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如今時間在任何網絡中都扮演著重要的角色,對于金融和科研機構來說,時間同步必須準確到十億分之一秒—某些特定情況下甚至是一萬億分之一秒,如今即使是商業和工業組織也開始推動亞毫秒級的同步精度。
為什么我們不能將我們的計算機更新到NIST的公共NTP服務器,那是因為延遲的存在,這使更好同步變得不可能。打個比方,真空中光速很,一個光子每秒可以環繞我們的世界跑七次以上,即使它在典型的光纖網絡中傳播速度慢了大約
31%,就 31%的時間,你也可以輕松地在不到十分之一秒的時間內中途傳輸一位數據環游世界。

我們都知道,如果是加上交換機、路由器和其他網絡基礎設施,十分之一秒就會成倍增加。如果沒有專門的設備,您的網絡會突然從美國的 NIST 或英國的 NPL 中斷一秒鐘。假設一家金融機構恰好擁有100股某公司的股票。關于某公司的重大新聞爆發,金融機構不僅將這
100 股股票賣給了一個投資者,而且在一秒鐘內賣給了幾個投資者,但由于該機構的服務器彼此不同步,因此無法確定購買的是哪家訂單是先來的。
網絡時間協議—NTP:即網絡時間協議,已被廣泛采用作為網絡計時的一種手段,目前它已是第四個主要版本。分層系統具有稱為層的不同層。頂層的Stratum 0設備包括原子鐘,就像 GNSS 衛星中的那些。
Stratum 1或主時間服務器,每個都與一個Stratum 0時鐘一對一直接連接,實現與Stratum 0時鐘的微秒級同步,并連接到其他
Stratum 1 服務器以進行快速健全性測試和數據備份。Stratum 2 服務器可以連接到多個主要時間服務器,以實現更緊密的同步和更高的準確性,等等。NTP 多支持 15 個層,但每個層都會從層 0 稍微減少客戶端同步。
當前實現的 64 位時間戳被分成兩個相等的 32 位部分:前半部算秒數剛好超過136年,后半部分表示幾分之一秒到皮秒級,對 NTPv4 的128位時間戳的擬議更新會將時間尺度增加到略低于6000億年,并將時間分辨率增加到不到飛秒。
準確時間協議—PTP,或準確時間協議,是另一種基于網絡的
時間同步標準,但不是毫秒級同步,PTP網絡旨在實現納秒級甚至皮秒級同步。對于大多數商業和工業應用程序,NTP 已經足夠準確,但如果您需要更嚴格的同步和時間戳,則需要遷移到PTP服務器。
為什么PTP時間戳如此準確?它使用硬件時間戳而不是軟件,并且像任何其他精細的科學儀器一樣,PTP設備專用于一個專門目的:保持設備同步。僅出于這個原因,PTP網絡具有更清晰的時間分辨率,并且與NTP不同,PTP設備實際上會對同步消息在每個設備中花費的時間量進行時間戳,這說明了設備延遲。
每個PTP序列都涉及主從之間的一系列四個消息: