網絡時間同步服務器在汕頭邊防總站的成功案例

熱烈慶祝我公司自主研發生產的網絡時間同步服務器在汕頭市出入境邊防檢查總站成功投運。

汕頭出入境邊防檢查總站擔負著這些口岸的出入境旅客、員工及飛機、船舶等交通工具的邊防檢查和監護任務，努力創造安全和諧高效的口岸通關環境，確保通關效率，嚴厲打擊了出入境違法犯罪活動，為促進國家經濟社會發展發揮重要作用，因此在時間的協調上絕對不可以出錯，因此需要一套完整的網絡時間服同步服務器是必需的。

一、時間同步技術

任何時間應用系統都應該具有維持時間增長和管理時間應用的能力,該應用系統的用戶獲取時間的**途徑就是訪問系統的時間保持體 系，該時間保持體系就是應用系統的內部時間基準，很顯然，用戶訪 問系統時間保持體系的過程就是用戶將自己的時鐘與內部時間基準 同步的過程，由于該系統的內部時間基準與外部時間沒有關聯，同步過程**于內部，所以, 我們可稱之為無源同步或相對同步，內部時 間基準所維持的時間增長與用于描述自然物理時間的世界協調時(UTC)的增長并不一致,這將導致無源同步的結果僅局限在應用系統內部,而在系統外部失去意義，為了改變這種情況,就必須利用某種手段將應用系統內部的時間基準與外部的UTC進行同步，達到系統內部的所有用戶均能與UTC 保持同步的目標，我們將這種同步稱為有源同步或絕對同步。

GPS信號中的高精密時間信號主要由每顆衛星上裝載的兩個銫原子鐘和兩個銣原子鐘來維持,并且通過地面控制站與UTC保持同步。GPS的時間信號事實上已經成為世界上大多數時間應用系統的基本時間標準所以研究計算機網絡的時間同步必須研究有源同步,即必須引入GPS的時間信號才顯得有絕對的意義，在這里，我們將計算機網絡中能夠起到維持時間增長、保持時間穩定的體系稱之為時間服務器。

二、計算機網絡時間同步應用

計算機網絡的時間應用有兩種,即絕對時間應用和相對時間應用，前 者是將時間作為重要的參數輸出，由時間應用系統作進一步的處理,其時間的準確度直接影響應用的范圍和性質。標明事件發生的順序,其精確與否不影響應用系統的正常運行計算機網絡時間同步所提供 的絕對時間主要應用在以下幾個方面

( 1) 公共時間資源

時間資源是一種重要的公共資源，許多行業如電信、銀行、電視臺、測繪、航空港、車站等都需要很精確的時間為其提供服務。如同電視臺的視頻授時、廣播電臺的聲頻授時、以及中國電信的117報時臺能夠使公共用戶很方便地使用電視、收音機和電話獲得標準時間信號一樣,計算機網絡授時也能使用戶利用網絡獲得準確的時間信號,而且精度更高。比如國家授時中心就能提供精度好于10ms的網絡授時。

( 2) 分布式文件處理

基于計算機網絡的分布式文件處理系統要求各計算機之間保持時間同步才能正確對應用程序進行處理，網絡文件系統(NF)S就是一個對時間十分敏感的應用程序，它完全依靠各工作站為服務器中的文件提供時間標簽，如果這些工作站之間的時間誤差大，執行這個應用程序就會帶來一系列不合邏輯的錯誤和偏差。

( 3) 分布式數據庫處理

分布式數據庫中的順序數據、歷史數據和實時數據的一致性要求決定了分布式數據庫之間的系統時間必須嚴格實現同步,否則,數據庫中的任何數據和任何操作都將失去意義。

(4 ) 系統安全

隨著計算機網絡規模的不斷擴大,各種關鍵業務越來越多,口令保護、 加密、電子認證等安全措施也日益顯得重要,許多重要的安全措施都 與時間有關。比如電子認證服務就要求加密證書的用戶密碼須嚴格與 時間標記對應,該證書只在特定的時間窗口內有效，因此在該時間窗 內,客戶機的時間必須與服務器的時間嚴格同步。

(5 ) 電子商務

在電子商務中，很多網上交易為時間敏感性業務, 股票交易、銀行轉帳、電子支付等，都要求電子商務系統中的各操作終端嚴格保持時間同步。特別是銀行之間的結算，當貨幣匯率變動較大時，很短的時間誤差就可能造成巨大的經濟損失。

另外，還有許多其它的一些應用,如計算機支持的協同工作、網絡計費、網絡管理、電子郵件等, 同樣要求高精度的時間同步。

實施計算機網絡高精密時間同步的關鍵在于選擇時間同步算法，即如何解決傳輸時延或時延修整問題，在獨立結構方案中，比較容易確定同步關系，而簡單網管結構方案更適用于大規?；蜉^大規模的網絡時間同步，比如跨區域的證券交易系統、電信服務業務系統或大型發電廠內的綜保系統等，采用簡單網管結構方案，可以獲得更精細的時間分辨粒度。計算機網絡授時將會比傳統的電話授時、廣播授時和電視授時等提供更加寬泛的時間服務。

三、結束語

本文闡述了網絡時間同步服務器中的NTP協議的原理，工作模式和體系結構，設計了汕頭市出入境邊防檢查總站時鐘同步方案，并于2018年8月開始實施和業務運行。目前邊防總站的業務用機等都實施了時間同步，第一次真正做到了出入境的時間統一，為辦理出入境業務提供了很好的基礎保證，從根本解決了過去由于時間不同步而造成的業務問題。