關于網絡計時技術的問題，到底是需要NTP還是PTP？歸根結底，這一切都取決于準確性。一般來說，這需要看是要什么樣的時間傳遞精度？海翎光電小編的理解就是：你需要的精確度是微秒還是納秒？如果答案以毫秒或秒為單位，則您需要NTP。

    PTP時鐘是什么？

    PTP （精確時間協議）是一種高精度時間同步協議,可以到達亞微秒級精度,有資料說可達到30納秒左右的偏差精度,但需要網絡的節點（交換機）支持PTP協議，才能實現納秒量級的同步。

    PTP（精確時間協議）是一種用于在整個計算機網絡中同步時鐘的協議。在局域網上，它可實現亞微秒級的時鐘精度，使其適用于測量和控制系統。IEEE 1588專為要求精度超出使用NTP可獲得的精度的本地系統而設計。IEEE 1588標準描述了用于時鐘分配的分層主從體系結構。在這種體系結構下，時間分配系統由一個或多個通信媒體（網段）和一個或多個時鐘組成。

    精確時間協議（PTP）IEEE 1588旨在同步用于電信，電網，金融市場和工業自動化的LAN中的實時時鐘，目前特別采用該協議來同步金融HFT交易，移動電話塔傳輸LTE/ 5G BTS ，海底聲波陣列以及任何需要精確定時但無法訪問GNSS時間基準的網絡。

    一般在實際使用中，現有的NTP可以達到5ms以內的精度，對一般的應用都是滿足的；非超高精度設備，不建議使用PTP設備。

    理論上任何PTP時鐘都能實現主時鐘和從時鐘的功能，但一個PTP通信子網內只能有一個主時鐘。整個系統中的最優時鐘為最高級時鐘GMC（Grandmaster Clock），有著最好的穩定性、精確性、確定性等。根據各節點上時鐘的精度和級別以及UTC（通用協調時間）的可追溯性等 特性，由最佳主時鐘算法（Best MasterClock）來自動選擇各子網內的主時鐘；在只有一個子網的系統中，主時鐘就是最高級時鐘GMC。每個系統只有一個GMC，且每個子網內只有一個主時鐘，從時鐘與主時鐘保持時鐘同步。

下圖所示的是一個典型的主時鐘、從時鐘關系示意圖：

    PTP時鐘同步的基本原理包括時間發出和接收時間信息的記錄，并且對每一條信息增加一個“時間戳”。有了時間記錄，接收端就可以計算出自己在網絡中的時鐘誤差和延時。

   PTP域的節點設備按照一定的主從關系（Master-Slave）進行時鐘同步。主從關系是相對而言的，同步時鐘的節點設備稱為從節點，發布時 鐘的節點設備稱為主節點，一臺設備可能同時從上層節點設備同步時鐘，然后向下層節點設備發布時鐘。

    NTP時鐘：（網絡時間協議）

    時間服務器獲得了標準的參考時間后我們的設備如何進行同步呢？

    NTP即網絡時間協議（Network Time Protocol），用于通過數據包交換的可變延遲數據網絡在計算機系統之間進行時鐘同步。NTP從1985年開始運行，是目前使用的最古老，最穩定的Internet協議之一。它的目的是在國際互聯網上傳遞統一、標準的時間。具體的實現方案是在網絡上指定若干時鐘源網站，為用戶提供授時服務，并且這些網站間應該能夠相互比對，提高準確度。

    通常我們使用PC默認是使用NTP獲取標準時間，以win10為例，我們打開internet時間設置就可以查看我們的NTP時間服務器地址了。

    網絡時間協議（NTP）以合適的算法以增強時鐘的準確性，并且減輕多個由于同步源而產生的差錯，實現了準確性低于毫秒的時間服務，以滿足目前因特網中路徑量測的需要。通常讓局域網上的若干臺主機通過因特網與其他的NTP主機同步時鐘，接著再向局域網內其他客戶端提供時間同步服務。

下圖所示的是一個典型的NTP時鐘同步示意圖：

    在配置時，NTP可以利用冗余服務器和多條網絡路徑來獲得時間的高準確性和高可靠性。實際應用中，又有確保秒級精度的簡單的網絡時間協議。NTP服務器可以使計算機時間同步化的一種協議，其同步時鐘源不僅僅局限于網絡的時間服務器，還包括時鐘設備，如石英鐘，原子鐘， GPS接收器等。

