ntp實現原理

我們看一下為啥說ntp從實現時間同步的角度來說是很簡單的。在pc上，以windows為例，手動關閉打開一下自動更新時間，會觸發一次ntp時間同步。

這個時候，我們可以拿到ntp完整的request/response報文，如下:

ntp client request:

ntp server response:

如上圖，我們可以看到，我們可以拿到同步原理提到的t1, t2, t3；而t4是client接收到server response時的時間，那么上述時間分別是如何來的呢。

* t1: client發送request的前一刻，記下當前utc時間，然后塞入到request transmit timestamp中去。但是這個不能作為真正的t1來使用，因為前面提到了，ntp是使用的udp，所以有可能會丟包。因此真正的t1應該ntp server收到client request時，從request報文中提取到t1，最后再給到client使用。也就是上圖的t1。
* t2: 也就是server收到client request的時間
* t3: server發送response的時間
* t4: client收到server response的時間
  
  知道這些原理之后，我們就可以很好設計出我們的代碼實現思路，如下：
 

C++                  
//ntp client                  
// send request with t1                  
std::chrono::time_point_cast(          
        std::chrono::system_clock::now());          
std::time_t time_stamp = time_point.time_since_epoch().count();          
request_message_- >SetTransTs(time_stamp);          
int ret = SendMsg(request_message_- >GetData(), MESSAGE_LENGTH);          


// receive response, and get t1, t2, t3          
int ret = RecvMsg(request_message_- >GetData(), MESSAGE_LENGTH);          
auto req_tx_ts_ = response_message_- >GetOriginTs();  // t1          
auto req_rx_ts_ = response_message_- >GetRecvTs();    // t2          
auto resp_tx_ts_ = response_message_- >GetTransTs();  // t3          
auto time_point = std::chrono::time_point_cast(          
        std::chrono::system_clock::now());          
std::time_t time_stamp = time_point.time_since_epoch().count();          
auto resp_rx_ts_us_ = static_cast(time_stamp);  // t4            

auto offset =            
        req_rx_ts_us_ - req_tx_ts_us_ + resp_tx_ts_us_ - resp_rx_ts_us_;            
offset /= 2;            

// adjust the clock            
AdjustClock(offset);

C++                  
// ntp server                  
// receive ntp request message                  
RecvMsg(request_message_- >GetData(), MESSAGE_LENGTH);                  
// get receive request_frame timestamp, get t1, t2                  
auto time_point = std::chrono::time_point_cast(          
        std::chrono::system_clock::now());          
auto req_rx_ts = time_point.time_since_epoch().count();//t2          
auto req_tx_ts = request_message_- >GetTransTs();//t1          

// send ntp response message          
response_message_- >SetOriginTs(req_tx_ts);//t1          
response_message_- >SetRecvTs(req_rx_ts);//t2          
auto time_point = std::chrono::time_point_cast(          
        std::chrono::system_clock::now());          
auto resp_tx_ts = time_point.time_since_epoch().count();          
response_message_- >SetTransTs(resp_tx_ts);//t3          
SendMsg(response_message_- >GetData(), MESSAGE_LENGTH);