簡單的NTP客戶端實現
NTP（Network Time Protocol，網路時間協議）是由RFC 1305定義的時間同步協議，用來在分散式時間伺服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埠號為123。
使用NTP的目的是對網路內所有具有時鐘的裝置進行時鐘同步，使網路內所有裝置的時鐘保持一致，從而使裝置能夠提供基於統一時間的多種應用。
對於執行NTP的本地系統，既可以接收來自其他時鐘源的同步，又可以作為時鐘源同步其他的時鐘，並且可以和其他裝置互相同步。
NTP工作原理
NTP的基本工作原理如圖所示。Device A和Device B通過網路相連，它們都有自己獨立的系統時鐘，需要通過NTP實現各自系統時鐘的自動同步。為便於理解，作如下假設：
在Device A和Device B的系統時鐘同步之前，Device A的時鐘設定為10:00:00am，Device B的時鐘設定為11:00:00am。
Device B作為NTP時間伺服器，即Device A將使自己的時鐘與Device B的時鐘同步。
NTP報文在Device A和Device B之間單向傳輸所需要的時間為1秒。
系統時鐘同步的工作過程如下：
Device A傳送一個NTP報文給Device B，該報文帶有它離開Device A時的時間戳，該時間戳為10:00:00am（T1）。
當此NTP報文到達Device B時，Device B加上自己的時間戳，該時間戳為11:00:01am（T2）。
當此NTP報文離開Device B時，Device B再加上自己的時間戳，該時間戳為11:00:02am（T3）。
當Device A接收到該響應報文時，Device A的本地時間為10:00:03am（T4）。
至此，Device A已經擁有足夠的資訊來計算兩個重要的引數：
NTP報文的往返時延Delay=（T4-T1）-（T3-T2）=2秒。
Device A相對Device B的時間差offset=（（T2-T1）+（T3-T4））/2=1小時。
這樣，Device A就能夠根據這些資訊來設定自己的時鐘，使之與Device B的時鐘同步。
NTP的報文格式
NTP有兩種不同型別的報文，一種是時鐘同步報文，另一種是控制報文。控制報文僅用於需要網路管理的場合，它對於時鐘同步功能來說並不是必需的，這裡不做介紹。
主要欄位的解釋如下：
l LI（Leap Indicator）：長度為2位元，值為“11”時表示告警狀態，時鐘未被同步。為其他值時NTP本身不做處理。
l VN（Version Number）：長度為3位元，表示NTP的版本號，目前的最新版本為3。
l Mode：長度為3位元，表示NTP的工作模式。不同的值所表示的含義分別是：0未定義、1表示主動對等體模式、2表示被動對等體模式、3表示客戶模式、4表示伺服器模式、5表示廣播模式或組播模式、6表示此報文為NTP控制報文、7預留給內部使用。
l Stratum：系統時鐘的層數，取值範圍為1～16，它定義了時鐘的準確度。層數為1的時鐘準確度最高，準確度從1到16依次遞減，層數為16的時鐘處於未同步狀態，不能作為參考時鐘。
l Poll：輪詢時間，即兩個連續NTP報文之間的時間間隔。
l Precision：系統時鐘的精度。
l Root Delay：本地到主參考時鐘源的往返時間。
l Root Dispersion：系統時鐘相對於主參考時鐘的最大誤差。
l Reference Identifier：參考時鐘源的標識。
l Reference Timestamp：系統時鐘最後一次被設定或更新的時間。
l Originate Timestamp：NTP請求報文離開發送端時傳送端的本地時間。
l Receive Timestamp：NTP請求報文到達接收端時接收端的本地時間。
l Transmit Timestamp：應答報文離開應答者時應答者的本地時間。
l Authenticator：驗證資訊。
NTP的工作模式
裝置可以採用多種NTP工作模式進行時間同步：
客戶端/伺服器模式
對等體模式
廣播模式
組播模式
使用者可以根據需要選擇合適的工作模式。在不能確定伺服器或對等體IP地址、網路中需要同步的裝置很多等情況下，可以通過廣播或組播模式實現時鐘同步；客戶端/伺服器和對等體模式中，裝置從指定的伺服器或對等體獲得時鐘同步，增加了時鐘的可靠性。
以上資訊來自於http://blog.163.com/yzc_5001/blog/static/2061963420121283050787/
下面是NTP客戶端實現程式碼：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define SUB70 0x83aa7e80U //1900-1970之間的時間差
#define NTP_PORT 123
#define NTP_SERVER "120.24.166.46"
#define uint32 unsigned int
#define uint64 unsigned long long
#define LI 0
#define VN 3
#define MODE 3
#define STRATUM 0
#define POLL 4
#define PREC -6
typedef struct _ntppack
{
uint32 li_vn; //LI VN MODE STRATUM POLL PRECISION
uint32 root_delay; //本地到主參考時鐘源的往返時間
uint32 root_dispersion; //系統時鐘相對於主參考時鐘的最大誤差
uint32 reference_identifier; //參考時鐘源標識
uint64 reference_time; //T4 系統時間最後一次被改變
uint64 originate_time; //T1 離開發送端時傳送端的時間
uint64 receive_time; //T2 到達伺服器時伺服器的時間
uint64 transmit_time; //T3 離開伺服器時伺服器的時間
}NTP;
NTP send_pack,recv_pack;
uint64 firsttime,finaltime;
uint64 delaytime,diftime;
void init(void)
{
send_pack.li_vn = htonl((LI << 30)|(VN << 27)|(MODE << 24)|(STRATUM << 16)|(POLL << 8)|(PREC & 0xff));
firsttime = (long long)time(NULL)+SUB70;
send_pack.reference_time = htonl(firsttime);
}
int main(void)
{
int sock;
struct sockaddr_in addr;
struct timeval tv1;
if((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)) < 0)
{
perror("socket");
exit(1);
}
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(NTP_PORT);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(NTP_SERVER);
init();
sendto(sock, &send_pack, sizeof(send_pack), 0, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr));
recv(sock, &recv_pack, sizeof(recv_pack), 0);<span style="white-space:pre"> </span>//block
/****轉換位元組序****/
recv_pack.root_delay = ntohl(recv_pack.root_delay);
recv_pack.root_dispersion = ntohl(recv_pack.root_dispersion);
recv_pack.reference_identifier = ntohl(recv_pack.reference_identifier);
recv_pack.reference_time = ntohl(recv_pack.reference_time);
recv_pack.originate_time = ntohl(recv_pack.originate_time);
recv_pack.receive_time = ntohl(recv_pack.receive_time);
recv_pack.transmit_time = ntohl(recv_pack.transmit_time);
diftime = ((recv_pack.receive_time - firsttime) +(recv_pack.transmit_time - finaltime)) >> 1;
delaytime = ((finaltime - firsttime) - (recv_pack.transmit_time - recv_pack.receive_time)) >> 1;
tv1.tv_sec = time(NULL)+diftime+delaytime;
tv1.tv_usec = 0;
if(settimeofday(&tv1, NULL) < 0)
{
perror("settimeofday");
exit(1);
}
system("date");
return 0;
}