NTP协议格式1.NTP时间戳格式SNTP使用在RFC 1305 及其以前的版本所描述标准NTP时间戳的格式。
与因特网标准标准一致, NTP 数据被指定为整数或定点小数,位以big-endian风格从左边0位或者高位计数。
除非不这样指定,全部数量都将设成unsigned的类型,并且可能用一个在bit0前的隐含0填充全部字段宽度。
因为SNTP时间戳是重要的数据和用来描述协议主要产品的,一个专门的时间戳格式已经建立。
NTP用时间戳表示为一64 bits unsigned 定点数,以秒的形式从1900 年1月1 日的0:0:0算起。
整数部分在前32位里,后32bits(seconds Fraction)用以表示秒以下的部分。
在Seconds Fraction 部分,无意义的低位应该设置为0。
这种格式把方便的多精度算法和变换用于UDP/TIME 的表示(单位:秒),但使得转化为ICMP的时间戳消息表示法(单位:毫秒)的过程变得复杂了。
它代表的精度是大约是200 picoseconds,这应该足以满足最高的要求了。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| Seconds |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| Seconds Fraction (0-padded) |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+2.NTP 报文格式NTP 和SNTP 是用户数据报协议( UDP) 的客户端 [POS80 ],而UDP自己是网际协议( IP) [DAR81 ] 的客户端. IP 和UDP 报头的结构在被引用的指定资料里描述,这里就不更进一步描述了。
UDP的端口是123,UDP头中的源断口和目的断口都是一样的,保留的UDP头如规范中所述。
以下是SNTP 报文格式的描述,它紧跟在IP 和UDP 报头之后。
SNTP的消息格式与RFC-1305中所描述的NTP格式是一致的,不同的地方是:一些SNTP的数据域已被风装,也就是说已初始化为一些预定的值。
NTP 消息的格式被显示如下。
1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|LI | VN |Mode | Stratum | Poll | Precision |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 根延迟 |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 根差量 |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 参考标识符 |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| || 参考时间戳(64) || |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| || 原始时间戳(64) || |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| || 接受时间戳 (64) || |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| || 传送时间戳(64) || |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| || || 认证符(可选项) (96) || || |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+如下一部分描述,在SNTP 里大多数这些字段被预规定的数据给赋初值。
为完整起见,每个字段的功能在下面被简要总结。
1.LI 闰秒标识器:这是一个二位码,预报当天最近的分钟里要被插入或删除的闰秒秒数。
用1/0表示,分别说明如下:(闰秒(rùn miǎo)是指为保持协调世界时接近于世界时时刻,由国际计量局统一规定在年底或年中(也可能在季末)对协调世界时增加或减少1秒的调整。
由于地球自转的不均匀性和长期变慢性(主要由潮汐摩擦引起的),会使世界时(民用时)和原子时之间相差超过到±0.9秒时,就把世界时向前拨1秒(负闰秒,最后一分钟为59秒)或向后拨1秒(正闰秒,最后一分钟为61秒);闰秒一般加在公历年末或公历六月末。
2012年3月,中科院国家授时中心宣布我国7月1日进行闰秒调整,届时将现7:59:60。
)LI Value 含义00 0 无预告01 1 最近一分钟有61秒10 2 最近一分钟有59秒11 3 警告状态(时钟未同步)2.VN 版本号:这是一个三bits的整数,表示NTP的版本号,现在为3。
