1.定义

SNTP(Simple Network Time Protocal简单网络时间协议)，用于跨广域网或局域网同步时间的协议，具有较高的精确度（几十毫秒）

这里给出SNTP的详细定义和解释，以及基于C语言的SNTP客户端实现代码：SNTP code 实际测试过

小工具：IP查域名，地址；计算2个日期间的间隔数值

1.1 SNTP与NTP区别：

1.SNTP协议相对于NTP，都是优化了网络传播延时的影响，但是没有像NTP一样考虑冗余服务器和校正时钟频率误差功能

2.NTP可跨平台和跨系统，精度较高，1-50ms精度；提供认证机制，安全机制高

3.SNTP是NTP简化版本，精度在1s左右，SNTP通常与网络叶子节点设备进行时间同步

4.SNTP与NTP报文完全一致

1.1.1 SNTP采用client - server模式，使用单播/广播：

1. 单播是定期与SNTP server交互获取时间差进行校时

2. 广播是SNTP server定期向多播地址发送时间信息，client监听多播地址来获取时间进行同步

1.2 SNTP校时原理：

T1，T2，T3，T4均是时间戳，用以计算各自的时间差

t1与t2之间的时间差（包在网络上走了个来回）：| [(T2-T1)-(T4-T3)] | / 2，此处的| | 表示取绝对值

数据包在网络上的传播时间： (T2-T1) + (T4-T3)

注意：NTP时间戳从1900年开始记秒数，而UNIX时间戳从1970年开始记秒数，即记录到NTP结构体中的时间要加上JAN_1970(1900到1970共70年的秒数)，而从起获取出来需减掉JAN_1970

1.2.1 Demo例子：

DeviceA与DeviceB在时间同步前，A：10:00:00am，B：11:00:00am，将B作为timeserver来校准A的时间，假设NTP报文在A和B之间单向传输所需要的时间为1s，B接收到发送出去也需要1s

A发NTP报文至B，带有10:00:00的时间戳，T1=10:00:00am；

NTP报文到达B后，B加上时间戳T2=11:00:01am；

NTP报文离开B时，B再加上时间戳T3=11:00:02am；

A收到NTP报文后，加上A本地的时间戳T4=10:00:03；

A与B时间差：[(T2-T1)-(T4-T3)]/2=1h

数据包在网络上的传播时间： (T2-T1) + (T4-T3)=2s

所以，client的真正的时间计算应该是 T3 + [(T4-T1)-(T3-T2)] / 2 = T3 + [(T2-T1)+(T4-T3)] / 2，即：T3 server 的时间戳 + 网络单程时延的数值即可

或者是 T4 + [(T2-T1)+(T3-T4)] / 2，不过还是上面的以T3来算的公式是最简明，最符合直观上的逻辑

1.3 NTP报文格式：

LI：当前时间闰秒标志。字段长度为2位整数，只在服务器端有效

0：无警告	1：最后一分钟是61秒；
2：最后一分钟是59秒；	3：警告（时钟没有同步）

VN：表示NTP的版本号，长度为3比特，可以是3或者是4

0：保留	1：对称主动	2：对称被动	3：客户
4：服务器	5：广播	6：保留为NTP控制信息	7：保留为用户定义

stratum：指从stratum-1时间服务器(如从GPS取得的标准时间所存储的server) 至 client所经过的server个数，类似于路由器经过的跳数，数目越小，精度越高；只在服务器端有效，字段长度为8个比特（unsigned char型）

0：故障信息

1：一级服务器

2-15：二级服务器

6-255：保留

Poll Interval：指示数据包的最大时间间隔，以秒为单位，作为2的指数方的指数部分，该字段只在服务器端有效。字段长度为8位整数，取值范围从4-17，即16秒到131,072秒

