服務器/客戶端時間同步

最近因工作原因，需要客戶端計算機與FTP服務器時間上進行同步，上網蒐集了些時間同步的方法記錄下來， 以備不需之用!

1.時間協議(TIME protocol)
    時間協議（TIME protocol）是一個在RFC 868內定義的網絡協議。它用作提供機器可讀的日期時間資訊。
    時間協議可以在TCP或UDP上使用。在TCP上，主機會連接支援時間協議的服務器的TCP埠 37。服務器會傳送32位二進制數字然後斷開連接，數字表示由格林威治時間1900年1月1日午夜0時0分0秒至當時的總秒數。主機在接收到時間後斷開連接。
    在UDP上，客戶端會每送一個（通常爲空的）數據包到UDP埠 37。服務器會把包含時間的數據包傳回。在過程中沒有進行連線。
    現時，時間協議已經被網絡時間協議（Network Time Protocol，NTP）所取代。
   
    使用時間協議需要在服務器端開啓時間服務，目前在windows中我還沒找到系統自帶的開啓時間服務的方法, 但網絡上有些小軟件可以幫助實現(如NetTime網絡時標, 它支持Time,NTP等好幾種協議, 可惜需要註冊使用).
   
    基於時間協議客戶端實現代碼:

void SetLocalSystemTime(u_long ulTime) { FILETIME ftNew ; SYSTEMTIME stOld, stNew ; ::GetLocalTime (&stOld) ; //首先取得目前的本地時間 stNew.wYear = 1900 ; stNew.wMonth = 1 ; stNew.wDay = 1 ; stNew.wHour = 0 ; stNew.wMinute = 0 ; stNew.wSecond = 0 ; stNew.wMilliseconds = 0 ; ::SystemTimeToFileTime (&stNew, &ftNew); /* 將SYSTEMTIME結構設定爲1900年1月1日午夜（0時）。 並將這個SYSTEMTIME結構傳遞給SystemTimeToFileTime，將此結構轉化爲FILETIME結構。 FILETIME實際上只是由兩個32位元的DWORD一起組成64位元的整數， 用來表示從1601年1月1日至今間隔爲100奈秒（nanosecond）的間隔數。 */ LARGE_INTEGER li ; //64位大整數 li = * (LARGE_INTEGER *) &ftNew; li.QuadPart += (LONGLONG) 10000000 * ulTime; ftNew = * (FILETIME *) &li; ::FileTimeToSystemTime (&ftNew, &stNew); ::SetSystemTime (&stNew); } bool SetSystemFromSocket(LPCSTR lpRemote) { bool ret = true; WSADATA WSAData; ::WSAStartup (MAKEWORD(2,2), &WSAData); SOCKET skt=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); TCHAR msg[512]; if (skt == INVALID_SOCKET) { goto END; } struct sockaddr_in sa ; sa.sin_family = AF_INET ; sa.sin_port = ::htons (IPPORT_TIMESERVER) ; //#define IPPORT_TIMESERVER 37 sa.sin_addr.S_un.S_addr = ::inet_addr(lpRemote) ; if (sa.sin_addr.S_un.S_addr == INADDR_NONE) { HOSTENT* host = gethostbyname(lpRemote); if (NULL == host) { goto END; } sa.sin_addr.S_un.S_addr = *(u_long *)host->h_addr_list[0]; } if(::connect(skt, (SOCKADDR*) &sa, sizeof(sa)) == SOCKET_ERROR) { goto END; } int iResult; u_long ulTime; iResult = recv(skt, (char*)&ulTime, 4, 0); //同步係統時間 if ( iResult>0 ) { ulTime = ::ntohl(ulTime); SetLocalSystemTime(ulTime); } END: closesocket(skt); ::WSACleanup(); return ret; }

 

2.網絡校時協議(NTP）
    Network Time Protocol（NTP）是用來使計算機時間同步化的一種協議，它可以使計算機對其服務器或時鐘源（如石英鐘，GPS等等

)做同步化，它可以提供高精準度的時間校正（LAN上與標準間差小於1毫秒，WAN上幾十毫秒），且可介由加密確認的方式來防止惡毒的

協議攻擊。
    NTP協議格式:
    NTP packet = NTP header + Four TimeStamps = 48byte

    NTP header : 16byte
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

    |LI | VN |Mode | Stratum | Poll | Precision |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
    LeapYearIndicator : 2bit
    VersionNumber : 3bit
    Stratum : 8bit
    Mode : 3 bit
    PollInterval : 8 bit
    Percision : 8bit

    | Root Delay |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
    Root delay : 32bit

    | Root Dispersion |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
    Root Dispersion : 32bit

    | Reference Identifier |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
    Reference Identifier : 32bit

    Four TimeStamps : 32byte
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

    | Reference Timestamp |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
    Reference Timestamp : 64bit

    | Originate Timestamp |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
    Originate Timestamp : 64bit

    | Receive Timestamp |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
    Receive Timestamp : 64bit

    | Transmit Timestamp |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
    Transmit Timestamp : 64bit

    | Authenticator (optional) (96) |
    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

