什么是ntp服務器

ntp服(fu)務(wu)器，對(dui)大多數人來說是一個陌生詞(ci)匯，但是要理解ntp服(fu)務(wu)器必須先了(le)解什(shen)么(me)是ntp和什(shen)么(me)是服(fu)務(wu)器？

1、什么是ntp？

NTP全名“Network TimeProtocol”，即網絡時(shi)間(jian)(jian)協議，是由RFC 1305定義的時(shi)間(jian)(jian)同(tong)步(bu)協議，用來(lai)在分布式時(shi)間(jian)(jian)服務器和客戶端之(zhi)間(jian)(jian)進行時(shi)間(jian)(jian)同(tong)步(bu)。

NTP基于(yu)(yu)UDP報文進(jin)行傳輸，使用的(de)(de)(de)UDP端口號為(wei)123。使用NTP的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是對網絡內(nei)所(suo)有具有時(shi)(shi)(shi)(shi)鐘(zhong)的(de)(de)(de)設(she)備進(jin)行時(shi)(shi)(shi)(shi)鐘(zhong)同(tong)(tong)步(bu)，使網絡內(nei)所(suo)有設(she)備的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)鐘(zhong)保持(chi)一致，從而使設(she)備能(neng)夠提供(gong)基于(yu)(yu)統一時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)多種應用。對于(yu)(yu)運行NTP的(de)(de)(de)本地系(xi)統，既可(ke)以接收來自其他時(shi)(shi)(shi)(shi)鐘(zhong)源的(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)，又可(ke)以作為(wei)時(shi)(shi)(shi)(shi)鐘(zhong)源同(tong)(tong)步(bu)其他的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)鐘(zhong)，并且可(ke)以和其他設(she)備互相同(tong)(tong)步(bu)。

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2、什么是服務器？

服(fu)(fu)務(wu)器(qi)，英文名“server”也稱(cheng)伺服(fu)(fu)器(qi)，是提供計(ji)算(suan)服(fu)(fu)務(wu)的設備。由(you)于服(fu)(fu)務(wu)器(qi)需要(yao)響應服(fu)(fu)務(wu)請求，并進行處理，因此一般來(lai)說(shuo)服(fu)(fu)務(wu)器(qi)應具備承擔服(fu)(fu)務(wu)并且保障(zhang)服(fu)(fu)務(wu)的能力。

服務(wu)器的構成包(bao)括處理器、硬盤、內存、系統總線等(deng)，和通用的計算機(ji)架構類(lei)似(si)，但是由(you)于需(xu)要提供(gong)高可靠(kao)的服務(wu)，因(yin)此在處理能(neng)力、穩定性、可靠(kao)性、安全性、可擴展性、可管理性等(deng)方(fang)面要求較高。

在網絡環境下，根(gen)據(ju)服(fu)(fu)務器(qi)提供的服(fu)(fu)務類(lei)型不同(tong)，分為文件服(fu)(fu)務器(qi)，數(shu)據(ju)庫(ku)服(fu)(fu)務器(qi)，應用程(cheng)序服(fu)(fu)務器(qi)，WEB服(fu)(fu)務器(qi)等。

3、什么是NTP服務器？

前(qian)面我們分(fen)別了解到了NTP和(he)服(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)，那到底(di)是(shi)什么(me)NTP服(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)呢(ni)？根據表面意思理解NTP服(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)，即基(ji)于NTP協議的服(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)，用來在分(fen)布式(shi)時間(jian)(jian)服(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)和(he)客戶端之間(jian)(jian)進行時間(jian)(jian)同步。

