网络时间协议(英语:Network Time Protocol,简称NTP)是在数据网络潜伏时间可变的计算机系统之间通过分组交换进行时钟同步的一个网络协议之一。NTP由特拉华大学David.Mills设计。
基于NTP减少计算机时钟频率偏差
时钟频率偏差是时钟长期计时累积误差的主要原因,要提高时钟长期计时精度,必须补偿时钟频率偏差。联网的计算机可采用NTP方式,可非常方便地校准时钟频率偏差。以NTP服务器时钟为标准时间,在某一时刻设置NTP客户机时间为NTP服务器当前时间T0,经过一段时间后,NTP服务器时间为T0+tsn,NTP客户端时间为T0+tcn。因为存在时钟频率偏差,tsn与tcn并不相等。NTP客户端时间tcn需乘以时钟频率偏差系数k才等于tsn,即tsn=k×tcn,所以k=tsn/tcn。
计算机时钟偏差分析
通用PC机自带两类时钟源:硬件时钟和软件时钟(或称为系统时钟)。不论是硬件时钟还是软件时钟,都是由石英晶体振荡器驱动的,通过累计石英晶体振荡器输出脉冲数,换算出时间。所以计算机时钟的准确度取决于晶振频率准确度。受温度变化、电压、芯片老化等因素影响,晶振频率会发生小幅度波动,其中温度对晶振频影响。
由于工艺和材料的原因,同一生产线上标称频率相同的石英晶体,其实际频率是不同的,实际频率与标称频率偏差率从10-4量级到10-9量级不等。以10-4量级为例,时钟每天至少误差8.64 s。
实际应用中,还有确保秒级精度的简单的网络时间协议SNTP(Simple Network Time Protocol)。SNTP是NTP的一个子集,主要用于那些不需要NTP的精度以较高实现复杂性的网络时间同步客户机。SNTP协议已减少了网络延时对校对准确的影响,但没有冗余服务器和校正时钟频率误差功能。