golang ntp協議客戶端

NTP（Network Time Protocol，網絡時間協議）是由RFC 1305定義的時間同步協議，用來在分佈式時間服務器和客戶端之間進行時間同步。NTP基於UDP報文進行傳輸，使用的UDP端口號爲123。

使用NTP的目的是對網絡內所有具有時鐘的設備進行時鐘同步，使網絡內所有設備的時鐘保持一致，從而使設備能夠提供基於統一時間的多種應用。

對於運行NTP的本地系統，既可以接收來自其他時鐘源的同步，又可以作爲時鐘源同步其他的時鐘，並且可以和其他設備互相同步。

其實NTP協議是很簡單的協議，據說很快就要被代替了，之前還寫過一個python解析flv協議文件代碼，這些應用層協議都是開放的，不是私有的，知道協議是很容易解析出的，不說廢話了

ntp.go

package main

import (
	"bytes"
	"encoding/binary"
)

const (
	UNIX_STA_TIMESTAMP = 2208988800
)

/**
NTP協議 http://www.ntp.org/documentation.html
@author [email protected]
*/
type Ntp struct {
	//1:32bits
	Li        uint8 //2 bits
	Vn        uint8 //3 bits
	Mode      uint8 //3 bits
	Stratum   uint8
	Poll      uint8
	Precision uint8
	//2:
	RootDelay           int32
	RootDispersion      int32
	ReferenceIdentifier int32
	//64位時間戳
	ReferenceTimestamp uint64 //指示系統時鐘最後一次校準的時間
	OriginateTimestamp uint64 //指示客戶向服務器發起請求的時間
	ReceiveTimestamp   uint64 //指服務器收到客戶請求的時間
	TransmitTimestamp  uint64 //指示服務器向客戶發時間戳的時間
}

func NewNtp() (p *Ntp) {
	//其他參數通常都是服務器返回的
	p = &Ntp{Li: 0, Vn: 3, Mode: 3, Stratum: 0}
	return p
}

/**
構建NTP協議信息
*/
func (this *Ntp) GetBytes() []byte {
	//注意網絡上使用的是大端字節排序
	buf := &bytes.Buffer{}
	head := (this.Li << 6) | (this.Vn << 3) | ((this.Mode << 5) >> 5)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, uint8(head))
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.Stratum)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.Poll)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.Precision)
	//寫入其他字節數據
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.RootDelay)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.RootDispersion)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.ReferenceIdentifier)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.ReferenceTimestamp)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.OriginateTimestamp)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.ReceiveTimestamp)
	binary.Write(buf, binary.BigEndian, this.TransmitTimestamp)
	//[27 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
	return buf.Bytes()
}

func (this *Ntp) Parse(bf []byte, useUnixSec bool) {
	var (
		bit8  uint8
		bit32 int32
		bit64 uint64
		rb    *bytes.Reader
	)
	//貌似這binary.Read只能順序讀，不能跳着讀，想要跳着讀只能使用切片bf
	rb = bytes.NewReader(bf)
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit8)
	//向右偏移6位得到前兩位LI即可
	this.Li = bit8 >> 6
	//向右偏移2位,向右偏移5位,得到前中間3位
	this.Vn = (bit8 << 2) >> 5
	//向左偏移5位，然後右偏移5位得到最後3位
	this.Mode = (bit8 << 5) >> 5
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit8)
	this.Stratum = bit8
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit8)
	this.Poll = bit8
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit8)
	this.Precision = bit8

	//32bits
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit32)
	this.RootDelay = bit32
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit32)
	this.RootDispersion = bit32
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit32)
	this.ReferenceIdentifier = bit32

	//以下幾個字段都是64位時間戳(NTP都是64位的時間戳)
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit64)
	this.ReferenceTimestamp = bit64
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit64)
	this.OriginateTimestamp = bit64
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit64)
	this.ReceiveTimestamp = bit64
	binary.Read(rb, binary.BigEndian, &bit64)
	this.TransmitTimestamp = bit64
	//轉換爲unix時間戳,先左偏移32位拿到64位時間戳的整數部分，然後ntp的起始時間戳 1900年1月1日 0時0分0秒 2208988800
	if useUnixSec {
		this.ReferenceTimestamp = (this.ReceiveTimestamp >> 32) - UNIX_STA_TIMESTAMP
		if this.OriginateTimestamp > 0 {
			this.OriginateTimestamp = (this.OriginateTimestamp >> 32) - UNIX_STA_TIMESTAMP
		}
		this.ReceiveTimestamp = (this.ReceiveTimestamp >> 32) - UNIX_STA_TIMESTAMP
		this.TransmitTimestamp = (this.TransmitTimestamp >> 32) - UNIX_STA_TIMESTAMP
	}
}

main.go

package main

import (
	"fmt"
	"log"
	"net"
)

func main() {
	var (
		ntp    *Ntp
		buffer []byte
		err    error
		ret    int
	)
	//鏈接阿里雲NTP服務器,NTP有很多免費服務器可以使用time.windows.com
	conn, err := net.Dial("udp", "ntp1.aliyun.com:123")
	defer func() {
		if err := recover(); err != nil {
			log.Println(err)
		}
		conn.Close()
	}()
	ntp = NewNtp()
	conn.Write(ntp.GetBytes())
	buffer = make([]byte, 2048)
	ret, err = conn.Read(buffer)
	if err == nil {
		if ret > 0 {
			ntp.Parse(buffer, true)
			fmt.Println(fmt.Sprintf(
				"LI:%d\r\n版本:%d\r\n模式:%d\r\n精度:%d\r\n輪詢:%d\r\n系統精度:%d\r\n延時:%ds\r\n最大誤差:%d\r\n時鐘表示:%d\r\n時間戳:%d %d %d %d\r\n",
				ntp.Li,
				ntp.Vn,
				ntp.Mode,
				ntp.Stratum,
				ntp.Poll,
				ntp.Precision,
				ntp.RootDelay,
				ntp.RootDispersion,
				ntp.ReferenceIdentifier,
				ntp.ReferenceTimestamp,
				ntp.OriginateTimestamp,
				ntp.ReceiveTimestamp,
				ntp.TransmitTimestamp,
			))
		}
	}
}