    * LI：跳躍指示器，警告在當月最後一天的最終時刻插入的迫近閨秒（閨秒）。
    * VN：版本號。
    * Mode：模式。該字段包括以下值：0－預留；1－對稱行爲；3－客戶機；4－服務器；5－廣播；6－NTP 控制信息
    * Stratum：對本地時鐘級別的整體識別。
    * Poll：有符號整數表示連續信息間的最大間隔。
    * Precision：有符號整數表示本地時鐘精確度。
    * Root Delay：有符號固定點序號表示主要參考源的總延遲，很短時間內的位15到16間的分段點。
    * Root Dispersion：無符號固定點序號表示相對於主要參考源的正常差錯，很短時間內的位15到16間的分段點。
    * Reference Identifier：識別特殊參考源。
    * Originate Timestamp：這是向服務器請求分離客戶機的時間，採用64位時標（Timestamp）格式。
    * Receive Timestamp：這是向服務器請求到達客戶機的時間，採用64位時標（Timestamp）格式。
    * Transmit Timestamp：這是向客戶機答覆分離服務器的時間，採用64位時標（Timestamp）格式。
    * Authenticator（Optional）：當實現了 NTP 認證模式,主要標識符和信息數字域就包括已定義的信息認證代碼（MAC）信息。

    配置NTP服務器:
    1)、Linux主機做時間服務器(以RedHat9.0爲例)
    第一步：檢查是否已經安裝有ntp軟件包。輸入“rpm -qa|grep ntp”，如果已經安裝應該顯示“ntp-4.1.2-0.rc1”。
　　第二步：安裝ntp軟件，從ftp://ftp.redhat.com下載rpm包，輸入“rpm -ivh ntp-xxx.rpm”執行安裝。
　　第三步：配置ntp服務。備份原/etc/ntp.conf文件後，輸入以下內容
　　　　server pool.ntp.org
    server pool.ntp.org
    server pool.ntp.org
    driftfile /etc/ntp/drift
    三行server都設pool.ntp.org是爲了提供連接冗餘，當第一個地址連接失敗時，後面的地址提供時間服務，注意這裏的

pool.ntp.org對應一組IP地址，由DNS隨機分配。
　　第四步：啓動ntp服務。輸入“service ntp restart”。
　　爲了保證以後Linux機啓動後ntp服務能自動啓動，還要輸入“chkconfig ntpd on”。Linux下的ntp軟件不但能自動與互聯網上的時鐘

保持同步，同時本身已經是一臺SNTP服務器了，可以供局域網內的電腦校對時間。建議啓動 NTP服務後，先用date命令手工校正一下時

間，以後系統會自動與互聯網上的主時間服務器保持同步。ntp服務還有一個好處，如果當前系統的時間與標準時間有所誤差，它不是馬

上把時間校正，而是逐步縮小與標準時間的誤差，以免系統內部出現時間突變。

    2)、Windows2000、XP做時間服務器
　　第一步：指定主時間服務器。在DOS方式輸入“net time /setsntp:pool.ntp.org”，這裏我們指定pool.ntp.org是主時間服務器，也

可以是其它地址。
　　第二步：開始與主時間服務器同步。先關閉windows time服務，再開啓該服務。可以在“管理工具”的“服務”界面下完成，也可以以

DOS方式輸入“net stop w32time”、“net start w32time”。
　　第三步：設置電腦的Windows time服務的啓動方式爲自動。在“管理工具”的“服務”界面下完成。
　　注意這臺windows主機不能加入任何域，否則無法啓動windows time服務。此時，這臺windows電腦已經是互聯上主時間服務器的客

戶了，以後每次電腦啓動時，都會自動與主時間服務器校對時間。如果網絡不通，電腦也會過45分鐘後再次自動校對時間。需要注意的

是電腦的時鐘與標準時間誤差不能超過12小時，否則不能自動校對，而要手動校正了。
　　第四步：使這臺電腦成爲時間服務器，供局域網內部的電腦校對時間。用“regedit”打開註冊表，把

“HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetServicesW32TimeParameters”中的 LocalNTP改爲1即可。

    3)、Windows98做時間服務器
　　一般不推薦Windows98系統做時間服務器，而且win98本身也不含時間服務器功能，需要安裝第三方軟件。

    客戶端時間同步代碼:

