ntp實現原理
我們看一下為啥說ntp從實現時間同步的角度來說是很簡單的。在pc上,以windows為例,手動關閉打開一下自動更新時間,會觸發一次ntp時間同步。
這個時候,我們可以拿到ntp完整的request/response報文,如下:
ntp client request:
ntp server response:
如上圖,我們可以看到,我們可以拿到同步原理提到的t1, t2, t3;而t4是client接收到server response時的時間,那么上述時間分別是如何來的呢。
* t1: client發送request的前一刻,記下當前utc時間,然后塞入到request transmit timestamp中去。但是這個不能作為真正的t1來使用,因為前面提到了,ntp是使用的udp,所以有可能會丟包。因此真正的t1應該ntp server收到client request時,從request報文中提取到t1,最后再給到client使用。也就是上圖的t1。
* t2: 也就是server收到client request的時間
* t3: server發送response的時間
* t4: client收到server response的時間
知道這些原理之后,我們就可以很好設計出我們的代碼實現思路,如下:
C++
//ntp client
// send request with t1
std::chrono::time_point_cast(
std::chrono::system_clock::now());
std::time_t time_stamp = time_point.time_since_epoch().count();
request_message_- >SetTransTs(time_stamp);
int ret = SendMsg(request_message_- >GetData(), MESSAGE_LENGTH);
// receive response, and get t1, t2, t3
int ret = RecvMsg(request_message_- >GetData(), MESSAGE_LENGTH);
auto req_tx_ts_ = response_message_- >GetOriginTs(); // t1
auto req_rx_ts_ = response_message_- >GetRecvTs(); // t2
auto resp_tx_ts_ = response_message_- >GetTransTs(); // t3
auto time_point = std::chrono::time_point_cast(
std::chrono::system_clock::now());
std::time_t time_stamp = time_point.time_since_epoch().count();
auto resp_rx_ts_us_ = static_cast(time_stamp); // t4
auto offset =
req_rx_ts_us_ - req_tx_ts_us_ + resp_tx_ts_us_ - resp_rx_ts_us_;
offset /= 2;
// adjust the clock
AdjustClock(offset);
C++
// ntp server
// receive ntp request message
RecvMsg(request_message_- >GetData(), MESSAGE_LENGTH);
// get receive request_frame timestamp, get t1, t2
auto time_point = std::chrono::time_point_cast(
std::chrono::system_clock::now());
auto req_rx_ts = time_point.time_since_epoch().count();//t2
auto req_tx_ts = request_message_- >GetTransTs();//t1
// send ntp response message
response_message_- >SetOriginTs(req_tx_ts);//t1
response_message_- >SetRecvTs(req_rx_ts);//t2
auto time_point = std::chrono::time_point_cast(
std::chrono::system_clock::now());
auto resp_tx_ts = time_point.time_since_epoch().count();
response_message_- >SetTransTs(resp_tx_ts);//t3
SendMsg(response_message_- >GetData(), MESSAGE_LENGTH);
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