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NTP服务器调试与原理

时间:2018-06-01 发布者:中新创 浏览次数:

    

    NTP服务器的精度准确可达十亿分之一秒,可实现不同设备的时间同步,那么它的调试与原理是什么呢,接下来中心创小编整理了相关内容参考中寻找答案吧;


    NTP时间同步原理

    NTP用于在分布式时间服务器和客户端之间进行时间同步,它定义了时间同步实现过程中所使用的结构、算法、实体和协议。NTP协议基于TCP/IP中的IP和UDP协议栈,也可以被其它协议组使用。从理论上讲,精度可达到十亿分之一秒。

    设备A和设备B通过网络相连,它们都有自己独立的系统时间,要实现各自系统时钟的自动同步,作如下假设:

    在设备A和B的系统时间同步之前,设备A的时钟设定为10:00:00,设备B的时钟设定为11:00:00。

    以设备B为NTP时间服务器,即设备A将使自己的时间与设备B的时间同步。

    数据包在设备A和B之间单向传输所需要的时间为1秒。

    设备A如果要从设备B同步时间,至少应知道两个信息,即:

    A与B之间的时间差为多少,可称为offset。

    A与B同步过程中,在路途上的损耗,可称为delay。

    获得这两个消息,A即可顺利计算出如果要同步到B,应修改多少时间量。NTP协议约定的实际上是如何计算出A与B之间的Offset和Delay值。

    系统时间同步的工作过程如下:

    设备A发送一个NTP消息包给设备B,该消息包带有它离开设备A时的时间戳,该时间戳为10:00:00am(T1)。

    当此NTP消息包到达设备B时,设备B加上自己的时间戳,该时间戳为11:00:01am(T2)。

    当此NTP消息包离开设备B时,设备B再加上自己的时间戳,该时间戳为11:00:02am(T3)。

    当设备A接收到该响应消息包时,加上一个新的时间戳,该时间戳为10:00:03am(T4)。

    至此,设备A已经拥有足够的信息来计算两个重要的参数:

    NTP消息来回一个周期的时延Delay=(T4-T1)-(T3-T2)。

    设备A相对设备B的时间差offset=((T2-T1)+(T3-T4))/2。

    这样设备A就能够根据这些信息来设定自己的时钟,使之与设备B的时间同步。

    NTP分层构建原理

    由设置时间同步机制的产生原因和目的可知,时钟源的个数越少时间统一性越好,但是由于网络的庞大和复杂,如果每个需要时间同步的机器都与同一台时间服务器相连是不现实的,因此在NTP模型中采用分层结构。

    时间同步网络理论上根据其度和重要性一般分为从0-15的共16个级别或更多级,实际上不会大于6级。

    第0级设备处于该子网络的特殊位置,是时间同步网络的基准时间参考源。它位于子网络的顶端,目前普遍采用全球卫星定位系统,即由GPS播发的UTC时间代码。

    子网络中的设备可以扮演多重角色,例如一个第二层的设备,对于层来说是客户机;对于第三层可能是服务器。

    服务器在NTP分层构建中,可以配置为:

    高层NTP服务器:指0级NTP服务器,向下一级(Stratum-1)提供时间同步服务。

    中间层NTP服务器:指1级、2级等从上一级NTP服务器获取时间,为下一级提供时间同步服务。

    NTP客户端:指从上一级NTP服务器获取时间,不提供时间同步服务。

    一台主机可以从多个NTP Server上获得时间信息;一个NTP Server也可以向多个主机提供时间信息,同一级别的主机间可以相互提供时间信息。NTP协议多支持15级客户端。

    说明:

    NTP协议占用端口123,使用UDP(User Datagram Protocol)协议通信。因此必须保证各节点间IP链路畅通。

    SNTP和NTP比较

    SNTP是一个简化了的NTP服务器和NTP客户端策略。SNTP在时间同步实现上没有什么更改,只是在以下的控制功能上没有NTP强大。

    时间同步的错误处理功能。

    多服务器过滤功能。

    多时间源选择(连接多个NTP服务器,并通过算法进行对比分析,获得的时间源)。

    M2000时间同步目的

    时间同步是为了保证M2000和网元设备的时间一致。

    移动网络组网方式复杂,网元众多。由于移动网络网元采用统一操作维护方式,要求各网元时间必须保持一致,这样才能确保M2000正确管理各网元上报的告警和性能数据,不至于产生混乱。

    时间不准确造成的影响有:

    在告警信息中,如果时间不准确,将无法判断告警发生的先后、距发现时的时间间隔、告警之间的关联等。在性能数据记录和统计过程中,如果时间不准确将直接影响统计的精度等。 为此需要提供一套非人工干预的方法,随时准确地调整各网元的操作维护时间。

    时间同步简介

    介绍时间同步的定义、时间同步方案的要素以及实施时间同步方案后对系统性能和其他操作维护特性的影响。

    时间同步定义

    时间同步又称时刻同步,是指时间的同步,要求信号的起始时刻与UTC(世界协调时)时间保持一致。

    时间同步的操作就是按照接收到的时间来调整设备的时钟和时刻。

    时间同步方案的要素

    一般时间同步方案中至少包含两个要素,即时间同步的方法和时间参考源的选择。目前时间同步网络构建中,依照NTP(Network Time Protocol)协议和SNTP(Simple Network Time Protocol)协议进行时间同步是比较常见的方法。

    时间参考源的选择主要是为时间同步网络中提供一个标准的时间参考源,确保整个网络的时间参考依据的准确性。比较常见的时间参考源包括GPS卫星等。

    对系统性能的影响

    当采用NTP协议描述的Client/Server模式实现时间同步时,NTP Client与NTP Server之间的消息帧为128个字节,因此基本不会影响网络传输性能。但当大量的NTP Client同时向NTP Server发起连接时,会对NTP服务器的CPU,内存等资源造成损耗,影响NTP server的性能。因此当采用NTP协议构建时间同步网络时,每个上级节点的NTP Server直接携带的下级NTP节点不能超过300个,否则可能影响性能。子节点的NTP Client时间同步请求的频度建议每30分钟一次或更长时间,并尽可能减少并发请求的几率。

    对操作维护的影响

    时间同步特性是移动网络操作维护领域的重要特性,其对其他特性的主要影响包括:时间同步特性可以确保移动网络中网管和网元的时间的准确性和一致,对于故障管理中的故障上报的及时性、故障信息的准确性和故障的关联性分析等方面都具有重要意义。否则,如果网元时间不准确或网元和网管时间不同步,可能会影响对故障问题的判断和处理。时间同步特性对于日志的记录、查询、显示和审计分析等特性的准确具有重要意义。否则,如果时间不准确或全网时间不一致,可能会造成日志记录不准确,并影响正常的日志审计功能。时间同步特性对于性能管理中的性能数据的记录,性能数据的收集和分析具有重要意义。否则如果时间不准确或全网时间不一致,可能导致网元性能数据记录和打点时间不准确,造成性能数据失效。时间同步特性对于呼叫跟踪和定位问题等业务具有重要的意义,否则如果时间不准确或全网时间不一致,可能造成无法正常进行呼叫跟踪业务。


    以上关于NTP服务器调试与原理已经给您分析详细了,望你参考的同时可以谨记在心。

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