NTP服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)器在應(ying)(ying)用(yong)(yong)于時間(jian)同(tong)(tong)步(bu)中(zhong)(zhong)分為(wei)客戶(hu)端(duan)(duan)(duan)NTP服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)器和服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)端(duan)(duan)(duan)NTP服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)器兩種。客戶(hu)端(duan)(duan)(duan)主(zhu)要應(ying)(ying)用(yong)(yong)于現(xian)有(you)NTP網(wang)絡(luo)(luo)環(huan)(huan)境中(zhong)(zhong)，獲取前端(duan)(duan)(duan)NTP服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)器，主(zhu)要是利用(yong)(yong)已經存(cun)在的(de)網(wang)絡(luo)(luo)環(huan)(huan)境，搭建時間(jian)同(tong)(tong)步(bu)系(xi)統(tong)，實(shi)現(xian)的(de)是一個從時鐘的(de)功(gong)能(neng)。服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)端(duan)(duan)(duan)NTP服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)器主(zhu)要是指(zhi)用(yong)(yong)于后端(duan)(duan)(duan)網(wang)絡(luo)(luo)環(huan)(huan)境中(zhong)(zhong)設(she)備的(de)時間(jian)同(tong)(tong)步(bu)，為(wei)網(wang)絡(luo)(luo)中(zhong)(zhong)的(de)服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)器，計算機等(deng)網(wang)絡(luo)(luo)設(she)備提供一個時間(jian)統(tong)一的(de)功(gong)能(neng)，實(shi)現(xian)主(zhu)時鐘的(de)同(tong)(tong)步(bu)功(gong)能(neng)。

ntp服務器能做什么

前面(mian)，我們很自然的了(le)解到(dao)(dao)了(le)什(shen)么(me)是ntp，也(ye)有了(le)一個(ge)(ge)大概的認識，那么(me)ntp服務器是做(zuo)什(shen)么(me)的，它到(dao)(dao)底(di)能做(zuo)什(shen)么(me)，這(zhe)也(ye)是我們對(dui)于ntp服務器這(zhe)個(ge)(ge)名稱屬性放在這(zhe)里，我們最(zui)需要傳達的東西。

NTP服(fu)務(wu)器主(zhu)要用(yong)來同步網(wang)絡(luo)中各個(ge)計算(suan)機的(de)(de)(de)時(shi)間的(de)(de)(de)協議。它(ta)的(de)(de)(de)用(yong)途是(shi)把計算(suan)機的(de)(de)(de)時(shi)鐘同步到(dao)世界協調時(shi)UTC，其(qi)(qi)精(jing)度在(zai)局(ju)域網(wang)內可達0.1ms，在(zai)互聯(lian)網(wang)上絕(jue)大(da)多(duo)數的(de)(de)(de)地方其(qi)(qi)精(jing)度可以(yi)達到(dao)1-50ms。它(ta)可以(yi)使計算(suan)機對其(qi)(qi)服(fu)務(wu)器或(huo)時(shi)鐘源(yuan)（如石英鐘，GPS等(deng)等(deng)）進行(xing)時(shi)間同步，它(ta)可以(yi)提供(gong)高精(jing)準度的(de)(de)(de)時(shi)間校正，而(er)且可以(yi)使用(yong)加密確認的(de)(de)(de)方式來防止病毒的(de)(de)(de)協議攻(gong)擊。

很(hen)多人可能會(hui)說，我的(de)(de)計(ji)算機(ji)(ji)每天自己走時(shi)(shi)，為何還需要(yao)用一(yi)個ntp服務器再同(tong)(tong)步時(shi)(shi)間呢？這主要(yao)是因為在計(ji)算機(ji)(ji)中芯(xin)片本(ben)身通常并不具備時(shi)(shi)鐘(zhong)信號源，因此須由專門(men)的(de)(de)時(shi)(shi)鐘(zhong)電路提供時(shi)(shi)鐘(zhong)信號，石(shi)英晶(jing)(jing)體振蕩器(Quartz Crystal OSC)就是一(yi)種最(zui)常用的(de)(de)時(shi)(shi)鐘(zhong)信號振蕩源。石(shi)英晶(jing)(jing)片之所(suo)以能當為振蕩器使(shi)用，是基(ji)于它的(de)(de)壓電效應：在晶(jing)(jing)片的(de)(de)兩個極(ji)上加(jia)一(yi)電場，會(hui)使(shi)晶(jing)(jing)體產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)械(xie)(xie)變(bian)形；在石(shi)英晶(jing)(jing)片上加(jia)上交變(bian)電壓，晶(jing)(jing)體就會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)械(xie)(xie)振動(dong)，同(tong)(tong)時(shi)(shi)機(ji)(ji)械(xie)(xie)變(bian)形振動(dong)又會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)交變(bian)電場。雖然這種交變(bian)電場的(de)(de)電壓極(ji)其(qi)(qi)微弱，但(dan)其(qi)(qi)振動(dong)頻率是十分穩(wen)定(ding)的(de)(de)。

