RFC1769_简单网络时间协议(SNTP).

1、简单网络时间协议（SNTP（RFC1769-Simple Network Time Protocol本备忘录描述简单网络时间协议（SNTP,这是网络时间协议（NTP 的一个改写本,NTP 协议 适用于同步因特网上的计算机时钟。当不须要实现RFC 1305 所描述的 NTP 完全功能的情况下,可以使用 SNTP。它能用单播方式（点对点和广播方式 （点对多点 操作。它也能在 IP 多播方式下 操作（可提供这种服务的地方。SNTP 与当前及以前的 NTP 版本并没有大的不同。但它是更简单，是一个无状态的远程过程调用（RPC 其准确和可靠性相似于 UDP/TIME 协议在 RFC868 描述中所预期

2、的。本备忘录淘汰相同的标题的 RFC 1361。它的目的是解释用广播方式操作的协 议模式，提供某些地方的进一步说明并且改正一些印刷上的错误。在NTP 版本 3RFC 1305 中说明的工作机理对 SNTP 的实现不是完全需要的。本备忘录的分发没 有限制。1.介绍RFC 1305 MIL92指定网络时间协议（NTP 来同步因特网上的计算机时钟。它 提供了全面 访问国家时间和频率传播服务的机制，组织时间同步子网并且为参加子 网每一个地方时钟调整 时间。在今天的因特网的大多数地方,NTP 提供了 1-50 ms 的精确度,精确度的大小取决于同步源和网络路径等特性。RFC 1305 指定了 NTP 协

3、议机制中的事件，状态，传输功能和操作，另外，还有可选 择的算法，它改进测时质量并且减少了一些同步源中可能存在的错误。 为了获得因 特网上主要路径的延时精确到毫秒级，使用一些复杂的算法或者他们的等价算法是 必要的。但是，在许多场合这样的精确度是不要求，或许精确到秒已足够了。在这样 的情况下，更简单的协议例如 时间协议” POS83 已被使用。这些协议通过基于 RPC 交换:客户端请求此刻时间，然后服务器回传从 某个已知时间点到现在的秒钟 数。NTP 被设计成了性能差异很大的客户端及服务器均能适用，且适用于客户端及服务器所在网 路有大范围的网络延迟和抖动的情况。今天的因特网上的 NTP 同步子网的

4、大多数用户使用一个软 件包包括了一整套的 NTP的选择和算法,是一个比较 复杂，实时的应用系统。软件要适用于多 种硬件平台：从巨型计算机到个人计算机。 要在这样的范围都适用，它的庞大尺寸和复杂性就不适合于很多应用了。按照要求，探求一些可供选择的访问策略（使用适合于精确度要求不是很严格的简单软件是 有用的。本备忘录描述简单网络时间协议（SNTP，它是一个简化了的 NTP 服务器和 NTP 客户端策略。SNTP 在协议实现上没有什么更改，在最近也不会有什么变动。访问 范例与UDP/TIME 协议是一致的,实际上,SNTP 应该更容易适用于使用个人计算机 的 UDP/TIME客户。而且，SNTP 也

5、被设计在一个专门的服务器（包括一台集成的 无线电时钟 里操作。由于在系统里的那些各种各 样反应机制的设计和控制，交付 调节时间精确到微秒是可能的。这样的专门设计是切实可行的。强烈建议 SNTP 仅仅在同步子网的末端被使用。SNTP 客户端应该仅在子网的叶子（最高的阶层操作并在配置过程中没有依靠其它 NTP 或者 SNTP 客户端来同步。SNTP 服务器 应该仅在子 网的根（阶层 1 操作并在配置过程中，除一台可靠的无线电时钟外中没 有其它同步源。只有使用了有冗余的同步源及不同的子网路径及整套 NTP 实现中 的 crafted 算法,主服务器通常期望的可靠性才有可能达到。这种做法使主同步源在无

