该协议通常描述为一种主从式架构,但它也可以在点对点网络中,对等体双方可将另一端认定为潜在的时间源。发送和接收时间戳采用用户数据报协议(UDP)的通信端口123实现。这也可以使用广播或多播,曲中的客户端在初的往返校准交换后被动地监听时间更新。NTP提供一个即将到来的闰秒调整的警告,但不会传输有关本地时区或夏时制的信息。
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。
假定局域网内NTP延时小于1ms,理论上授时误差小于0.5ms,但对于Windows操作系统内置的NTP客户和NTP服务,并不能达到此精度。Windows NTP时钟分辨率因操作系统和硬件不同而有所不同,时钟分辨率通常为10ms或15ms。基于Windows操作系统内置的NTP授时精度不超过10ms。
NTP授时精度与NTP服务器与用户间的网络状况有关,主要取决于NTP包往返路由的延时对称程度,往返路由的延时不对称值不超过网络延时。式(2)是在假设NTP请求和回复包在网上传送延时相等,即d1=d2=d/2的情况下得出的,而d1、d2的取值范围在(0...d)间,由式(3)可以得出授时误差是±d/2。一般广域网的网络延时在10 ms~500ms之间;局域网的网络延时在计时操作系统内核处理延迟的情况下通常小于1ms。