NTP服务器与PTP服务器的区别

一、NTP协议简介

在计算机的世界里，时间非常地重要，NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）是用来使网络中的各个计算机时间同步的一种协议。它的用途是把计算机的时钟同步到世界协调时UTC，其精度在局域网内可达0.1ms，在互联网上绝大多数的地方其精度可以达到1-50ms。

NTP是网络时间协议(Network Time Protocol)，它是用来同步网络中各个计算机的时间的协议。

它可以使计算机对其服务器或时钟源（如石英钟，GPS等等）进行时间同步，它可以提供高精准度的时间校正，而且可以使用加密确认的方式来防止病毒的协议攻击。

NTP服务器是用来使计算机时间同步化的一种协议，它可以使计算机对其服务器或时钟源做同步化，它可以提供高精准度的时间校正，且可介由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。 NTP时间服务器是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品NTP时间服务器产品它从GPS卫星上获取标准的时间信号将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU这样就可以达到整个系统的时间同步。NTP时间服务器采用SMT表面贴装技术生产大规模集成电路设计以高速芯片进行控制具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单等特点全自动智能化运行免操作维护适合无人值守且广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、石化、冶金、国防、教育、IT、公共服务设施等各个领域。

NTP协议全称网络时间协议。它的目的是在国际互联网上传递统一、标准的时间。具体的实现方案是在网络上**若干时钟源网站，为用户提供授时服务，并且这些网站间应该能够相互比对，提高准确度。以通信道为媒介同步授时，如计算机网络、电话网络。这种授时方式需要占用信道时间，对信道的可靠性要求高，而且由于时间信号通过信道传送到不同终端的延时不同，只能满足中等精度时间用户的要求。

NTP同时同步指的是通过网络的NTP协议与时间源进行时间校准。前提条件，时间源输出必须通过网络接口，数据输出格式必须符合NTP协议。

局域网内所有的PC、服务器和其他设备通过网络与时间服务器保持同步，NTP协议自动判断网络延时，并给得到的数据进行时间补偿。从而使局域网设备时间保持统一精准。

二、NTP服务器简介

NTP网络时间服务器接收GPS卫星信号，从GPS地球同步卫星上获取标准时钟信号信息，将这些信息通过TCP/IP网络传输，为网络设备（用户）提供精确、标准、安全、可靠和多功能的时间服务。

2.1产品功能

1)以GPS定时信号建立时间参考；

2)提供1路NTP网络授时接口；

3)串口授时，每秒发送一次时、分、秒、年、月、日时间信息；

4)输出定时同步信号（1PPS），TTL接口输出；

5)前面板显示年月日时分秒、卫星颗数及工作状态；

6)支持windows、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX等操作系统时间同步。

三、PTP协议简介

PTP协议基于同步数据包被传播和接收时的最精确的匹配时间,每个从时钟通过与主时钟交换同步报文而与主时钟达到同步。这个同步过程分为两个阶段:偏移测量阶段和延迟测量阶段。

第一阶段修正主时钟与从时钟之间的时间偏差,称为偏移测量。为了提高修正精度,考虑主时钟到从时钟的报文传输延迟等待时间的因素,即延迟测量,这是同步过程的第二个阶段。与偏移测量不同,延迟测量是不规则进行的,其测量间隔时间比偏移值测量间隔时间要大。这样使得网络尤其是设备终端的负荷不会太大。

经过延时报文的请求和应答以及同步报文的时间标记,可以计算出两个方向的平均传输延时,在以后的计算中就可以使用。实际上偏移与延时值的测量是互相影响的,要经过多次测量和计算,才会逐步收敛到接近实际值。测量时间间隔的选取很重要,选择间隔短时通信负荷较重,间隔过长则不能保证同步的精度,所以同步和延时的测量间隔应根据同步要求和系统配置选择。

PTP同步时钟作为一种主从同步系统，在系统的同步过程中，主时钟周期性发布1588v2时间同步协议及时间信息，从时钟端口接收主时钟端口发来的时间戳信息，系统据此计算出主从线路时间延迟及主从时间差，并利用该时间差调整本地时间，使从设备时间保持与主设备时间一致的频率与相位。IEEE1588可以同时实现频率同步和时间同步，时间传递的精度保证主要依赖于两个条件计数器频率准确和链路的对称性。

