播客户模式，继续侦听组播消息包的到来，根据到来的组播消息包对本地时钟进行同步。