NTP协议
NTP(Network Time Protocol, 网络时间协议)是基于UDP的一种用于计算机时间同步的应用层协议，NTP使用协调世界时(UTC)以极高的精度同步计算机时钟时间，例如在局域网(LAN)中低至1毫秒，在互联网上则在数十毫秒内。
NTP工作原理
NTP通过原子钟、天文台、卫星或者互联网上获取准确的时间来源，并通过不同的等级对服务器进行分层来同步时间。按照离外部UTC时间源的远近，NTP将服务器归入不同的层(Stratum)中，最顶层为有外部UTC接入的Stratum-1，而Stratum-2就会从Stratum-1获取时间，以此类推，最大层数为15层。因此，层数越大时间准确度相对越低，层数16表示未同步。
系统时钟的同步流程如下：
1. NTP客户端在T1时刻发送一个NTP请求报文给NTP服务器，该请求报文携带离开NTP客户端时的时间戳T1。
2. NTP请求报文到达NTP服务器，此时NTP服务器的时刻为T2。
3. NTP服务器处理之后，于T3时刻发出NTP应答报文。该应答报文中携带离开NTP客户端时的时间戳T1、到达NTP服务器时的时间戳T2、离开NTP服务器时的时间戳T3。
4. NTP客户端在T4时刻接收到该应答报文。
通过上面的NTP报文交互，NTP客户端获得4个时间参数，分别为T1、T2、T3、T4。由于NTP客户端和NTP服务器的时钟完全精确，我们可以通过以下公式计算出NTP客户端与NTP服务器之间的时间差，也就是NTP客户端需要调整的时间。
首先计算NTP报文从NTP客户端发送到NTP服务器所需要的时间Delay，Delay = [ ( T4 - T1 ) - ( T3 - T2 ) ] / 2
以T4时刻为例，在这个时刻点，NTP服务器发送过来的报文被NTP客户端接收到时，服务器的时刻已经为T3 + Delay。那么时间差Offset可由以下公式进行计算：T4 + Offset = T3 + Delay
公式整理之后，Offset = T3 + Delay - T4 = T3 + [ ( T4 - T1 ) - ( T3 - T2 ) ] / 2 - T4 = [ ( T2- T1 ) + ( T3 - T4 ) ] / 2。
NTP客户端根据计算得到Offset来调整自己的时钟，实现与NTP服务器的时钟同步。
NTP报文格式
NTPD
ntpd程序是一个操作系统守护进程，它将系统时钟同步到远程NTP时间服务器或本地参考时钟，是RFC 5905定义的NTPv4的完整实现，同时兼容RFC 1305定义的v3以及RFC 1059和RFC 1119定义的v1和v2。该程序可以在多种模式下运行，包括客户机/服务器、对称和广播模式等。
1. 启动ntpd后，使用ntpq -p命令可以列出目前我们的 ntp 与相关的上层 ntp 的状态，各字段的意义为
2. 配置信息。
ntpd的配置文件为/etc/ntp.conf，其中restrict用于设置访问权限，server用来设置上层时间服务器。
- restrict设置语法为
restrict IP地址 mask 子网掩码 parameter，用于给指定的客户端访问本服务器的权限。参数主要有：
- server设置语法为
server [IP] [parameter]，参数主要有：
IP为127.127.1.0表示将本地时钟设置为时钟源，并用fudge 127.127.1.0 stratum 1-16设置本地时钟源的层次。
NTP测试
1. 配置：
一层服务端配置
restrict 192.168.131.0 mask 255.255.255.0 nomodifyserver ntp.aliyun.comserver time1.cloud.tencent.comserver ntp.tuna.tsinghua.cnserver cn.ntp.org.cnpeer 192.168.131.129tos orphan 5二层服务端配置
restrict 192.168.131.0 mask 255.255.255.0 nomodifyserver 192.168.131.128server 192.168.131.129tos orphan 5客户端配置
server 192.168.131.130配置完成后，重启ntpd服务。
2. 运行状态
一层服务端状态
[root@localhost ~]# ntpq -np remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== *203.107.6.88 100.107.25.114 2 u 55 64 377 63.952 -0.534 7.245 +106.55.184.199 100.122.36.196 2 u 16 64 377 68.024 2.649 15.875 101.6.6.172 .STEP. 16 u - 1024 0 0.000 0.000 0.000 36.154.179.82 .STEP. 16 u - 1024 0 0.000 0.000 0.000 +192.168.131.129 203.107.6.88 3 u 8 64 377 0.018 1.362 6.384二层服务器状态
[root@localhost ~]# ntpq -np remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== *192.168.131.128 203.107.6.88 3 u 13 64 177 0.241 123.952 18.977 +192.168.131.129 106.55.184.199 3 u 27 64 177 0.585 89.626 25.345客户端状态
[root@localhost ~]# ntpq -np remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== *192.168.131.130 192.168.131.128 4 u 18 64 377 0.380 -50.947 90.427断开一台一层服务器(128)的网络连接，原先连接128的二层服务器130会切换到另一台一层服务器129。
[root@localhost ~]# ntpq -np remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== +192.168.131.128 203.107.6.88 3 u 916 128 200 0.324 -7.641 5.337 *192.168.131.129 106.55.184.199 3 u 23 128 377 0.440 14.100 6.423
