GPS北斗卫星同步时钟（NTP服务器）助力电子政务网络系统
GPS北斗卫星同步时钟（NTP服务器）助力电子政务网络系统
京准电子科技官微——ahjzsz
摘要：随着电子政务的不断发展，许多省份都建立了自己的政务网络，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，是可以调节的，因此网络中的所有设备和主机的时间无法保证是同步的，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，时间不同步会引发许多意想不到的问题，接下来我们结合实际的网络架构，讨论NTP在政务网中的解决方案。
什么是网络时间服务？
时钟同步也叫“对钟”， 在通信领域，“同步”概念是指频率的同步，即网络各个节点的时钟频率和相位同步，其误差应符合相关标准的规定。时间同步是指网络各个节点时钟以及通过网络连接的各个应用界面的时钟的时刻和时间间隔与协调世界时（UTC）同步，最起码在一个局域或城域网络内要和北京时间同步。时间同步网络是保证时间同步的基础，构成时间同步网络可以采取有线方式，也可以采取无线方式。
TCP/IP协议中，用于网络同步时间的协议为NTP协议，它是由美国Delaware大学的教授设计实现的，使网络上的计算机保持时间同步的一种通信协议，其本身的传输基于UDP，保留端口号123，NTP协议可以估算出数据包在网络上往返延迟，并可以独立估算计算机时钟偏差，从而实现计算机间可靠和精准的时间同步，NTP是个动态、稳定和容错的协议，用来保证网络中所有设备的时钟精确度误差在1ms之内。此协议在RFC958中定义，之后NTP协议在不断的修改以增加更多的冗余和安全特性，其他与时间同步有关的RFC有RFC1128，RFC1129，RFC1165，RFC1305，RFC2030。
也许有人认为电脑的时钟有点偏差影响不大，其实这是非常错误的，电脑系统中文件保存，文件传输、电子邮箱中的时间戳都是以电脑时钟为准的，如果以后想进行文件查找，日志查询，如果系统时钟不准，或同一网络中的电脑时间不同步，讲给后续工作带来很多麻烦，现在许多备份软件，翻译软件、FTP工具都是以文件保存时间为依据进行比较的，如果时间不统一，将使这些软件难以正常工作。
在网络管理中，我们在检查网络中各种网管软件系统运行情况的时候，或者服务器日志时，发现由于不同设备上的系统时间不同，想要通过LOG信息（console输出或syslog记录）观察某一个事件对各设备影响情况、先后顺序等很不方便，这个问题也可以通过配置NTP来解决，NTP为路由器、交换机和工作站之间提供了一种时间同步的机制。时间同步了，多台网络设备上的相关时间记录可以放在一起看，更为清晰，方便了分析较复杂的故障和安全事件等，另外政务网中的认证、维护、管理、备份系统等应用对时间的准确度要求比较高，如交换机及计费对时间准确度要求为1s，网络管理系统对时间准确度要求为500s。
NTP服务工作模式为三种，即客户/服务器模式、广播模式和对称模块。
在客户端/服务器模式下，客户端以周期性地发送NTP数据包，根据标记直观查看工作状态、事件结果等并及时反馈。
系统作用
经过一段时间运行，至今数据库中共有一般隐患数据记录24589条，其中已经整改24077条，整改率97.91%；重大隐患数据145条，其中已经整改144条，整改率99.3%，该系统为决策者提供了准确的安全隐患数据，安全排查的工作成果则集中体现在安全生产事故、火灾、交通事故的统计数据之上，据调查两月数据，全市各类事故发生率、伤亡人数、直接经济损失大幅下降，城市承载能力、应急处置能力、安全防控能力、防灾减灾能力也大幅度提高。一大批过去没有发现的隐患得以发现和解决，一大批过去发现却悬而未决的问题得到整改，一些长期的历史遗留问题得到妥善处理，为有效地遏制隐患事故的发生，营造了一个安全稳定和谐的城市环境起到了积极的促进作用。
1、特点：
◆ 高精度，串口/脉冲可达30ns，NTP客户端优于2ms，时间同步快。
◆双CPU同时工作，32位CPU双核处理器，采用DSP/CPLD技术高速处理；
◆ 卫星时间源信号采用GPS+北斗二合一混合工作方式；
◆ 支持4路独立10/100M网口（每个端口具有独立的MAC地址）4路串口，接口之间互相物理隔离互不影响工作，机箱1U机架式设计，且网口可灵活配置；
◆ 作一级时间服务器，可同时为上万台客户端、服务器、工作站提供时间服务。
◆ 支持WINDOWS9X/NT/2000/XP/2003/vista、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操作系统及支持NTP协议的所有网络设备。
◆ 多种配置方法（SOFT/WEB），易于管理和升级，支持MD5加密和SNMP网管；
◆ 设备支持NTP和SNTP协议，要实现计算机网络及其网络设备无需额外编程便可自动精确同步时间。
◆ 专用嵌入式系统，无硬盘和风扇设计，防震设计，系统稳定可靠。
◆ 机箱经防磁处理，抗干扰能力强。
◆ 卫星接收天线重点考虑了防雷设计、稳定性设计、抗干扰设计， 信号接收可靠性高，不受地域条件和环境的限制。
◆ 装置具有多种串行信息输出与交互方式，以满足不同用户的需求。
◆ 串口信号输出可编程，操作方便，出厂串口信号报文格式如下：
#abcdYYYYMMDDhhmmssCC<CR><LF>
(1)、a: 闰秒标识
(2)、b: 时区标识
(3)、c: 夏令时标识
(4)、d: 时间质量
(5)、YYYYMMDDhhmmss: 时间信息，如20140101123000为2014年1月1日12时30分00秒（需提供现场数据提取演示及图片）
◆ 装置可通过LCD液晶屏显示年月日时分秒和当前收星个数。
◆ 机架式结构，1U、19”标准机箱(440*210*44mm),安装方便(需提供样机)。
2、参数：
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名 称 |
技 术 参 数 |
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捕获 卫星 时间 |
装置冷启动时 |
≤1—3min |
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装置热启动时 |
≤1min |
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瞬间断电重启 |
≤20s |
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授时精度 |
30ns（UTC同步精度） |
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网络授时精度 |
1-10ms（典型值达5ms内） |
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网络时间协议 |
NTPv1.v2.v3&v4、SNTP、TELNET、DHCP、UDP、SNMP |
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客户端吞吐量 |
65000次/秒 |
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LCD液晶显示 |
显示当前的GPS及北斗卫星个数和年月日时分秒时间信息 |
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串行口信息 |
波特率默认9600，数据位8，无校验，1停止位 |
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卫星接收天线 |
标配30米，根据实际环境可选50、100、200米 |
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尺寸 |
1U:483×44×210mm |
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重量 |
2.8KG |
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电源 |
220V ±20%，47Hz～63Hz（三合一插座） |
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工作温湿度 |
-200C～+700C；<95%无冷凝 |
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贮存温度 |
-400C～+850C |
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功耗 |
≤15W |
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MTBF |
≥95000H |
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质量保证 |
产品3 个月包换，1年内免费保修 |
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免费保障 |
产品出故障时由购货方直接与本公司联系替换品 |
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技术支持 |
免费向用户的电话、邮件等技术支持服务 |
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软件升级 |
终身免费向用户提供系统时间软件的升级 |
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