基于STM32控制器的SNTP授時服務器的研究與設計

2 SNTP協(xié)議分析
SNTP即簡單網(wǎng)絡時間協(xié)議，它是一個用于局域網(wǎng)子網(wǎng)末端的時間同步協(xié)議，其要求在操作過程中只允許存在一個可靠的同步時鐘源，是
NTP協(xié)議的一個簡化版本。
2．1 SNTP的同步原理
SNTP協(xié)議主要通過同步算法來交換時間服務器和客戶端的時間戳，從而估算出數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡上的往返延遲，進而獨立地估算系統(tǒng)的時鐘偏差。它的時間同步原理的傳輸模型如圖2所示。

圖2中，T1為客戶方發(fā)送查詢請求時間(以客戶方時間系統(tǒng)為參照)，T2為服務器收到查詢請求時間(以服務器時間系統(tǒng)為參照)，T3為服務器回復時間信息包時間(以服務器時間系統(tǒng)為參照)，T4為客戶方收到時間信息包時間(以客戶方時間系統(tǒng)為參照)，D1為請求信息在網(wǎng)上傳播所消耗的時間，D2為回復信息在網(wǎng)上傳播所消耗的時間。假設請求和回復在網(wǎng)上的傳播時間相同，即：δ1=δ2，則可得出如下公式：

式中，θ為客戶端時間與標準時間之差，δ為信息在網(wǎng)上傳播的時間。可以看到，θ、δ只與T2、T1的差值和T4、T3的差值相關，而與T2、T3的差值無關，即最終的結(jié)果與服務器處理請求所需的時間無關。據(jù)此，客戶端(CLIENT)即可通過T1、T2、T3、T4十算出的時差0去調(diào)整本地時鐘。
2．2 SNTP協(xié)議格式
SNTP消息一般封裝在UDP報文中，UDP的端口號是123，UDP頭中的源端口和目的端口是一樣的。SNTP消息緊跟在IP和UDP報頭之后，其協(xié)
議格式如圖3所示。

圖3中，U為跳躍指示器，可警告在當月最后一天的最終時刻插入的迫近閨秒(閨秒)。VN表示版本號。Mode為模式，該字段包括以下值：
O(預留)；1(對稱行為)；3(客戶機)；4(服務器)；5(廣播)；6(NTP控制信息)。Stratum用于對本地時鐘級別的整體識別。Poll表示有符號整
數(shù)表示連續(xù)信息間的最大間隔。Precision表示有符號整數(shù)，表示本地時鐘精確度。Root Delay為有符號固定點序號，表示主要參考源的總延遲，如很短時間內(nèi)的15到16間的分段點。Root Dispersion為無符號固定點序號表示相對于主要參考源的正常差錯，如很短時間內(nèi)的位15到16間的分段點。