智慧城市网

1、引言：

随着网络的普及，许多单位都建了自己的园区网，使用的网络设备和服务器日益增多。这些设备都有自己的时钟，而且是可以调节的。但是无法保证网络中的所有设备和主机的时间是同步的，因为这些时钟每天会产生数秒、甚至数分钟的误差。经过长期运行，时间差会越来越大，这种偏差在单机中影响不太大，但在网络环境下的应用中可能会引发意想不到的问题。如在分布式计算环境中，由于每个主机时间不一致，会造成同一操作在不同主机的记录时间不一致，将导致服务无法正常地进行。随着各种网络应用的不断发展，对时间的要求也越来越高，时间不一致会引发许多问题。济南唯尚电子有限公司自主研发生产的W9006北斗校时仪把这些问题统统解决。

2、NTP概述

　　将网络环境中的各种设备或主机的时间信息(年月日时分秒)基于UTC(Universal Time Coordinated)时间偏差限定在足够小的范围内(如100ms)，这种同步过程叫做时间同步。

　　目前，有两种重要的时间同步技术，即网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)和直接连接时间传输技术。其中直接连接时间传输技术，需要所有客户端直接连接到标准时间源，不实用。NTP适用于网络环境下，可以在一个无序的网络环境下提供准确和健壮的时间服务，方便实用。这里我们只讨论基于NTP原理的时间同步技术和应用。

3、NTP工作原理和应用

3.1、NTP协议概述

　　NTP由美国Delaware大学的设计实现的，由时间协议、ICMP时间戳消息及IP时间戳选项发展而来。NTP用于将计算机客户或服务器的时间同步到另一服务器或参考时钟源。它使用UTC作为时间标准，是基于无连接的IP 协议和UDP协议的应用层协议，使用层次式时间分布模型，所能取得的准确度依赖于本地时钟硬件的准确度和对设备及进程延迟的严格。在配置时，NTP可以利用冗余服务器和多条网络路径来获得时间的高准确性和高可靠性。实际应用中，又有确保秒级精度的简单的网络时间协议(Simple Network Time Protocol，SNTP)。

3.2、NTP的工作原理

　　影响NTP 协议准确度关键的原因在于由网络延迟的随机性而引起的时钟延迟计算的不准确。由于延迟不准确，所以无法依靠从时间服务器到客户机的单边传输来传递准确的时间信息。为了解决这个问题，在NTP协议中使用时间服务器和客户机之间的双向信息交换和时间戳(timestamp)的概念。

　  真实的时钟偏差值是以测量所得的偏差值为中心的，而其可能的变化范围则等长于测量所得的延迟。每一条NTP消息都包含3个时间戳，第4个时间戳则由消息的到达时刻确定。因此，服务器和客户机都可以单独确定时间偏移。这种对称的连续采样的时间传输方法是对发送和接受的消息的顺序没有要求，因此不需要可靠的传输途径。很显然，准确度将取决于发送和接受路径的统计特性。

4. W9006北斗校时仪在校园网中的应用

　　在我校校园网络内，存在大量网络设备、服务器和主机，它们承载了校园网中的计费、维护、管理等功能，对时间的准确度需求比较高，要求在网络之间传递的信息能够在时间上保持高度一致。