一种基于NTP协议的时间同步方法及系统

摘要

本发明提供了一种基于NTP协议的时间同步方法及系统，所述方法执行以下步骤：步骤1：在预设网络设备上同时开启NTP服务端和客户端；步骤2：根据所述预设网络设备的所述NTP服务端，对局域网内的所述预设网络设备的前端设备进行时间同步。根据本发明的方法，通过由预设网络设备提供NTP服务功能，分散了主NTP服务器的压力，同时实现各网络设备之间的时间同步功能，保证各网络设备的正常运行。

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，特别涉及一种基于NTP协议的时间同步方法及系统。

背景技术

同一局域网内会存在多台设备同时工作，期间有持续的协议交互需求，这就要求各设备之间保持时间一致和准确性。由于设备自身时间晶振规格不一，随着时间推移误差逐渐积累加大，这就需要进行时间同步。

目前，主要采用NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)技术来解决目前互联网的时钟同步问题；其中，NTP是由美国特拉华大学的戴维·米尔斯(David L.Mills)教授开发，主要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(如石英钟，GPS等)做同步化，具有能提供高精准度的时间校正(LAN上与标准间差小于1毫秒，WAN上与标准间差为几十毫秒)，且可由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击等优点，所以已经成为目前全球互联网上公认的时钟同步工具。

然而，目前大量设备只向一台公用NTP服务器或几台公用NTP服务器同步，容易造成服务器压力过大，导致部分同步失败。

因此，为缓解主NTP服务器的压力，亟需一种基于NTP协议的时间同步方法及系统。

发明内容

本发明提供一种基于NTP协议的时间同步方法，用以缓解主NTP服务器的压力。

本发明提供了一种基于NTP协议的时间同步方法，所述方法执行以下步骤：

步骤1：在预设网络设备上同时开启NTP服务端和客户端；

步骤2：根据所述预设网络设备的所述NTP服务端，对局域网内的所述预设网络设备的前端设备进行时间同步。

进一步地，在所述步骤1中，同时开启NTP服务端和客户端的预设网络设备是局域网内的部分网络设备或全部网络设备。

进一步地，在所述步骤1中，在所述预设网络设备上开启的所述客户端与主NTP服务器连接。

进一步地，所述方法还包括：

步骤3：利用与所述主NTP服务器连接的所述预设网络设备的所述客户端，定时地对所述预设网络设备的时间进行同步。

进一步地，所述步骤2：根据所述预设网络设备的所述NTP服务端，对局域网内的所述预设网络设备的前端设备进行时间同步，执行以下步骤：

步骤S21：将所述预设网络设备的前端设备的IP地址配置到所述预设网络设备的所述主NTP服务器上；

步骤S22：将其前端设备的IP地址配置到所述主NTP服务器上的所述预设网络设备的所述NTP服务端作为一个子NTP服务器，利用该子NTP服务器对所述预设网络设备的其他前端设备进行时间同步。

进一步地，所述步骤1之前，还包括步骤A1-A3：

步骤A1：选定所述局域网中任意两个所述预设网络设备，将所述两个预设网络设备中的第一个预设网络设备通过GPS通讯模块向所述两个预设网络设备中的第二个预设网络设备发射信号，并根据如下公式确定所述两个预设网络设备之间的信号距离；

S1＝C*(T1-T2)-C*γ

其中，S1为所述两个预设网络设备之间的信号距离，C为光速，T1为所述两个预设网络设备中的第一个预设网络设备发射信号时对应的GPS时间，T2为所述两个预设网络设备中的第二个预设网络设备发射信号时对应的GPS时间，γ为预设的反应时长；

步骤A2：确定所述两个预设网络设备之间的计算距离：

其中，S2为所述两个网络设备之间的计算距离,(x1,y1,z1)为所述两个预设网络设备中的第一个预设网络设备在地球坐标系中所处的三维坐标值，(x2,y2,z2)为所述两个预设网络设备中的第二个预设网络设备在地球坐标系中所处的三维坐标值,F1为所述两个预设网络设备中的第一个预设网络设备发射信号时对应的卫星时钟时间，F2为所述两个网络设备中的第二个预设网络设备发射信号时对应的卫星时钟时间；

步骤A3：判断

如果小于则所述两个预设网络设备之间没有时间差，否则所述两个预设网络设备之间有时间差，则控制所述两个预设网络设备发出预警，并调整所述两个预设网络设备的时间至同步后继续执行所述步骤2。

