网络时间的那些事及 ntpq 详解

（也许其他发行版也是？）中只有简短的描述：“打印出该服务器已知的节点列表和它们的状态概要信息。”

我还没见到关于这个命令的说明文档，因此这里对此作一个总结，可以补充进 "" man page 中。更多的细节见这里 “”（原作者），和 .

是一个设计用于通过网络 ( 或者 ) 来同步计算机时钟的协议。引用：

网络时间协议（英语：Network Time Protocol，NTP）一种协议和软件实现，用于通过使用有网络延迟的报文交换网络同步计算机系统间的时钟。最初由美国特拉华大学的 David L. Mills 设计，现在仍然由他和志愿者小组维护，它于 1985 年之前开始使用，是因特网中最老的协议之一。

想了解更多有关时间和 NTP 协议的知识，可以参考 “”和。早期的“Network Time Protocol (Version 3) RFC” (, or , Appendix E, The NTP Timescale and its Chronometry, p70) 包含了对过去 5000 年我们的计时系统的变化和关系的有趣解释。维基百科的文章和提供了更宏观的视角。

命令 "ntpq -q" 输出下面这样的一个表：

remote refid st t when poll reach delay offset jitter

==============================================================================

LOCAL(0) .LOCL. 10 l 96h 64 0 0.000 0.000 0.000

*ns2.example.com 10.193.2.20 2 u 936 1024 377 31.234 3.353 3.096

更多细节

表头

remote – 用于同步的远程节点或服务器。“LOCAL”表示本机（当没有远程服务器可用时会出现）

refid – 远程的服务器进行同步的更高一级服务器

st – 远程节点或服务器的（级别，NTP 时间同步是分层的）

t – 类型 (u: 或客户端, b: 或客户端, l: 本地时钟, s: 对称节点（用于备份）, A: 选播服务器, B: 广播服务器, M: 多播服务器, 参见““)

when – 最后一次同步到现在的时间 (默认单位为秒, “h”表示小时，“d”表示天)

poll – 同步的频率：建议在 NTPv4 中这个值的范围在 4 (16秒) 至 17 (36小时) 之间（即2的指数次秒），然而观察发现这个值的实际大小在一个小的多的范围内：64 (2⁶ )秒至 1024 (2¹⁰ )秒

reach – 一个8位的左移移位寄存器值，用来测试能否和服务器连接，每成功连接一次它的值就会增加，以显示

delay – 从本地到远程节点或服务器通信的往返时间（毫秒）

offset – 主机与远程节点或服务器时间源的时间偏移量，offset 越接近于0，主机和 NTP 服务器的时间越接近(以表示，单位为毫秒)

jitter – 与远程节点同步的时间源的平均偏差（多个时间样本中的 offset 的偏差，单位是毫秒），这个数值的绝对值越小，主机的时间就越精确

字段的统计代码

表中第一个字符（统计代码）是状态标识（参见），包含 " "，"x"，"-"，"#"，"+"，"*"，"o"：

" " – 无状态，表示:
- 没有远程通信的主机
- "LOCAL" 即本机
- （未被使用的）高层级服务器
- 远程主机使用的这台机器作为同步服务器

“x” – 已不再使用

“-” – 已不再使用

“#” – 良好的远程节点或服务器但是未被使用（不在按同步距离排序的前六个节点中，作为备用节点使用）

“+” – 良好的且优先使用的远程节点或服务器（包含在组合算法中）

“*” – 当前作为优先主同步对象的远程节点或服务器

“o” – PPS 节点 (当优先节点是有效时)。实际的系统同步是源于秒脉冲信号（pulse-per-second，PPS），可能通过PPS 时钟驱动或者通过内核接口。

参考 .

refid

refid 有下面这些状态值

一个IP地址 – 远程节点或服务器的

.LOCL. – 本机 (当没有远程节点或服务器可用时）

.PPS. – 时间标准中的“”（秒脉冲）

.IRIG. – 时间码

.ACTS. – 美国电话调制器

.NIST. –美国 NIST 标准时间电话调制器

.PTB. – 德国时间标准电话调制器

.USNO. – 美国电话调制器

.CHU. – (, Ottawa, ON, Canada) 标准时间无线电接收器

.DCFa. – (, Mainflingen, Germany) 标准时间无线电接收器

.HBG. – (LF Prangins, Switzerland) 标准时间无线电接收器

.JJY. – (LF Fukushima, Japan) 标准时间无线电接收器

.LORC. – -C station () 标准时间无线电接收器，注： (被废弃)

.MSF. – (LF, Anthorn, Great Britain) 标准时间无线电接收器

.TDF. – (MF, Allouis, France)标准时间无线电接收器

.WWV. – (HF, Ft. Collins, CO, America) 标准时间无线电接收器

.WWVB. – (LF, Ft. Collins, CO, America) 标准时间无线电接收器

.WWVH. – (HF, Kauai, HI, America) 标准时间无线电接收器

.GOES. – 美国;

.GPS. – 美国 ;

.GAL. – 欧洲 ;

.ACST. – 选播服务器

.AUTH. – 认证错误

.AUTO. – Autokey （NTP 的一种认证机制）顺序错误

.BCST. – 广播服务器

.CRYPT. – Autokey 协议错误

.DENY. – 服务器拒绝访问;

