服务器时间同步方案实现方法总结

服务器时间是互联网应用运行的基础，而不同的服务器之间时钟精度的差异会导致一些问题，因此服务器时间同步方案的实现至关重要。本文将从以下四个方面对服务器时间同步方案的实现方法进行总结：NTP协议、SNTP协议、 PTP协议以及GPS时间同步。

　　

1、NTP协议

网络时间协议（NTP）是一种用于同步计算机网络中各个设备的时钟的协议。它的核心算法是基于计算机之间的时延来进行时钟同步。NTP实现时间同步的精度可以达到亚毫秒级别，因此被广泛应用于互联网应用中。对于单纯的时钟同步应用场景，NTP方案可以满足需求，但是由于网络环境的不确定性，NTP的时间同步方案存在着精度不够高等问题。

　　NTP方案主要实现流程如下：

　　首先，客户端向服务器发送时间请求报文（Time Request Packet）。

　　服务器回复时间应答报文（Time Response Packet），其中带有服务器当前时间。同时必须有一个交换顺序号（“总检验码”）。这个比较需要注意，包含 {秒，毫秒}两部分。

　　计算请求和响应报文的时间戳，计算方法如下：

　　CMOS 时间戳 = part1（双字节） + 高位（双字节） + 低位（双字节）

　　Unix二进制时间戳 = 高32位的整数部分 + 小数部分

　　NTP协议通过时间戳的方式进行计算，将时间分为秒和纳秒两部分，保证了时间同步的高精度。但是NTP的时间同步方案存在着精度不够高等问题。

　　

2、SNTP协议

简单网络时间协议（SNTP）是NTP的简化版本，它的主要功能是从互联网标准的 NTP 中去除了一些服务功能，主要应用于子网中的时间同步。SNTP使用UDP端口号123，它与NTP最大的区别是可以作为客户端使用，但是不支持高级服务功能（比如NTP精细化服务、NTP统计和监测等功能），它的时间同步精度设置不如NTP那么高。

　　SNTP方案主要实现流程如下：

　　SNTP协议通过加强与网络协议的集成性来简化了NTP协议，同时SNTP的同步精度相对于NTP稍低。在实际使用中，应根据具体需求进行选择和使用。

　　

3、PTP协议

精密时间协议（PTP）是一种可以达到亚微秒级时间同步的协议。它是一种基于IEEE 1588标准的协议，主要应用于用于计算机数据网络中对各节点进行时间同步的协议。PTP在工业控制等领域得到了广泛应用。PTP时间协议可以将同步精度达到亚微秒级别。同时它的同步开销相对于NTP和SNTP协议较低，是一种比较理想的时间同步方案。

　　PTP方案主要实现流程如下：

　　PTP协议的实现可以使用专用硬件设备，例如基于FPGA技术实现的PTP时间同步卡、硬件交换机或者路由器等。

　　

4、GPS时间同步

全球定位系统（GPS）时间同步方法可以在全球範钖内达到亚微秒级的精度。GPS时间同步是一种相对较为简单的时间同步方案，主要通过使用GPS信号的原子钟为参考基准点进行时间同步。在应用中，它的同步精度可达到毫秒级别，同时应用起来比较简单。

　　GPS时间同步方案主要实现流程如下：

　　GPS时间同步技术适用于需要多个计算机节点在分布式应用环境中执行协调动作的领域，如无人机、船舶、飞机等无线网络中，经常需要进行时间同步，这是GPS时间同步方案的使用场景。

　　

总结

服务器时间同步方案的实现方法有NTP、SNTP、PTP、GPS时间同步等多种方法，每种方法都存在着独特的特点，应选择合适的方案来满足实际需求。在实际应用中，应根据需要来选择合适的时间同步方案，例如根据需求，可以选择精度较高的PTP协议或者精度稍低但是应用较为简单的GPS时间同步方案。总之，无论采用哪种时间同步方案，都需要根据具体需求来进行选择和使用。