Ntp原理和客户端程序的设计优质PPT.ppt

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用于发送报告有关数据包的传送错误的协议。

TCP：

为应用程序提供可靠的通信连接。

适合于一次传输大批数据的情况，滑动窗口协议。

三次握手：

abbaabUDP：

提供了无连接通信，且不对传送包进行可靠的保证，适合于一次传输少量数据。

应用层：

telnet,ftp,smtp,pop3.dns,snmp,http,tftp传输层：

tcp/udp网络层：

icmp,igmp,ipv4,ipv6,bgp,rip网络接口层:

arp,rarp,mpls,ppp,slip,Ntp原理和客户端程序的设计,一.网络基础二.Socket介绍和常用函数三.udp编程四.Ntp协议和客户端程序的实现和调试五.TCP编程六.Tcp和Udp客户端服务端的例子七.开发环境的构建和TortoiseSVN,二.1.socket概念,在Linux中的网络编程是通过socket接口来进行的。

socket是一种特殊的I/O接口，它也是一种文件描述符，是一种常用的进程之间通信机制，通过它不仅能实现本地机器上的进程之间的通信，而且能够实现不同机器上的进程之间的通信。

有三种类型:

流式（SOCK_STREAM）数据报（SOCK_DGRAM）原始（SOCK_RAW）,二.2.Socket相关数据结构,structsockaddrunsignedshortsa_family;

/*协议族*/charsa_data14;

/*协议地址，包含该socket的IP地址和端口号。

*/;

structsockaddr_inshortintsa_family;

/*协议族*/unsignedshortintsin_port;

/*端口号*/structin_addrsin_addr;

/*IP地址*/unsignedcharsin_zero8;

/*填充0以保持与structsockaddr同样大小/;

这两个数据类型是等效的，可以相互转换，通常使用sockaddr_in更为方便,二.3SocketAPI相关常用函数,基本函数:

socket（）bind（）connect（）listen（）accept（）send（）recv（）sendto（）shutdown（）recvfrom（）close（）.字节顺序:

htons（）htonl（）ntohs（）ntohl（）.字符串的IP和32位的IP:

（“192.168.0.1”structin_addr）inet_aton（）,inet_pton（）,inet_addr（）.IP和域名的转换:

gethostbyname（）getaddrinfo（）gethostbyaddr（）.其它属性相关函数set/getsockopt（）fcntl（）ioctl（）select（）getsockname,二.3SocketAPI部分函数说明,socket（）：

用于建立一个socket连接。

bind（）：

用于将本地IP地址绑定到端口号，主要用于TCP的连接，listen（）：

用于创建一个等待队列，在其中存放未处理的客户端连接请求。

accept（）：

用于等待并接收客户端的连接请求，它通常从等待队列中取出第一个未处理的连接请求。

connect（）：

在TCP中用于与服务器端建立连接，send（）和recv（）：

分别用于发送和接收数据，,Ntp原理和客户端程序的设计,一.网络基础二.Socket介绍和常用函数三.udp编程四.Ntp协议和客户端程序的实现和调试五.TCP编程六.Tcp和Udp客户端服务端的例子七.开发环境的构建和TortoiseSVN,三.1UDP介绍,UDP协议是一种无连接、不可靠的传输层协议。

使用该协议只是把应用程序传来的数据加上UDP头包括端口号、段长等字段，作为UDP数据包发送出去，但是并不保证数据包能到达目的地，其可靠性由应用层来提供。

就像发送一封写有地址的一般信件，却不保证信件能到达一样。

因为协议开销少，与TCP协议相比，UDP更适用于应用在低端的嵌入式领域中。

很多场合中，如网络管理SNMP、域名解析DNS、简单文件传输协议TFTP，大都使用UDP协议。

UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。

虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，这无疑使速度受到严重的影响。

而UDP将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大地降低了执行时间，使速度得到了保证。

UDP协议的最早规范于1980年发布，尽管时间已经很长，但是UDP协议仍然继续在主流应用中发挥着作用，包括视频电话会议系统在内的许多应用都证明了UDP协议的存在价值。