.INIT. – 关联初始化

.MCST. – 多播服务器

.RATE. – (轮询) 速率超出限定

.TIME. – 关联超时

.STEP. – 间隔时长改变，偏移量比危险阈值小(1000ms) 比间隔时间 (125ms)大

操作要点

一个时间服务器只会报告时间信息而不会从客户端更新时间（单向更新），而一个节点可以更新其他同级节点的时间，结合出一个彼此同意的时间（双向更新）。

时：

除非使用 iburst 选项，客户端通常需要花几分钟来和服务器同步。如果客户端在启动时时间与 NTP 服务器的时间差大于 1000 秒，守护进程会退出并在系统日志中记录，让操作者手动设置时间差小于 1000 秒后再重新启动。如果时间差小于 1000 秒，但是大于 128 秒，会自动矫正间隔，并自动重启守护进程。

当第一次启动时，时间频率文件（通常是 ntp.drift 文件，记录时间偏移）不存在，守护进程进入一个特殊模式来矫正频率。当时钟不符合时这会需要 900 秒。当校正完成后，守护进程创建时间频率文件进入普通模式，并分步校正剩余的偏差。

NTP 0 层（Stratum 0 ）的设备如原子钟（铯，铷），GPS 时钟或者其他标准时间的无线电时钟为 1 层（Stratum 1）的时间服务器提供时间信号。NTP 只报告时间（统一协调时，Coordinated Universal Time）。客户端程序使用从 UTC 导出本地时间。

NTP 协议是高精度的，使用的精度小于纳秒（2的 -32 次方）。主机的时间精度和其他参数（受硬件和操作系统限制）使用命令 “ntpq -c rl” 查看（参见通用变量和）。

“ntpq -c rl”输出参数

precision 为四舍五入值，且为 2 的幂数。因此精度为 2^precision （秒）

rootdelay – 与同步网络中主同步服务器的总往返延时。注意这个值可以是正数或者负数，取决于时钟的精度。

rootdisp – 相对于同步网络中主同步服务器的偏差(秒)

tc – NTP 算法（phase locked loop，锁相环路）或 (frequency locked loop，锁频回路) 时间常量

mintc – NTP 算法 PLL/FLL 最小时间常亮或“最快响应

offset – 由结合算法得出的系统时钟偏移量（毫秒）

frequency – 系统时钟频率

sys_jitter – 由结合算法得出的系统时钟平均偏差（毫秒）

clk_jitter – 硬件时钟平均偏差（毫秒）

clk_wander – 硬件时钟偏移( – 百分之一)

Jitter (也叫 timing jitter) 表示短期变化大于10HZ 的频率， wander 表示长期变化大于10HZ 的频率（Stability 表示系统的频率随时间的变化，和 aging, drift, trends 等是同义词）

操作要点（续）

NTP 软件维护一系列连续更新的频率变化的校正值。对于设置正确的稳定系统，在非拥塞的网络中，现代硬件的 NTP 时钟同步通常与 UTC 标准时间相差在毫秒内。（在千兆 LAN 网络中可以达到何种精度？）

对于 UTC 时间，可以每两年插入一次用于同步地球自传的变化。注意本地时间为时时间会有一小时的变化。在重同步之前客户端设备会使用独立的 UTC 时间，除非客户端使用了偏移校准。

闰秒发生时，会对当天时间增加或减少一秒。闰秒的调整在 UTC 时间当天的最后一秒。如果增加一秒，UTC 时间会出现 23:59:60。即 23:59:59 到 0:00:00 之间实际上需要 2 秒钟。如果减少一秒，时间会从 23:59:58 跳至 0:00:00 。另见 .

那么… 间隔阈值（step threshold）的真实值是多少: 125ms 还是 128ms？ PLL/FLL tc 的单位是什么 (log2 s? ms?)？在非拥塞的千兆 LAN 中时间节点间的精度能达到多少？

感谢 Camilo M 和 Chris B的评论。欢迎校正错误和更多细节的探讨。

谢谢 Martin

附录

从 1900 开始而 UNIX 的从 1970开始.

是逐渐进行的，因此时间的完全同步可能会画上几个小时。

可以被记录到

– 均方根

– 锁相环路

– 锁频回路

– 百万分之一，用于描述频率的变化

另见

NTP 的简明

一个更多细节的简明历史 “Mills, D.L., A brief history of NTP time: confessions of an Internet timekeeper. Submitted for publication; please do not cite or redistribute” ()

标准文档

Network Time Protocol (Version 3) RFC – , or . Appendix E, The NTP Timescale and its Chronometry, p70, 包含了对过去 5000 年我们的计时系统的变化和关系的有趣解释。

维基百科: 和

– The 10,000 Year Clock

John C Taylor –

其他

SNTP （Simple Network Time Protocol, ，简单网络协议）基本上也是NTP，但是少了一些基于实现的 NTP 的一些不再需要的内部算法。

Win32 时间是 SNTP 的非标准实现，没有精度的保证，并假设精度几乎有 1-2 秒的范围。（因为没有系统时间变化校正）

还有一个 Precision Time Protocol（精准时间协议）。见维基百科：。软件程序为。虫咬的功能是这是一个高精度主从同步系统，精度在毫秒级，使用 (TAI，，无闰秒)。数据报时间戳需要在网卡中启用。支持 PTP 的网络会对数据报记录时间戳以减少交换机路由器的影响。也可以在不记录时间戳的网络中使用 PTP 但可能应为时间偏差太大而无法同步。因此使用这个需要对网络进行设置。

更老的时间同步协议

DTSS – DEC公司的数字时间同步服务，被 NTP 所取代。例子：。（哪里有关于 DTSS 的文章或文档吗？）

，使用或 13 端口同步

和，使用协议同步

，使用 TCP 或 UDP 37 号端口同步

原文发布时间：2015-01-14

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