6、线电时钟通信失败或者交付了 错误时间时，还能用到其它几个无线电时钟和通向其它主要服务器的备份路径。因 此，应该仔细考虑客户端中 SNTP 的使用，而不是在主服务器里的 NTP 的使用。2.工作模式与地址分配象 NTP 样,SNTP 能在单播（点向点或者广播（点对多点模式中操作。单播 客户端发送请求到服务器并且期望从那里得到答复，并且（可选的，得到有关服务器 的往返传播延迟和本地时钟补偿。广播服务器周期性地送消息给一指定的IP 广播地址或者 IP 多播地址，并且通常不期望从客户端得到请求，广播客户端监听地址但通常并不给服务器发请求。一些广播服务器可能选择对客户端作出反应请求以及发出未经请求广播消

7、息；同时一些广播客户端可能会送请 求仅为了确定在服务器和 客户端之间的网络传播延迟。在单播方式下，客户端和服务器的 IP 地址按常规被分配。在广播方式下，服务器 使用一指 定的 IP 播送地址或者 IP 多播地址，以及指明的媒介访问播送地址，客户 端要在这些地址上帧听。为此，IP 广播地址将限制在一个单独的 IP 子网范围，因为路由器不传播 IP 广播数据报。就以太 网而论，例如，以太网媒介访问广播地址（主机 部分全部为 1 被用于表示 IP 广播地址。另一方面,IP 多播地址将广播的潜在有效范围扩展到整个因特网。其真实范围，组会员和 路由由因特网组管理协议（IGMP 确定DEE89 ,对于各

8、种路由协议，超出 了这份资料的讨论范围。就以太网而论，例如,以太网媒介访问播送地址（全部为 1 要和分配的 224.0.1.1 的 IP 多播地址合用。除了 IP 地址规范和 IGMP ,在服务器操 作 IP 广播地址或者 IP 多播地址没有什么不 同。广播客户端帧听广播地址，例如在以太网情况下主机地址全部为 1 的。就广播 地址的 IP 而论,没有更进一步规定的必要了。 在 IP 多组广播情况下，主机可能需要 实现 IGMP ,为的是让本地路 由器把消息拦截后送到 224.0.1.1 多播组。这些考虑不 属于这份资料的讨论范围。就当前指定的 SNTP 而论，其真正的弱点是多目广播客户端可能被

9、一些行为不 当或者敌对的 在因特网别处的 SNTP/NTP 多播服务器攻击而瘫痪，因为目前全部这 样服务器使用相同的 IP 多播地址:224.0.1.1 组地址。所以有必要，存取控制要基于 那些以客户端信任的服务器源地址，即客户端选择仅仅为自己所知的服务器。或者,按照惯列和非正式协议，全部 NTP 多播服务器现 在在每条消息内应包括已用 MD5 加密的加密位，以便客户端确定消息没有在传输中被修改。SNTP 客户端能实现那些必要加密和密钥分发计划在原则上是可能的，但是这在 SNTP 被设计成的那些简 单的系统里不可能被考虑。考虑到没有一个完整的 SNTP 规范，故 IP 广播地址将使用在 IP

10、子网和局域网部 分（指有完整 功能的 NTP 服务器和 SNTP 客户端在同一子网上的局域网，而对于 IP 多播地址来说，将只能用在 为达到以上相同目而设计的特例中。 尤其，只有服务器实 现了 RFC1305 描述的 NTP 认证时（包括支持 MD5 消息位的算法，在 SNTP 服务器 里的 IP 多播地址才被使用。3. 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

11、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 （seconds Fraction 用以表示秒以下的部分。在 Seco nds 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

12、过程变得复杂了。 它代表的精度是大 约是200 picosec on ds 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| Seconds| Seconds Fracti on (0-padded |注意，从 1968 年起，最高有效位（整数部分的 0 bit 位已经被确定，64 位比特字段 在 2036 年将溢出。如果 NTP 或者 SNTP 在 2036 年还在使用的话，一些外部方法 将有必要用来调整与 1900 年及 2036 年有关的时间（136 年的其它倍数也一样。用 这样的

13、限制使时间戳数据变得很讲究（要求合适的方法可容易地被找到。从今以后 每 136 年,就会有 200picosecond 的间隔，会被忽略掉，64 个比特字段将全部置为 0 , 按照惯列它将被解释为一个无效的或者不可获得的时间戳。4. 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 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，

