linux 获取ntp客户端

NTP相关知识

一、NTP协议

NTP（Network Time Protocol），网络时间协议。

应用于分布式时间服务器和客户端之间，实现客户端和服务器之间的时间同步，从而使网络内所有设备的时间基本保持一致。NTP工作于UDP的123端口。

①NTP报文格式

0   2     5     8               16              24              32
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|LI | VN  |Mode |    Stratum    |      Poll     |  Precision    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                   Root Delay                                  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|             　　　Root Dispersion                              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|               Reference Identifier                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
|               Reference Timestamp (64)                        |
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
|             　Originate Timestamp (64)      　　　             |
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
|              Receive Timestamp (64)　　 　　　　　　　　　　      |
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
|      　　　　Transmit Timestamp (64)             　　　　　      |
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
|     　　   Authentication(optional) (64)                      |
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
                                        NTPv3报文格式

 

 

 

Leap Indicator（LI）
闰秒指示符，这是一个2位的代码，用于警示在当天的最后一分钟里插入或删除的闰秒。取值如下：
0       无预告
1       最近一分钟有61秒
2       最近一分钟有59秒
3       警告状态（时钟未同步）

 

Version Number（VN）
版本号，这是一个3位的整数，用于表示NTP的版本。

 

Mode
模式，这是一个3位的整数，表示模式，值定义如下：
0           保留
1           对称主动
2           对称被动
3           客户端
4           服务器端
5           广播
6           为NTP控制控制消息
7           为自用保留

 

Stratum
本地时钟层级，这是一个八位无符号整数，表示本地时钟的层级，其值定义如下：
0           未定义或难以获得
1           主要参考（如无线电时钟钟，校正的院子时钟）
2-255       第二参考（通过NTP或SNTP）

 

Poll
轮询间隔，这是一个8位有符号整数，用于表示连续消息之间的最大间隔，以最接近2的N次幂来表示。如值为6表示2^6=64。

 

Precision
本地时钟精度精度，这是一个8位有符号整数，用于表示本地时钟精度，以最接近2的N次幂来表示。

 

Root Delay
这是一个32位有符号定点数，表示主要参考源的总往返时延，以秒为单位。该变量可以为正值和负值，具体取决于时间精度和偏移。

 

Root Dispersion
这是一个32位有符号定点数，表示相对于主参考源的最大误差，以秒为单位，在15和16位之间。通常在该字段中出现的值范围为0到几百毫秒

 

Reference Identifier
这是一个标识特定参考源的32位位串。在NTP版本3或版本4层级0或层级1服务器的情况下，这是一个4字符ASCII字符串，左对齐并且以0填充到32位。在NTP版本3辅助服务器中，这是参考源的32位IPv4地址。

 

Reference Timestamp
这是以64位时间戳格式表示的上次设置或更正的本地时钟时间。

 

Original Timestamp
这是以64位时间戳格式表示的请求离开客户端的时间。

 

Receive Timestamp
这是以64位时间戳格式表示的请求到达服务器端的时间。

 

Transmit Timestamp
这是以64位时间戳格式表示的应答离开服务器端的时间。

 

Authentication
认证信息。

 

②NTP时间戳

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    　　　　                 Integer Part              　　　　　　                  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                 Fraction Part                                                |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

 

 

NTP时间戳使用的是自1970-01-01所经过的秒数（单位为秒），它分为整数部分和小数部分。NTP时间戳整数部分与ICMP时间戳消息所使用的时间戳格式整数部分一致，但小数部分却是不同的。

 

 

NTP客户端根据NTP报文中的时间戳计算客户端相对于服务器的往返时延d和本地时钟偏移t :

d = (T4 - T1) - (T2 - T3)
t = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2

 

T1/T2/T3/T4分别为四个时间戳：
Originate Timestamp     T1      客户端发送时间请求的时间
Receive Timestamp       T2      服务器收到时间请求的时间
Transmit Timestamp      T3      服务器发送时间回复的时间
Destination Timestamp   T4      客户端收到时间回复的时间