因为相对于可靠性来说，这些应用更加注重实际性能，所以为了获得更好的使用效果（例如，更高的画面帧刷新速率）往往可以牺牲一定的可靠性（例如，会面质量）。

这就是UDP和TCP两种协议的权衡之处。

根据不同的环境和特点，两种传输协议都将在今后的网络世界中发挥更加重要的作用。

三.2UDP协议的流程图,Ntp原理和客户端程序的设计,一.网络基础二.Socket介绍和常用函数三.udp编程四.Ntp协议和客户端程序的实现和调试五.TCP编程六.Tcp和Udp客户端服务端的例子七.开发环境的构建和TortoiseSVN,四.1Ntp介绍和特点,NTP（NetworkTimeProtocol）是由美国德拉瓦大学的DavidL.Mills教授于1985年提出，除了可以估算封包在网络上的往返延迟外，还可独立地估算计算机时钟偏差，从而实现在网络上的高精准度计算机校时，它是设计用来在Internet上使不同的机器能维持相同时间的一种通信协议。

NTP是一个跨越广域网或局域网的复杂的同步时间协议，它通常可获得毫秒级的精度。

RFC2030Mills1996描述了SNTP（SimpleNetworkTimeProtocol），目的是为了那些不需要完整NTP实现复杂性的主机，它是NTP的一个子集。

特点:

1.从UTC获取标准时间2.NTP服务器分层提供服务3.过滤算法选择时间的最佳路径和来源4.识别机制抗干扰和恶意破坏,四.2NTP数据包格式,Ntp数据包格式的介绍在在RFC2030的第404行NTPpacket=NTPheader+FourTimeStamps=48bytes+header,16bytes233888共32bitsLIVNModeStratumPollPrecisionRootDelay（32bits）RootDispersion（32bits）ReferenceIdentifier（32bits）Timestamp1,8bytesReferenceTimestamp（64bits）Timestamp2,8bytesOriginateTimestamp（64bits）Timestamp3,8bytesReceiveTimestamp（64bits）Timestamp4,8bytesTransmitTimestamp（64bits）KeyIdentifier（optional）（32bits）Messagedigest（optional）（128bits）,四.3NTP数据包各字段的说明,字段说明（请阅读RFC2030的453行）*LI：

LeapYearIndicator,跳跃指示器，警告在当月最后一天的最终时刻插入的迫近闺秒（闺秒）。

*VN：

VersionNumber,版本号。

*Mode：

模式,0预留；

1对称行为；

3客户机；

4服务器；

5广播；

6NTP控制信息*Stratum：

层级。

*Poll：

PollInterval,有符号整数表示连续信息间的最大间隔。

*Precision：

有符号整数表示本地时钟精确度。

*RootDelay:

有符号固定点序号表示主要参考源的总延迟,很短时间内的位15到16间的分段点。

*RootDispersion：

无符号固定点序号表示相对于主要参考源的正常差错。

*ReferenceIdentifier：

识别特殊参考源。

*ReferenceTimestamp*OriginateTimestamp:

这是向服务器请求分离客户机的时间,采用64位时标格式。

*ReceiveTimestamp:

这是向服务器请求到达客户机的时间，采用64位时标（Timestamp）格式。

*TransmitTimestamp:

这是向客户机答复分离服务器的时间,采用64位时标（Timestamp）格式。

*Authenticator（可选）：

主要标识符和信息数字域就包括已定义的信息认证代码（MAC）信息。

四.4NTP较时客户端程序的操作,客户端:

1.初始化数据报头按如下初始化:

第一个字节和TransmitTimestamp（可以不）填上对应的内容.其它部分清02.向服务器发送请求3.等待服务器返回4.解析服务器返回的内容（在RFC2030的第631行）原文如下:

AunicastoranycastclientinitializestheNTPmessageheader,sendstherequesttotheserverandstripsthetimeofdayfromtheTransmitTimestampfieldofthereply.Forthispurpose,alloftheNTPheaderfieldsshownabovecanbesetto0,exceptthefirstoctetand（optional）TransmitTimestampfields.Inthefirstoctet,theLIfieldissetto0（nowarning）andtheModefieldissetto3（client）.TheVNfieldmustagreewiththeversionnumberoftheNTP/SNTPserver;

四.5时间戳格式（timestampformat）,时间戳格式（timestampformat）在RFC2030的第350行低32位是整数部分.高32位是小数部分NTP服务器上的时间戳为从1900年1月1日0时0分开始到至今的秒数（UTC时间）PC机上的时间戳为1970年1月1日0时0分到至今的秒数（程序中的time（NULL）返回的是UTC时间）,四.5时间的计算（网络延时与时钟偏差的测量）,TimestampNameIDWhenGeneratedOriginateTimestampT1timerequestsentbyclientReceiveTimestampT2timerequestreceivedatserverTransmitTimestampT3timereplysentbyserverDestinationTimestampT4timereplyreceivedatclientt为服务器和客户端之间的时间偏差；

d为两者之间的往返时间T2=T1+t+d/2;

T2-T1=t+d/2;

T4=T3-t+d