#include <Windows.h> #include <stdlib.h> #include <Winsock2.h> #include <time.h> #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib") typedef struct ntp { char Flag; char PeerClockStratum; char PeerPollingInterval; char PeerClockPrecision; char RootDelay[4]; char ClockDispersion[4]; char ReferenceClock[4]; char ReferenceClockUpdateTime[8]; char OriginateTimeStamp[8]; char ReceiveTimeStamp[8]; char TransmitTimeStamp[8]; } tagNTP; BOOL SetNewTime(WORD year,WORD month,WORD day,WORD hour, WORD minutes,WORD second) { SYSTEMTIME st; GetSystemTime(&st); st.wYear=year+1900; //調整日期和時間 st.wMonth=month+1; st.wDay =day; st.wHour =hour; st.wMinute =minutes; st.wSecond =second; if (!SetLocalTime(&st)) return FALSE; return TRUE; } void main() { WSADATA wsaData; SOCKET SendSocket; sockaddr_in RecvAddr; //Receive Data sockaddr_in SenderAddr; int SenderAddrSize = sizeof(SenderAddr); ntp SendBuf; int Port = IPPORT_NTP; //#define IPPORT_NTP 123 //以下變量的賦值均來源於NTP數據包，你可以用Ethereal抓包 SendBuf.Flag =0x1b; SendBuf.PeerClockStratum =0x00; SendBuf.PeerPollingInterval =0x00; SendBuf.PeerClockPrecision =0x00; memset(SendBuf.RootDelay ,0,4); memset(SendBuf.ClockDispersion,0,4); memset(SendBuf.ReferenceClock,0,4); memset(SendBuf.ReferenceClockUpdateTime,0,8); memset(SendBuf.OriginateTimeStamp,0,8); memset(SendBuf.ReceiveTimeStamp,0,8); memcpy(&SendBuf.TransmitTimeStamp[0],"0xc7",1); memcpy(&SendBuf.TransmitTimeStamp[1],"0x50",1); memcpy(&SendBuf.TransmitTimeStamp[2],"0xe7",1); memcpy(&SendBuf.TransmitTimeStamp[3],"0xa0",1); SendBuf.TransmitTimeStamp[4]=0x00; SendBuf.TransmitTimeStamp[5]=0x00; SendBuf.TransmitTimeStamp[6]=0x00; SendBuf.TransmitTimeStamp[7]=0x00; int BufLen = 48; //包的長度爲48字節 tm *newtime; time_t long_time; WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData); //--------------------------------------------- // Create a socket for sending data SendSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); RecvAddr.sin_family = AF_INET; RecvAddr.sin_port = htons(Port); RecvAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("128.101.1.241"); //NTP服務器的地址 sendto(SendSocket, (char *)&SendBuf, BufLen, 0, (SOCKADDR *) &RecvAddr, sizeof(RecvAddr)); /*開始接收發過來的數據*/ printf("Receiving datagrams.../n"); recvfrom(SendSocket, (char *)&SendBuf, BufLen, 0, (SOCKADDR *)&SenderAddr, &SenderAddrSize); printf("Finished receiving.Closing socket./n"); closesocket(SendSocket); //********************************************* memcpy(&long_time,SendBuf.ReceiveTimeStamp,4); //從收到的包裏面取出前32位放入變量long_time中 printf("%d/n",long_time); long_time = ntohl(long_time)-2208988800;//把低位的字節和高位字節互換 newtime = localtime(&long_time); /* Convert to local time. */ SetNewTime(newtime->tm_year, newtime->tm_mon , newtime->tm_mday , newtime->tm_hour , newtime->tm_min, newtime->tm_sec ); //--------------------------------------------- // Clean up and quit. //--------------------------------------------- printf("OK,Exiting./n"); WSACleanup(); return; }

 

3.NetRemoteTOD API函數

    NetRemoteTOD可以返回指定服務器的時間，具體說明見MSDN.
    利用這個API函數有個限制,那就是客戶端必須要有對服務器的訪問權限(你可以先通過局域網訪問這臺服務器，然後記住訪問密碼，

再用這個函數訪問就不會有問題了)，否則函數會返回權限拒絕錯誤.
    NetRemoteTOD示例:

#include <stdio.h> #include <windows.h> #include <lm.h> int wmain(int argc, wchar_t *argv[]) { LPTIME_OF_DAY_INFO pBuf = NULL; NET_API_STATUS nStatus; LPTSTR pszServerName = NULL; if (argc > 2) { fwprintf(stderr, L"Usage: %s [////ServerName]/n", argv[0]); exit(1); } // The server is not the default local computer. // if (argc == 2) pszServerName = argv[1]; // // Call the NetRemoteTOD function. // nStatus = NetRemoteTOD(pszServerName, (LPBYTE *)&pBuf); // // If the function succeeds, display the current date and time. // if (nStatus == NERR_Success) { if (pBuf != NULL) { fprintf(stderr, "/nThe current date is: %d/%d/%d/n", pBuf->tod_month, pBuf->tod_day, pBuf->tod_year); fprintf(stderr, "The current time is: %d:%d:%d/n", pBuf->tod_hours, pBuf->tod_mins, pBuf->tod_secs); } } // // Otherwise, display a system error. else fprintf(stderr, "A system error has occurred: %d/n", nStatus); // // Free the allocated buffer. // if (pBuf != NULL) NetApiBufferFree(pBuf); return 0; }

 

4.其他方法
    如果條件允許的話，我們可以自己寫服務器端程式來返回需要的服務器端時間，然後在客戶端寫socket來接收時間信息.
    還有一種更簡單的方法就是向服務器上寫一個文件，然後讀取這個文件的創建日期來獲得服務器的時間，這種方法可能精確性不是很高，而且需要對服務器有寫文件的權限.