臺大計中網路校時服務NTP簡介

作者：曾保彰 / 臺灣大學計算機及資訊網路中心資訊網路組技正

以電腦記錄資訊已經是現代人生活中不可獲缺的部份。無論是電子商務、網路科技或差勤系統，都有賴於精準的時間服務才能確認記錄的時間資訊正確無誤。透過NTP通訊協定，無論是桌上電腦、筆記本電腦或是伺服器，只要連上網路，這台機器就可以從網路校時服務器取得正確的時間。鑒於NTP服務日益重要，本文將對網路校時服務的技術作一深入淺出的介紹。

網路校時的綠由
您是否會常常覺得自己的桌上電腦、筆記本電腦…等上網設備系統的時間不準確，甚至伺服器常常過了一段時間後，主機的時間也不準了？這是因為每一台主機都有一個小時鐘（石英振盪器所組成），而主機板上會有一個充電電池來供應電力維持這個時鐘運作。關機太久了（電池沒電）或電池壞了，機器再重開機後會變成出廠時間。另外，每一台主機的小時鐘不一定準確，如每天快５秒鐘，一年就差半小時。為讓電腦的系統時間能藉由網路達到校正功能，於是成立一個NTP組識（http://www.ntp.org)訂出Network Time Protocol　(RFC 1305)[1]，主要就是用來解決電腦系統時間同步的問題。

網路校時原理
如圖一，在 NTP 的架構之下，有一個 NTP Server，這個 NTP Server 必須維持精準的時間，目前本校所採用的時間是接收衛星訊號（Global Positioning System, GPS）的時間，它的準確度可以逹到１ms以內，而這時間提供其他的 NTP Client 或個人電腦系統時間作為校正的一個標準，當所有的 NTP Client 向NTP Server 同步時，時間的問題就完美地解決了。接著我們對圖一的代號作一些說明如下：

T1-T0：為Client端向 NTP server要求提供對時服務的時間，包括網路傳輸時間。
T2-T1：NTP server處理對時服務的作業時間。
T3-T2：為NTP server回覆Client端對時服務的時間資料，包括網路傳輸時間。
T3-T0：總共花費的時間。
Client端所獲得之時間與NTP server時間約延遲(delay)T3-T2至T3-T1之間。

如何讓Client端所獲得之時間是最精準一事，有很多相關的研究，如果讀者有興趣可參考[2]；不過，這裏有一些概念可跟讀者分享，網路傳輸時間沒有辦法預測，有研究把取得NTP精準時間方法是：扣掉網路傳輸的平均時間，但還是會有誤差，只是誤差比較小。為使本校師生電腦的系統時間能擷取較精準的時間，請使用本校NTP server，因網路傳輸僅限於臺大校園網路，延遲時間最短，誤差也最小。
另一方面，由於NTP封包採用UDP/IP協定，這協定的特性：時間封包是即時資料，不會重送。若指定的NTP server太遠，NTP封包常常在網路往返途中就因為逾時遭丟棄，無法達成NTP時間同步目的。
　

結論
為使本校師生電腦的系統時間能擷取正常且精準的NTP時間，請使用本校NTP server對時設定(伺服器名稱為ntp.ntu.edu.tw或ntp2.ntu.edu.tw)，使用方式請參考http://ccnet.ntu.edu.tw/ntp/download.html。而在微軟作業系統WindowXP的控制台／日期、時間、語言和區域選項／日期和時間／網際網路時間選項選取「自動與網際網路時間伺服器同步化」可設定「台大網際網路時間伺服器：ntp2.ntu.edu.tw」，操作畫面如圖二，設定完成後您的Window電腦會每週自動同步校正。在此，我們只介紹最多師生用的window系統，就個人所知幾乎所有系統皆支援NTP，有興趣的人可以到搜尋網頁搜尋NTP的設定。

參考文獻
[1] http://www.faqs.org/rfcs/rfc1305.html
[2] http://www.stdtime.gov.tw/chinese/index_b/b_4.htm