3.1 PTP服务器的特点

1. PTP适合用于支持多播消息的分布式网络通信系统，例如EtherNet。同时提供单播消息的支持。协议支持多种传输协议，例如UPD/IPv4，UDP/IPv6，Layer-2EtherNet，DeviceNet。协议采用短帧传输，且数据帧少，算法简单，对网络资源使用少，对计算性能要求低，适合于在低端设备上应用。

2. 无需时钟专线传输时钟同步信号，利用数据网络传输时钟同步消息。降低组建同步系统的费用。

3. 在提供和GPS相同的精度情况下，不需要为每个设备安装GPS那样昂贵的组件，只需要一个高精度的本地时钟和提供高精度时钟戳的部件，相对成本低。

4. 采用硬件与软件结合设计，并对各种影响同步精度的部分进行有效矫正，以提供亚微秒级的同步精度。

5)独立于具体的网络技术，可采用多种传输协议。

6. PTP 是一种主从同步系统,采用主从时钟方式，对时间信息进行编码，利用网络的对称性和延时测量技术，实现主从时间的同步。

7)在系统的同步过程中，主时钟周期性发布PTP时间同步协议及时间信息，从时钟端口接收主时钟端口发来的时间戳信息，系统据此计算出主从线路时间延迟及主从时间差，并利用该时间差调整本地时间，使从设备时间保持与主设备时间一致的频率与相位。

8)早期的网络时间协议（NTP）只有软件，而ieee1588既使用软件，亦同时使用硬件和软件配合，获得更精确的定时同步；

9)GPIB总线没有同步时钟传送，依靠并行电缆和限制电缆长度（每器件距离）不超过5m来保证延迟小于30μs；

10)GPIB的数据线与控制线是分开的，VXI和PXI两种总线分别在VME和PCI计算机总线上扩展，都要增加时钟线。ieee1588无需额外的时钟线，仍然使用原来以太网的数据线传送时钟信号，使组网连接简化和降低成本；

11)时钟振荡器随时间产生漂移，需要标准授时系统作校准，校准过程要缩短和安全可靠。目前常用的有GPS（全球定位系统）和IRIG-B（国际通用时间格式码），IRIG-B每秒发送一个帧脉冲和10MHz基准时钟，实现主控机/客户机的时钟同步。ieee1588采用时间分布机制和时间调度概念，客户机可使用普通振荡器，通过软件调度与主控机的主时钟保持同步，过程简单可靠，节约大量时钟电缆；

12)ieee1588推出的时间尚短，还有待完善和修正。例如，对集线器和交换机的透明网络可提供很好的定时同步，但还未克服装有路由器的带有不决定性的网络定时。目前正在设计和试产可测量引入延时和自动补偿延时的网络交换芯片。还有，ieee1588完整芯片还未推出，只有FPGA基的代用芯片，Intel公司已声称尽快生产可支持奔腾处理器的ieee1588完整芯片。

同样，采用ieee1588协议的以太网，解决了通用以太网延迟时间长和同步能力差的瓶颈，显然在测量仪器系统的应用中将发挥更大作用。事实上，以太网的仪器扩展接口LXI就是以采用ieee1588协议的以太网作为骨干的仪器应用，再配备测量仪器系统所需的其它条件，组成吸收了GPIB到VXI和PXI的特点而构建的新一代测量仪器接口。

ptp同步时钟设备主要应用于相对本地化、网络化的系统，内部组件相对稳定，其优点是标准非常具有代表性，并且是开放式的。由于它的开放性，特别适合于以太网的网络环境。与其他常用于Ethernet TCP/IP网络的同步协议如SNTP或NTP相比，主要区别是PTP是针对更稳定和更安全的网络环境设计的，所以更为简单，占用的网络和计算资源也更少。

3.2　产品概述

PTP精密主时钟是支持IEEE1588-2008，PTP V2的主时钟（Grandmaster Clock），使用GPS作为时钟参考源，拥有纳秒级的时间传输精度，支持数千台PTP从时钟。同时自身也可以作为从时钟，输出IRIG-B，1PPS,10MHZ。

3.3　产品功能

1. 以GPS定时信号建立时间参考；

2. 支持标准的PTPV2,IEEE1588-2008等网络对时协议；

3. 串口授时，秒发送一次时、分、秒、年、月、日北京时间信息；

4. 提供1路PTP授时网口,支持1 step 或 2 steps ；

5. 输出定时同步信号（1PPS），TTL接口输出；

6. LCD钟面（年月日、时分秒）显示；