什么是网络时间协议？ 它为什么如此重要？

所有计算机都需要使用相同的时间吗？

由于规划、维护、调试和保护网络都涉及确定事件发生的时间并且需要准确的时间，因此时间同步在计算机网络中至关重要。 然而，由于计算机的时钟每天有几分钟或几秒钟的变化，因此很难保持精确的时间。

因此，路由器、服务器、设备和交换机使用网络时间协议 (NTP) 来解决网络时间同步问题。 然而，为什么 NTP 如此重要，它又是如何运作的呢？

网络时间协议：它是什么？

由于网络时间协议，TCP/IP 网络设备可以在相同的调整时间运行，网络时间协议是一种在线协议，可将网络中的计算机时钟时间同步到 UTC 的几毫秒内。 这包括计算机客户端-服务器应用程序和协议。 它是跨网络时间同步的基础，在纠正服务器传输问题方面非常成功。

NTP 于 1985 年由特拉华大学的 Dave Mills 首次创建，但它现在是一种广泛使用的开源协议。

你知道网络时间协议是如何工作的吗？

NTP使用三个步骤来同步时间：

• 协议客户端请求时间服务器共享数据。
• 客户端确定其偏移量和延迟并重新调整以与服务器时间同步。
• 为了保持时钟的时间准确性，必须在 10 分钟（或偶尔每小时）内进行六次交换。 这些消息使用用户数据报协议 (UDP)（端口 123）来执行修改。

层级如何运作？

协调世界时 (UTC) 源的层或分离级别严格按层次结构排列。

专门为传达这一“真实时间”而创建的卫星系统使用 stratum 0（即零地时钟）来发送真正的 UTC。 因此，0 层时钟作为所有其他时钟的基础和标准。 原子钟和 GPS 时钟就是两个例子。
Stratum 1：为了获得实时性，这些计算机硬件/系统直接连接到 Stratum 0。
Stratum 2：这些时间服务器的正确时间来自 Stratum 1。
Stratum 3：这些计算机连接到 Stratum 2 服务器，为它们提供准确的时间信息。

NTP 层次结构不断下降，随着时间的推移，时间准确性下降。 NTP 层级共有 16 层； 第 16 层表示不同步的设备。

在为网络设置时间服务器时应考虑西格尔定律：

戴手表的人知道时间。 佩戴两块时计的人永远无法确定。

根据这个规则，拥有两个 NTP 服务器使得黑客很难确定哪个是真实的。 最佳选择是使用两个 stratum 0 服务器，因为它们的准确性很高，尽管 stratum 0 和 stratum 1 服务器的组合也可以很好地工作。

网络时间协议的特点

尽管 NTP 提供了许多功能，但以下两个是最关键的功能：

UTC：NTP 使用 UTC 同步时间，此时间随后可通过网络获得。 利用时间服务器，UTC 可以分布在整个网络中。
时间服务器：“时间服务器”是为时间同步而设计的特定计算机。 因为不可能为每台计算机配备可以访问原子和 GPS 时钟的接收器以通过网络接收和发送时间，所以时间服务器是专门的。

另一个值得一提的特性是 NTP 纠正或补偿服务器信息交换错误的能力，无论缺陷或漏洞有多小。 其次，它使时间保持极其一致和可靠，使其成为需要时间同步组件正常工作的企业的绝佳工具。 这些机构包括医院、金融机构、安全机构和运输/交通控制系统，如火车和飞机。

NTP 和时间同步的重要性

设备之间的微小时间差异可能会导致混乱。 准确性是至关重要且无价的要求，而不是奢侈品。 虽然还有其他情况会发生这种情况，但以下三种情况说明了 NTP 的重要性。

1. 安全

安全系统需要同步时间来阻止犯罪并在犯罪发生时打击犯罪。 当安全摄像头使用时间戳实时捕捉事件时，跟踪证据和破案要简单得多。 对于最高级别的安全性，时间同步是一个至关重要的优势。

2. 日志中的时间戳

根据它们被放置在计算机中的时间，软件程序等文件有到期日期或更新日历，这些日历带有时间戳以保证和保证。

这些程序的编码指令后跟同步时间。 该准则也适用于可能在设定时间跨机器网络进行的与维护相关的自动文件系统更新和错误补丁。

3.时间相关操作的组织

具有程序性质的项目必须按特定顺序完成。 当流程分发给从事同一项目的多个团队成员时，同步时间对于成功至关重要。 一些或所有阶段可能是时间敏感的。

4. 通信和消息

根据具体情况，时间戳在电子邮件、短信和送达报告等组件中非常重要。 NTP 在广播和电信系统中也非常有用。

5.解决问题

在网络故障排除中使用 NTP 和时间同步非常有益。

6. 增加清晰度和准确性

为了精确度和准确度，一些医疗操作需要定时医疗设备。 生与死可能取决于同步时间的存在与否。

7. 时间的真实价值

区域时区不是直接由 NTP 引起的，但同步时间是允许区域时钟根据协调世界时 (UTC) 运行的原因。 例如，拉各斯和东京的当地时间是不一样的。 但是因为同步时间很有用，我们可以保持区域时间差异的精确性。

8.交通管理

为了防止碰撞事故，铁路和空中交通管制等精密基础设施在很大程度上依赖于同步时间来安排轨道切换（对于火车）以及从空中交通管制塔台向安全着陆飞机发出指令。

九、评价与检查

任何类型的可信审计或取证调查只有在同步时间的帮助下才可行。

10.可靠的时间

由于只有少数设备用户精通技术，可以手动更改他们的时间设置以精确、正确地表示实际时间，因此自动时间同步为许多设备用户简化了事情。

互联网依赖于网络时间协议

称为网络时间协议的在线协议有助于通过数据网络在计算机之间进行时间同步和通信。 自 1985 年成立以来，它经历了几次变化，包括合并了地层。 随着最近的技术发展，NTP 将很快被用于 Metaverse 和 Web3 领域，因为它的潜在用途是无限的。