從PC誕生至今(jin)，主板(ban)上一(yi)直都使(shi)用一(yi)顆(ke)14.318MHz的石英(ying)晶體(ti)振(zhen)蕩器作(zuo)為基準頻(pin)率(lv)源(yuan)。主板(ban)上除了這顆(ke)14.318MHz的晶振(zhen)，還能找到一(yi)顆(ke)頻(pin)率(lv)為32.768MHz的晶振(zhen)，它被(bei)用于實時(shi)時(shi)鐘(zhong)(RTC)電(dian)路中，顯示精確的時(shi)間和日(ri)期。初始(shi)化后以每秒(miao)約18.2次發出(chu)脈(mo)(mo)沖(chong)，這些脈(mo)(mo)沖(chong)經過操(cao)作(zuo)系統計算(suan)形成BIOS日(ri)時(shi)鐘(zhong)計數。通過由BIOS電(dian)池供電(dian),關機后它仍(reng)然正常運行。這也就(jiu)是為啥我們關了電(dian)源(yuan)，第二天開機依(yi)然會顯示正確時(shi)間的原(yuan)因。

每個計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)機(ji)各(ge)自有了時(shi)鐘，但是(shi)一旦它們聯網后，又出現(xian)一個問題：各(ge)自運行的(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)機(ji)時(shi)鐘，彼(bi)此之間日積月(yue)累(lei)的(de)累(lei)計(ji)(ji)(ji)誤(wu)差(cha)如何(he)解決。這(zhe)就出現(xian)了網絡時(shi)間協議NTP，它是(shi)用于(yu)(yu)互聯網中時(shi)間同步的(de)標準之一，它的(de)用途(tu)是(shi)把(ba)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)機(ji)的(de)時(shi)鐘同步到世界協調(diao)時(shi)UTC，并滿(man)足于(yu)(yu)用戶環境中的(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)機(ji)（服務(wu)器同理）設備的(de)時(shi)間同步。

為什么要使用ntp服務器

對(dui)大多數人(ren)來說(shuo)可能會很疑問(wen)，我的計(ji)算機(ji)時間(jian)已經(jing)夠(gou)我用了(le)(le)啊(a)，我為(wei)何(he)需要單(dan)獨的ntp服(fu)(fu)務(wu)器。那么問(wen)題來了(le)(le)，一個系統(tong)(tong)里整體運行的所(suo)有計(ji)算機(ji)服(fu)(fu)務(wu)器，如(ru)果都獨立運行那整個系統(tong)(tong)工(gong)作是否(fou)都亂套了(le)(le)？

我們舉幾個(ge)(ge)(ge)簡單的例子：如果公(gong)共大樓遇到突發事情每個(ge)(ge)(ge)監(jian)控(kong)裝置時(shi)間(jian)不一，后(hou)期事故調(diao)查取證監(jian)控(kong)時(shi)間(jian)參差(cha)不齊無(wu)法(fa)還原本(ben)質(zhi)，責任(ren)誰(shui)來擔當？醫院系(xi)統(tong)各個(ge)(ge)(ge)科室職(zhi)能(neng)(neng)兼受(shou)，若時(shi)間(jian)相互差(cha)開(kai)，病人數(shu)據記錄與實際時(shi)間(jian)前后(hou)出(chu)入，若出(chu)現(xian)分歧責任(ren)甩(shuai)給設備(bei)原因，設備(bei)是否能(neng)(neng)夠出(chu)面來協(xie)調(diao)？電(dian)力電(dian)廠(chang)系(xi)統(tong)中有很多需要(yao)互相協(xie)調(diao)合作(zuo)(zuo)的設備(bei)，若出(chu)現(xian)各個(ge)(ge)(ge)系(xi)統(tong)設備(bei)之間(jian)時(shi)間(jian)紊(wen)亂，就會(hui)導致(zhi)運行機制無(wu)法(fa)協(xie)調(diao)合作(zuo)(zuo)，那整個(ge)(ge)(ge)電(dian)廠(chang)的運行失調(diao)，所造成的損失無(wu)法(fa)估量。