本发明实施例提供的一种基于NTP协议的时间同步方法，具有以下有益效果：通过由预设网络设备提供NTP服务功能，分散了主NTP服务器的压力，同时实现各网络设备之间的时间同步功能，保证各网络设备的正常运行。

本发明还提供一种基于NTP协议的时间同步系统，包括：

同时开启模块，用于在预设网络设备上同时开启NTP服务端和客户端；

时间同步模块，用于根据所述预设网络设备的所述NTP服务端，对局域网内的所述预设网络设备的前端设备进行时间同步。

进一步地，所述同时开启模块的预设网络设备是局域网内的部分网络设备或全部网络设备。

进一步地，所述同时开启模块在所述预设网络设备上所开启的所述客户端与主NTP服务器连接。

进一步地，与所述主NTP服务器连接的所述预设网络设备的所述客户端，用于定时地对所述网络设备的时间进行同步。

进一步地，所述时间同步模块包括：

IP地址配置单元，用于将所述预设网络设备的前端设备的IP地址配置到所述预设网络设备的所述主NTP服务器上；

时间同步单元，用于将其前端设备的IP地址配置到所述主NTP服务器上的所述预设网络设备的所述NTP服务端作为一个子NTP服务器，利用该子NTP服务器对所述预设网络设备的其他前端设备进行时间同步。

本发明实施例提供的一种基于NTP协议的时间同步系统，具有以下有益效果：通过由预设网络设备提供NTP服务功能，分散了主NTP服务器的压力，同时实现各网络设备之间的时间同步功能，保证各网络设备的正常运行。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于NTP协议的时间同步方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中一种基于NTP协议的时间同步系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种基于NTP协议的时间同步方法，如图1所示，所述方法执行以下步骤：

步骤1：在预设网络设备上同时开启NTP服务端和客户端；

步骤2：根据所述预设网络设备的所述NTP服务端，对局域网内的所述预设网络设备的前端设备进行时间同步。

上述技术方案的工作原理为：在所述步骤1中，同时开启NTP服务端和客户端的预设网络设备是局域网内的部分网络设备或全部网络设备。需要说明的是，本发明对同时开启NTP服务端和客户端的预设网络设备的数量不作具体限定。在具体实现中，同时开启NTP服务端和客户端的预设网络设备可以为所有具有前端设备的网络设备，也可以由用户指定，本发明对此不作限定。

在本发明中，首先，在预设网络设备上同时开启NTP服务端功能和客户端功能；然后，根据预设网络设备的所述NTP服务端功能，对局域网内的预设网络设备的前端设备进行时间同步。其中，前端设备例如为网络摄像头。

上述技术方案的有益效果为：通过由预设网络设备提供NTP服务功能，分散了主NTP服务器的压力，同时实现各网络设备之间的时间同步功能，保证各网络设备的正常运行。

在一个实施例中，在所述步骤1中，在所述预设网络设备上开启的所述客户端与主NTP服务器连接。

上述技术方案的工作原理为：所述方法还包括：

步骤3：利用与所述主NTP服务器连接的所述预设网络设备的所述客户端，定时地对所述预设网络设备的时间进行同步。

在预设网络设备上开启的客户端部分负责连接主NTP服务器，定时进行同步，保证设备自身时间准确。在具体实现中，可以每隔预设时间间隔，基于NTP协议向主NTP服务器请求多次时间，并求取多次时间的平均值，以得到同步时间。

上述技术方案的有益效果为：提供了对预设网络设备进行时间同步的方法，可以保证设备自身时间准确。

在一个实施例中，所述步骤2：根据所述预设网络设备的所述NTP服务端，对局域网内的所述预设网络设备的前端设备进行时间同步，执行以下步骤：

步骤S21：将所述预设网络设备的前端设备的IP地址配置到所述预设网络设备的所述主NTP服务器上；

步骤S22：将其前端设备的IP地址配置到所述主NTP服务器上的所述预设网络设备的所述NTP服务端作为一个子NTP服务器，利用该子NTP服务器对所述预设网络设备的其他前端设备进行时间同步。

上述技术方案的工作原理为：在预设网络设备上开启的所述NTP服务端当作一个子NTP服务器，其他前端设备可以将IP地址配置到该子NTP上，进行时间同步，保证时间统一。

