NTP:时间同步报文与偏移计算

  请求 48 字节,首字节 0x23 = LI 0 | 版本 4 | 模式 3(客户端);只有 transmit 时间戳(最后 8 字节)有值;应答 48 字节,来自 203.107.6.88
  应答头:LI=0(0=正常),版本 4,模式 4(4=服务器),stratum 3,poll 0(2^0 秒),precision -25(2^-25 秒 ≈ 30 ns)
  根延迟 root delay 10.60 ms,根离散度 root dispersion 10.19 ms,参考标识 100.107.25.114(stratum ≥ 2 时是上游服务器的 IPv4 地址,stratum 1 时是 4 字符的时钟源名如 GPS)
  四个时间戳(都是 64 位:32 位整数秒 + 32 位小数,起点 1900-01-01):
    T1 originate(我发出请求的时刻,被服务器原样抄回)= 1792062857.327713,与我记录的 T1 1792062857.327713 差 0.00 µs(32 位小数的精度 ≈ 0.23 ns,但是 Python float 只有微秒量级)
    T2 receive(服务器收到)= 1792062857.344211;T3 transmit(服务器发出)= 1792062857.345903;T4(我收到)= 1792062857.352936
    服务器的处理时间 T3 − T2 = 1692.5 µs;往返时间 T4 − T1 = 25.22 ms
  偏移 offset = ((T2 − T1) + (T3 − T4)) ÷ 2 = 4.73 ms;延迟 delay = (T4 − T1) − (T3 − T2) = 23.53 ms

    服务器                  stratum  参考标识           偏移中位(ms)  偏移范围(ms)           延迟中位(ms)  延迟范围(ms)
    ntp.aliyun.com            3     100.107.25.114         1.59   [  -1.00,    4.59]        19.93   [19.02, 22.69]
    ntp.tencent.com           2     100.122.36.196        -1.56   [ -11.31,    5.63]        52.51   [46.47, 71.86]
    time.cloudflare.com       3     10.191.8.4             6.75   [  -6.76,   11.10]       173.51   [163.90, 179.46]
    pool.ntp.org              3     10.127.8.21            5.40   [   2.64,   13.20]       175.30   [157.16, 186.56]
  各服务器给出的偏移中位数 [1.6, -1.6, 6.7, 5.4] ms:它们互相一致(差 8.3 ms)说明本机时钟相对标准时间的偏移就是这个量级;单次测量的抖动(范围)远大于偏移的真值误差,所以 NTP 客户端要多次采样、取延迟最小的那一次

  对称往返(每方向 50 ms):offset 中位 250.09 ms(服务器拨快了 250 ms;本机相对服务器慢 → offset 为 +250);delay 中位 101.31 ms(≈ 2 × 50 ms)
  误差:offset 与真值 250 ms 之差 0.09 ms

  返程多 80 ms 后:offset 中位 208.02 ms(真值仍是 +250 ms);delay 中位 184.53 ms
  offset 的误差 = -41.98 ms,恰好是不对称量 80 ms 的一半的相反数(-40 ms):NTP 把整个往返时间平分给两个方向,所以它测不出也修正不了不对称——这是网络对时精度的根本限制