    NTP是網絡時間協議(NetworkTime Protocol)，它是用來同步網絡中各個計算機的時間的協議。在計算機的世界里，時間非常地重要，例如 對于火箭發射這種科研活動，對時間的統一性和準確性要求就非常地高，是按照A這臺計算機的時間，還是按照B這臺計算機的時間？NTP就是用 來解決這個問題的，NTP（Network Time Protocol，網絡時間協議）是用來使網絡中的各個計算機時間同步的一種協議。它的用途是把計算機 的時鐘同步到世界協調時UTC，其精度在局域網內可達0.1ms，在互聯網上絕大多數的地方其精度可以達到1-50ms。以上為廣義的對PTP和NTP的 說明。

    為什么我們需要時間同步？

    設置精確的時間：設置計算機設備的準確時間的方式類似于使用手表。文件、數據庫、應用程序全部使用并添加時間標記。數十億人從早晨醒來之后就要使用移動設備正確設置時鐘后，日歷和提醒就可以正常工作。這就是為什么我們的生活和日常工作需要正在使用的所有分布式電子設備網絡的時間準確性。

    用于穩定頻率：為了穩定手表的“滴答"頻率，就要確保時鐘時間不會漂移。音樂、視頻流、通話—所有這些都需要穩定的頻率來保證質量。i聯網數據傳輸的性能、50/60Hz的電力頻率、"PC硬件的時鐘—所有這些都取決于頻率的穩定性和同步性。

    定義通用時域操作：

    定義通用時域操作可確保多個電子設備同步，即使時鐘未設置為正確的本地時間也能同步。

    一個很好的例子是，在UTC時域中進行洲際電話會議，呼叫者時區的時間可能會有小時的差異。維護該時間域的最簡單方法是為所有同步設備(客戶端）共享一個時間源（例如專用PC)。最好的情況是，時域服務器與某個引用源同步，但在很多情況下，如果時鐘工作在自由運行模式,也是可以接受的。

    事件日志年表和時間戳

    事件日志年表和時間戳是研究錯誤邏輯的重要機制。任何可能產生財務問題或涉及安全的地方，時間戳很重要。加密時間戳更為重要。它專用于電子簽名和數據密封的長期保存。它有助于保護事件時間順序、IT系統完整性。

    時間同步的應用

    數據中心

    數據中心需要NTP/PTP同步，以確保集群的時域運行。同步對于虛擬機計算是必不可少的。日志事件的時間順序對于研究錯誤邏輯很重要。時間和日期對于自動備份和SQL轉換回滾至關重要。弱同步使IT/IoT風險不穩定。

    銀行

    銀行IT使用數據中心集群在需要微秒級精度的同步時域中運行。電子支付系統和信用卡操作都需要：安全和交易注冊表（DB）。時間戳用于長期保存簽名和數據密封。雖然精度要求僅為秒的十分之一，但對可信時間參考有著很嚴格的要求。帶有時間戳的RFC3161證明了金融交易不可抵賴。銀行IT基礎架構需要強大的自動隔夜備份系統。

    智能電網

    IEC 61850變電站和IEEE C37.238 PUM要求同步精度高于一個微秒，以保持穩健的配電管理。這強制PTP/IEEE1588在特殊的電源配置文件“或電力應用程序配置文件”中運行。PTP/IEEE1588主站需要確保同步精度優于200納秒的服務器以太網輸出。

    自動駕駛

    自動駕駛車輛同步使用納秒級和PTP IEEE1588配置文件AES67/IEEE 802.1AS。車輛排隊是自動駕駛汽車可能采用的一系列功能的一部分。排隊是一組可以非常緊密、安全和高速行駛的車輛。每輛車都能與隊列中的其他車輛進行無線通信。此外，同步化對于自主人工智能驅動的車輛來說是至關重要的。它創造了GNSS定位系統的替代品–基于多個激光雷達傳感器和物體識別的系統。這種同步化的解決方案可以抵御GNSS的干擾/欺騙攻擊。Elproma NTS-pico3是目前自主汽車市場上的領先產品。

    關于NTP和PTP的內容，海翎光電的小編今天就介紹到這里了。歡迎留言。