Precision：指示系统时钟的精确性，以秒为单位，作为2的指数方的指数部分，该字段只在服务器端有效。字段长度为8位有符号整数，取值范围从-6到-20

Root Delay：指示与主时钟参考源的总共往返延迟，以秒为单位，该字段只在服务器端有效。字段长度为32位浮点数，小数部分在16位以后，取值范围从负几毫秒到正几百毫秒

Root Dispersion：指示与主时钟参考源的误差，以秒为单位，该字段只在服务器端有效。字段长度为32位浮点数，小数部分在16位以后，取值范围从零毫秒到正几百毫秒

Reference Identifier：指示时钟参考源的标记，该字段只在服务器端有效。对于一级服务器，字段长度为4字节ASCII字符串，左对齐不足添零。对于二级服务器，在IPV4环境下，取值为一级服务器的IP地址，在IPV6环境下，是一级服务器的NSAP地址

Reference Timestamp：指示系统时钟最后一次校准的时间，该字段只在服务器端有效，以前面所述64位时间戳格式表示

Originate Timestamp：指示客户向服务器发起请求的时间，以前面所述64位时间戳格式表示

lReceive Timestamp：指服务器收到客户请求的时间，以前面所述64位时间戳格式表示。

Transmit Timestamp：指示服务器向客户发时间戳的时间，以前面所述64位时间戳格式表示

//Authenticator（可选）：当需要进行SNTP认证时，该字段包含密钥和信息加密码

2. code结果测试验证

2.1 用wireshark抓到UE发出去的报文

UE只发了个Transmit timestamp这个时间戳给server

2.2 Server回复的SNTP报文

2.3 记录T1、T2、T3、T4各个时间点的数值

T1 = 1970.1.1 00:00:50.550999998

T2 = 2020.8.31 06:30:12.591166208 + 8h = 2020.8.31 14:30:12.591166208

T3 = 2020.8.31 06:30:12.591192346 + 8h = 2020.8.31 14:30:12.591192346

T4 = 根据tick得出ticks数值

然后 UE做打印，其公式为：T3 + [(T4-T1)-(T3-T2)] / 2，

整数数值：1598884212

毫秒数值：718953

该数值为基准时间，即获取tick那一刻，对应的绝对时间相对于1970.1.1 00:00:00过了1598884212s，718953ms

下面来分析下如何判断所的数值的正确性，注意：只能大致比较，因为100%正确的绝对时间是得不出来的，只能用上面的算法得出相对准确的时间进行同步。

网络单程时延：[(T4-T1)-(T3-T2)] / 2 = 127761ms

将T3的时间戳输入网页时间计算工具，得出的秒数差：1598884212.5，加上单程的网络时延，得到1598884212.718953，秒数的能从wireshark中得到验证，但毫秒数，由于计算得到的网络时延= 上行网络时延+下行网络时延，这里是将其两者看作等价的，所以直接除以2得到单程网络时延，所以在毫秒数值上有些许差异，很微小

开发中需注意点：

网络大端，UE小端的问题
得出UE与server之间时间差，还需+东八区8h时差，+UE开机的时间，再加上单程的网络时延，就是当前tick对应北京标准时间从1970.1.1 00:00:00所经过的时长数值
这段代码，按照最直接的思路：

4.在第一次获取ticks后，需要FRAC2USEC(tv.tv_usec)一下，再转成大端发给server，因为： 2^32 /10^6，表示sntp_transmit_timestamp.fracpart这里面，每1ms， frapart=2^32 /10^6

附加：Python代码

#/usr/local/bin/python3.5
#coding:utf-8import socket, struct, time
NTP_server = "0.uk.pool.ntp.org"
TIME1970 = 2208988800def sntp_client():client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)data = "\x1b" + 47 * "\0"client.sendto(data.encode('utf-8'), (NTP_server, 123))data, address = client.recvfrom(1024)if data:print("Response received from:", address)t = struct.unpack('!12I', data)[10]t -= TIME1970print('\tTime=%s' % time.ctime(t))sntp_client()

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