3.Mode 模式:这是一个三bits的整数,表示模式,定义如下:mode 含义0保留1对称性激活2被动的对称性3客户端4服务器5广播6为NTP控制性系保留7为自用保留在点对点模式下,客户端机在请求中设置此字段为3,服务器在回答时设置此字段为4;在广播模式下,服务器在回答时设置此字段为5。
4.stratum(层):这是一个8bits的整数(无符号),表示本地时钟的层次水平,数值定义如下:stratum 含义0未指定或难以获得1主要参考(如无线电时钟钟)2.15第二参考(通过NTP/SNTP)16.255保留5. Poll 测试间隔:八位signed integer,表示连续信息之间的最大间隔,精确到秒的平方及。
本字段的值从4(16s)到14(16284s);然而,大多数应用使用6(64s)到10(1024s)。
6.Precision 精度:八位signed integer,表示本地时钟精度,精确到秒的平方级。
值从-6(主平)到-20(微妙级时钟)。
7.Root Delay根时延:32位带符号定点小数,表示在主参考源之间往返的总共时延,以小数位后15~16bits。
数值根据相关的时间与频率可正可负,从负的几毫秒到正的几百毫秒。
8.Root Dispersion根离散:32位带符号定点小数,表示在主参考源有关的名义错误,以小数位后15~16bits。
范围:0~几百毫秒。
9.Reference Identifier参考时钟标识符:32bits,用来标识特殊的参考源。
在stratum0(未指定)或stratum 1(基本参考)的情况下,该字段以四个八位字节,左对齐,零填充的string表示。
当没有NTP枚举时,使用下列ASCII标识符:阶层代码意思1 pps 精度校准源,例如ATOM(原子钟),PPS代表(每秒脉冲精度源),等等1 service 除了一般的NTP报时服务外,例如ACTS(计算机自动化报时服务),TIME(UDP/Time协议),TSP(Unix 报时服务协议),DTSS.(数字化时间同步服务),等等1 radio 一般的收音机服务,带有callsigns,例如CHU,DCF77, MSF, TDF, WWV, WWVB, WWVH,等等1 nav 无线电导航系统,例如OMEG(欧米加导航系统),LORC(远距离无线电导航系统),等等1 satellite 一般的卫星业务,例如GOES(地球同步轨道环境卫星),GPS(全球卫星定位服务),等等2 address 二级参考(4个八位二进制字节表示的NTP服务器因特网地址)-------------------------------------------------------------------------------10.参考时间戳:64bits时间戳,本地时钟被修改的最新时间。
11.原始时间戳:客户端发送的时间,64bits。
12.接受时间戳:服务端接受到的时间,64bits。
13.传送时间戳:服务端送出应答的时间,64bits。
14.认证符(可选项):当NTP的认证机制已运行后,这个字段包含认证者的信息(参见RFC1305 中的附件C)。
在SNTP中本字段一般被来报输入消息所忽略,也不用在输出消息中。
3.SNTP 客户端操作SNTP客户端与NTP/SNTP 服务器通信的模式是一个非持久状态的远程过程调用。
在单播方式,客户端发给服务器(方式3) 请求并且期望服务器答复 (方式4)。
在广播方式,客户端送并不请求只是等待一台或更多的服务器的广播消息(方式5) ,这取决于设置。
根据客户端和服务器设置,单播客户端和广播服务器通常在从64 给1024 s 的间隔里发送消息。
单播客户端初始化SNTP 报文首部,再把消息发送到服务器,然后从服务器回复的报文中剥去时间包。
为此,上面提到的所有报文首部字段,除第一个八位字节外都设置成0。
在这个八位字节里Li 字段设置为0( 没有警告) 和方式字段设置为3(客户端)。
VN 字段必须同NTP 或者SNTP 服务器的软件版本一致;但是,NTP 版本3( RFC 1305)的服务器也将接受第2( RFC 1119) 版本的消息以及版本1( RFC 1059)的消息,而NTP 版本2服务器也将接受NTP 为版本1的消息。
版本0 ( RFC 959) 消息不再被支持。
因为今天因特网已有了NTP 服务器操作的3个版本,推荐VN 字段设置1。
在单播及广播方式下,单播服务器回答及广播以上所述的所有字段;但是,在SNTP下,各字段中,只有传送时间戳在非零情况下才有明确的意思.这个字段的整数部分包含服务器此刻的时间,其格式与UDP/TIME 协议相同[POS83].这个字段的fraction部分通常是有效的, SNTP的精确度证明可以精确到秒。
如果传送用时间戳字段是全0,则该消息将被忽略。