上述技术方案的有益效果为：提供根据预设网络设备的NTP服务端，对局域网内的预设网络设备的前端设备进行时间同步的具体步骤。

在一个实施例中，所述步骤1之前，还包括步骤A1-A3：

步骤A1：选定所述局域网中任意两个所述预设网络设备，将所述两个预设网络设备中的第一个预设网络设备通过GPS通讯模块向所述两个预设网络设备中的第二个预设网络设备发射信号，并根据如下公式确定所述两个预设网络设备之间的信号距离；

S1＝C*(T1-T2)-C*γ

其中，S1为所述两个预设网络设备之间的信号距离，C为光速，T1为所述两个预设网络设备中的第一个预设网络设备发射信号时对应的GPS时间，T2为所述两个预设网络设备中的第二个预设网络设备发射信号时对应的GPS时间，γ为预设的反应时长；

γ一般预设为0，最大不能超过1ms；

步骤A2：确定所述两个预设网络设备之间的计算距离：

其中，S2为所述两个网络设备之间的计算距离,(x1,y1,z1)为所述两个预设网络设备中的第一个预设网络设备在地球坐标系中所处的三维坐标值，(x2,y2,z2)为所述两个预设网络设备中的第二个预设网络设备在地球坐标系中所处的三维坐标值,F1为所述两个预设网络设备中的第一个预设网络设备发射信号时对应的卫星时钟时间，F2为所述两个网络设备中的第二个预设网络设备发射信号时对应的卫星时钟时间；

步骤A3：判断

如果小于则所述两个预设网络设备之间没有时间差，否则所述两个预设网络设备之间有时间差，则控制所述两个预设网络设备发出预警，并调整所述两个预设网络设备的时间至同步后继续执行所述步骤2。

上述技术方案的有益效果为：利用上述技术可以快速简单的对局域网内的预设网络设备的前端设备进行时间同步，在对预设网络设备的前端设备进行时间同步的过程中，由于只需要进行两两比较，从而使得比较过程变得简单，可操作性强，极高的提高了效率，并且在该过程中，给出了明确的计算方式，使得所述过程能够通过计算机进行控制，完全实现了自动化，从而降低了人工控制成本。

如图2所示，本发明实施例提供了一种基于NTP协议的时间同步系统，包括：

同时开启模块201，用于在预设网络设备上同时开启NTP服务端和客户端；

时间同步模块202，用于根据所述预设网络设备的所述NTP服务端，对局域网内的所述预设网络设备的前端设备进行时间同步。

上述技术方案的工作原理为：具有所述同时开启模块201的预设网络设备是局域网内的部分网络设备或全部网络设备。需要说明的是，本发明对同时开启NTP服务端和客户端的预设网络设备的数量不作具体限定。在具体实现中，同时开启NTP服务端和客户端的预设网络设备可以为所有具有前端设备的网络设备，也可以由用户指定，本发明对此不作限定。

在本发明中，同时开启模块201在预设网络设备上同时开启NTP服务端和客户端；时间同步模块202根据网络设备的NTP服务端，对局域网内的网络设备的前端设备进行时间同步。

上述技术方案的有益效果为：通过由预设网络设备提供NTP服务功能，分散了主NTP服务器的压力，同时实现各网络设备之间的时间同步功能，保证各网络设备的正常运行。

在一个实施例中，所述同时开启模块201在所述预设网络设备上所开启的所述客户端与主NTP服务器连接。

上述技术方案的工作原理为：与所述主NTP服务器连接的所述预设网络设备的所述客户端，用于定时地对所述网络设备的时间进行同步。

在预设网络设备上开启的客户端部分负责连接主NTP服务器，定时进行同步，保证设备自身时间准确。

上述技术方案的有益效果为：借助于在预设网络设备上所开启的客户端，可以对预设网络设备进行时间同步，以保证设备自身时间准确。

在一个实施例中，所述时间同步模块202包括：

IP地址配置单元，用于将所述预设网络设备的前端设备的IP地址配置到所述预设网络设备的所述主NTP服务器上；

时间同步单元，用于将其前端设备的IP地址配置到所述主NTP服务器上的所述预设网络设备的所述NTP服务端作为一个子NTP服务器，利用该子NTP服务器对所述预设网络设备的其他前端设备进行时间同步。

上述技术方案的工作原理为：在预设网络设备上开启的NTP服务端当作一个子NTP服务器，其他前端设备可以将IP地址配置到该子NTP上，进行时间同步，保证时间统一。

上述技术方案的有益效果为：借助于IP地址配置单元和时间同步单元，可以根据预设网络设备的NTP服务端，对局域网内的预设网络设备的前端设备进行时间同步。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。