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西安电子科技大学通信工程学院 第七章 网络端到端性能测量（续） 时延(NTP)，带宽 西安电子科技大学通信工程学院 NTP的基本实现模型 发送进程收集数据库信息，并把NTP消息发送到对端机。各消息含有在发送时刻的本地时间戳，加上接收到的时间截，以及其它用以确定分层和管理协同的必要信息消息。 接收进程负责接收NTP消息，及其它协议的消息，以及来自直接相连的时钟的信息。采用过滤算法舍弃低劣的数据 NTP的基本实现模型 更新过程是在接收到消息的情况下启动。它处理来自各服务器的偏移数据，用时间选择算法选择最佳者。 本地时钟进程是用来对更新过程产生的偏移数据进行操作。使用时钟调节算法来调节本地时钟的相位和频率，通过本地时钟的步进改变或渐进相位调节使得本地时钟能够向系统中的其它用户提供稳定的时间信息来源 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。简单网络时间同步协议SNTP (Simple Network Time Protocol )用于那些不需要完整NTP实现的主机，它是NTP的一个子集。通常让局域网上的若干台主机通过因特网与其它NTP主机实现时钟同步，接着再向局域网内其他客户端提供时间同步服务。 NTP的体系结构 为了获得时间服务的最大可靠性和准确性，客户机通常要配置多个服务器以提供冗余，即要通过多条同步路径来同步于根部的初级时间服务器。 由时钟滤波器算法从中选出最好的抽样值作为相对于该服务器的偏移量。 经时钟选择算法，检测并丢弃时间误差较大的服务器，可能会有多个符合要求的服务器。 时钟合成算法以同步距离为权值，将这些符合要求的服务器的偏移量进行极大似然平均，生成本地时钟最终的相位校正值。 时钟滤波算法 在网络时间协议版本3中，采用最小时延准则。即在所有的数据中选取网络传输时延最小的偏移量数据。 误差降至原来的十分之一左右 时钟选择算法 时钟选择算法主要用在网络时间协议的系统处理模块的时钟选择部分，负责从一组时间服务器中选择出质量最好一组的服务器。 交集(Intersection)算法构造一个符合成为同步源条件的候选时钟列表，分别为每个时钟计算置信区间，并淘汰错误的时钟。 群集(Clustering)算法则是通过对时间服务器的质量信息进行排序，选出质量最好的一组服务器。 交集(Intersection)算法 群集(Clustering)算法 对于Intersection算法得出的正确时钟集合中的时间服务器，Clustering算法根据服务器接接口模块提供的网络传输时延信息和偏移量信息，分别计算每个服务器的同步距离。 从 Intersection算法得出正确服务器后，Clustering算法先按层排序再按离差排序。 在这个算法中，丢弃具有最大的候选点，并重复该过程，直到剩下指定数目的服务器(至少有一个)，这样就得到了质量最优的一组时间服务器。 时钟合成算法 时钟合成算法对经过选择的时间服务器提供的时间信息利用加权平均算法进行分析综合，得出精确的当前时间信息。 NTP同步距离是这样定义的: M代表选择算法之后剩余的候选服务器个数 ， 代表本地时钟相对于第i个候选服务器的偏移量； 代表本地计算机相对于第i个服务器的距离 本地时钟校正 时钟校正算法对时钟进行的矫正分为线性相位调整和非线性相位调整。 线性相位调整是对时钟进行渐进的调整。首先线性相位调整把时钟矫正信息到达的间隔分为多个小的时钟调整间隔段，然后把对接收到的时钟矫正量划分为小的时钟调整量，在时钟调整间隔按照时钟调整量对时钟进行矫正，这样时钟看起来就是渐进调整的，而且随机的时钟矫正信息所带来的误差也就减至最小。 非线性相位调整用于处理接收到时钟矫正量较大的情况，这种情况一般认为本地时钟是没有同步的，因此立即使用接收到的时钟矫正量立即对本地时钟进行矫正效果会更好。 NTP的报文格式 NTP协议属于应用层协议，采用UDP协议传输，其端口号为123。 NTP的报文格式 Leap Indicator (LI)：跳跃指示器，2位，用来表示在当天的最后一分钟中是否应该插入或删除一个闰秒。 Mode：模式，该字段包括以下值:0一预留;1-主动对称模式;3一客户机模式;4-服务器模式;5-广播模式;6-保留作NTP控制信息；7-保留作私用。 Stratum：对本地时钟级别的整体识别，表示本地时钟的层次，为8位数。0-未指定；1-主参考源；2-255-次参考源。 Poll：8位有符号整数，表示连续消息间的最大间隔，单位是秒。 Precision：8位有符号整数，表示本地时钟精确度，单位是秒。 Root Delay：32位有符号定点数，表示主参考源的总