ntp网络时钟同步系统应用介绍

网络授时就是通过网络将时间传递到其他设备上，将其他设备时间进行同步，是计算机通信技术发展的产物。ntp网络时钟同步系统就是将网络上的所有计算机或者网络设备进行时间同步，将其系统时间进行校准，是目前局域网时间同步的**方案。

1、ntp网络时钟的必要性

随着计算机的不断普及，计算机所能处理的事情也越来越多，因此计算机时钟的应用也越来越重要。计算机主板上面的时钟有时会用于记录触发事件的时间信息，如文件创建和访问时间，数据库处理时间，一些实时的数据采集时间等等。如果计算机时钟不精确，那么这些应用中很多都无法正常工作。而计算机时钟一般以廉价的压控振荡器为基础，准确度大约在us量级，一天的守时精度会有几百毫秒甚至几秒的误差，经过常年累月的工作，会产生较大的误差，对生产工作带来影响。

随着不断增加的分布式计算和对网络依赖性的加强，不准确的电脑时钟对于应用程序的实时性、安全性会产生较大的影响。而部分系统对计算机的时间更为敏感，这些计算机有很多数据都是需要实时处理的，更需要高精度的时钟信息以完成特定功能。因此，通过网络服务器将局域网计算机的时钟同步起来，将会在一定程度上增加其处理数据的实时性。

2.时钟同步系统分析

如果只是需要在局域网内进行系统间的计算机时钟同步，那么就可以在局域网中安装一台ntp网络时钟，该ntp网络时钟通过卫星接收utc标准时间，通过ntp协议对其他设备进行授时。其它的节点就只需要与ntp网络时钟进行时间同步就可以了。

由于现在的局域网络多采用10M/100M LAN网络，网络传输延迟小，因此采用这种方案能够获得很高的时间同步精度。整个系统由时钟信息、ntp网络时钟软件、时间同步客户端软件组成，采用相应网络时码协议实现整个网络的时间同步，同步精度理论上能够达到ms级，但受计算机内部时钟的限制，实际上同步精度能够优于50ms。

网络时码协议是由一系列称为注释请求（RFCs）的文件定义的。当前使用的时码协议主要有三种：它们是Daytime(RFC-867)、Time(RFC-868)和NetworkTimeProtocol(RFC-1305)。NTP网络时间协议是应用最为广泛的计算机校时协议。其中SNMP（简单网络协议）和TNMP（通信网管协议）是广泛使用的两种网络时码协议。

在NTP网络时钟上安装时间同步软件，在局域网内的其他计算机上安装NTP客户端软件，定期向ntp网络时钟发送时间同步请求，借助局域网从ntp网络时钟同步系统那里获得时间信息，校准系统时间。在时间同步周期之间，利用计算机内部时钟守时，从而实现整个局域网络的时间同步。客户端软件可作为背景任务连续、周期性地运行，不断得到服务器的更新信息。

3.解决方案

该方案只需在局域网内安装一台NTP网络时钟，通过GPS卫星接收时间信号，并安装一个NTP服务器软件，响应其他客户端的时间同步器请求。通过软件使系统时钟同步到UTC基准时间。

ntp网络时钟同步系统图

3.1 ntp网络时钟

Ntp网络时钟的时间标准源一般采用gps北斗卫星信号作为时钟源，gps北斗授时精度为30ns有效值，满足ntp授时请求，这里推荐的是SYN2101型ntp网络时钟服务器，输出1路网络ntp，1路串口，1路1pps，性价比**，是目前应用最为广泛的网络时间服务器。

3.2时间同步软件

在计算机客户端安装ntp时间同步软件，设置ip，网关、对时间隔等就可以同步时间了。

4、主要技术指标

⑴采用NTP网络定时协议，在网络中传送时间；

⑵支持TCP/IP、UDP协议；

⑶网络接口:10/100M自适应以太网接口。

5、NTP客户端软件

首先确保时统定时校频设备运行正常，且网络时间服务器与各计算机联网互通。在服务器上运行服务器软件，然后在客户端计算机上运行网络服务器客户端软件，在“服务器IP地址”栏输入当前网络中的时间服务器的IP地址，点击“测时”按钮，“服务器时间”栏显示当前时刻网络时间服务器的时间，“本机时间”栏显示当前时刻计算机的时间，“与服务器时差”显示当前时刻网络时间服务器的时间和计算机时间的差值。若差值为负，表示计算机的时间滞后网络时间服务器的时间；若差值为正，表示计算机的时间超前网络时间服务器的时间。接着点击“校时”按钮，对计算机时间进行校正。紧接着再点击“测时”按钮。这时可以看到时差值发生了变化，校正精度在50ms内，说明时间校正成功。如要退出该软件，则点击“退出”按钮。点击“确定”按钮。

6、时间同步原理

客户端通过NTP客户端授时软件获得网络时间服务器的标准时间。在传递时间这种特殊信息时，最重要的是实时性。也可能由于网络带宽的限制，阻塞现象较严重，因此要使网络授时达到较好的精度并具有实用性，则在路径时延测量、补偿和软件设计技巧等方面要考虑得很周到，特别是在服务器端软件的设计和网络时延的精确测量和补偿方面。

时延测量：为进行路径时延的精确测量，一次成功的授时操作都是由一组独立的子测量程序组成，每次子测量程序完成一次授时服务器与客户机时刻差的测量，每次子测量可得到服务器与客户机的时刻差DI=Ts-(Tc1+Tc2)/2，一组测量的时刻差可被认为是主钟（服务器）与钟组（一组子测量中客户机的时刻）的时差，利用设计的算法及可得到服务器与客户机间误差最小的时刻差值，同时对申请时间的客户机进行校时操作。

校时误差估计：校时误差主要来源于

（1）网络中数据传输时间的不确定性；

（2）服务器时钟本身的误差。

随着现代科学技术的发展，无论在网络授时服务的质量和广度上都对授时工作不断提出新的要求。因此，网络化时间服务系统需要不断得到改进和完善，以提高时间传递精度，使用网络授时具有更广泛的应用。

7、ntp网络时钟同步系统厂家

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