14、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 | Stratum | Poll | Precision |根延迟 II 根差量 I|参考标识符 II I|参考时间戳（64 |I II II 原始时间戳（64 II II II 接受时间戳（64 II II

15、II 传送时间戳（64 II IIII I|认证符（可选项（96 |I II I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：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II3 警告状态（时钟未同步2. 版本号:这是一个三 bits 的整数，表示 NTP 的版本号,现在为 3。3. 模式:这是一个三 bits 的整数，表示模式，定义如下：mode 含义0

16、保留1 对称性激活2 被动的对称性3 客户端几4 服务器5 广播6 为 NTP 控制性系保留7 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 优符号,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/SNTP16-255 保留5. 测试间隔：八位 signed integer 表示连续信息之间的最大间隔，精确到秒的平方 及。本 字段的值从 4(16s 到 1

17、4(16284s 然而，大多数应用使用 6(64s 到 10(1024s。6. 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. 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. 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。RFC1769 Simple Network Time Protocol 简单网络时间协议（SNTP 9.参考 时钟标识

18、符：32bits,用来标识特殊的参考源。在 stratum 0 （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：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 callsig ns

19、，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. 11. 12. 13. 参考时间戳： 64bits 时间戳，本地时钟被修改的最新时间。原始时间戳：客户端发送的时间，64bits。接受时间戳：服务端接受到的时间，64bits。传送时间戳：服务端送出应 答的时间，64

20、bits。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。5. SNTP 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

21、SNTP 报文首部，再把消息发送到服务器，然后从 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 0o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

22、荐 VN 字段设置 1o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。RFC 文档中文翻译 计划 6RFC1769 Simple Network Time Protocol 简单网络时间协议(SNTP 在广播方式下，客户端没有附加信息用以计算在服务器和客户端之间的传播延迟，因为在 此

23、方式下，传送用时间戳和接收时间戳字段是没有意义的。即使在单播方式，大多 数客户端也 会选择忽略原始时间戳和接收时间戳字段。但是，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 T

24、4 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段中的一个或多个字段 的有效性判断。字段名请求回答-Li0 闰秒指示器；如果是 3 （非同步，贝

25、U 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 传送天的时间戳 0 时间；如果是 0（非同步，贝 U 忽略该消息Authenticator.（不使用 忽略 6. SNTP 服务器操作 SNTP 服务器与 NTP 或者 SNTP 客 户端操作的模式是一种没有持久状态的 RPC 模式。全套的 NTP RFC 文档中文翻译 计划 7RFC1769 Simple Network Time Protocol

26、 简单网络时间协议（SNTP 算法用来支持冗余校验和不同的网络路径，SNTP 服务器通常不实现全套的 NTP 算法， 建议一台 SNTP 服务器只与一个外部同步的时钟源一道操作，例如一台可靠的无线 电时钟。这样的话，服 务器总是工作在阶层 1。服务器可以工作在单播方式或广 播方式或两者同时都用。当单播方式的服务器得到一条请求消息时，就在 NTP 或者 SNTP 的来报头里修改特定字段，并把消息返回给发送人，也许还使用了与请求相同的信息缓冲区。如果不同步到一台正确操作的无线电时钟的话，服务器可能 也可能不回答请求，但是回答是首选的，因为可达性可以忽略同步状态如何。在 单播方式下，VN 和 pol

27、l 字段被完整地复制到应答包中的相同字段。 如果请求的方 式字段是 3 （客户端，那么在答复过程中它设置成 4（服务器；否则，为了与 NTP 规 范相符，这个字段设置成2（被动的对称性。在广播方式下，服务器只有在已同步 的情况下，才发消息给一个正常运行的参考时钟。在此方式下，VN 字段设置成3（针对当前的 SNTP 版本，方式字段设成 5（广播。字段 poll 设置服务器 测试间 隔，接近秒的平方。一台服务器既支持广播方式，同时也支持单播方式，这是非常 合乎需要的。这对一些潜在的广播客户端来说尤其必要，因为这样做，能使用客 户端机/服务器的消息来计算传播延迟，这一方法要优于只定时接收广播消息的方 法。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