所(suo)以，ntp服(fu)(fu)(fu)務器(qi)在各(ge)行各(ge)業系統(tong)發揮協(xie)調(diao)作用的(de)(de)(de)同時(shi)，已經成為了不(bu)可(ke)或缺的(de)(de)(de)必(bi)備(bei)(bei)系統(tong)，是(shi)各(ge)個系統(tong)穩(wen)定運行基于安全因素中(zhong)必(bi)須(xu)存在的(de)(de)(de)重要設(she)備(bei)(bei)。ntp服(fu)(fu)(fu)務器(qi)服(fu)(fu)(fu)務器(qi)應(ying)用于不(bu)同行業系統(tong)中(zhong)，為網絡內設(she)備(bei)(bei)提供(gong)標(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)時(shi)間基準(zhun)，使得(de)各(ge)個獨立(li)又相互關聯(lian)的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)有了可(ke)參考的(de)(de)(de)維度標(biao)準(zhun)。

NTP服務器如何工作

NTP提(ti)供準確(que)(que)時間(jian)(jian)，首先要有準確(que)(que)的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)來(lai)(lai)源(yuan)，這(zhe)一時間(jian)(jian)應該(gai)是國際標準時間(jian)(jian)UTC。 NTP獲得UTC的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)來(lai)(lai)源(yuan)可(ke)以是原(yuan)子鐘、天文臺(tai)、衛星(xing)，也(ye)可(ke)以從Internet上(shang)獲取(qu)。這(zhe)樣就有了準確(que)(que)而可(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)源(yuan)。時間(jian)(jian)按NTP服務(wu)器的(de)(de)(de)等(deng)級傳(chuan)播。按照(zhao)離(li)外(wai)部UTC 源(yuan)的(de)(de)(de)遠近將所有服務(wu)器歸(gui)入不同的(de)(de)(de)Stratum（層）中。Stratum-1在頂層，有外(wai)部UTC接入，而Stratum-2則從Stratum-1獲取(qu)時間(jian)(jian)，Stratum-3從Stratum-2獲取(qu)時間(jian)(jian)，以此類(lei)推(tui)，但Stratum層的(de)(de)(de)總數(shu)限制在15以內(nei)。所有這(zhe)些(xie)服務(wu)器在邏(luo)輯上(shang)形成階梯(ti)式的(de)(de)(de)架構(gou)相互(hu)連接，而Stratum-1的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)服務(wu)器是整個系統(tong)的(de)(de)(de)基礎。

計算機主機一般同多個時間服務器連接， 利用統計(ji)學(xue)的(de)算法過濾來(lai)自不(bu)同(tong)服(fu)(fu)務(wu)器的(de)時間(jian)，以選擇最(zui)佳的(de)路(lu)徑(jing)和來(lai)源來(lai)校(xiao)正主(zhu)機時間(jian)。即使主(zhu)機在長時間(jian)無法與某一(yi)時間(jian)服(fu)(fu)務(wu)器相聯系的(de)情況下，NTP服(fu)(fu)務(wu)依然有效運轉。

為(wei)防止對(dui)時間服務器的(de)惡意破壞，NTP使用了識別(Authentication)機制(zhi)，檢(jian)查來對(dui)時的(de)信息是否是真(zhen)正(zheng)來自所宣(xuan)稱(cheng)的(de)服務器并檢(jian)查資料的(de)返回(hui)路徑，以提供對(dui)抗干擾(rao)的(de)保護機制(zhi)。