法詩計時的部落格，之前這兩篇文章(1, 2)了解了GPS可以提供很標準時間, 對於目前應用廣泛電腦產品, 想要校正時間, 在網路世界上就定義出了透過網路可以校正時間作法, 稱為網路時間協定(Network Time Protocol, NTP), 專門提供網路校正時間服務器, 就被稱為網路時間服務器(Network Time Server, NTP)。

網路時間協議NTP（RFC-1305）發展已經非常完整, 這主要是由美國德拉瓦大學(University of Delaware)主導, 目前廣泛被全球接受已經是個正式國際標準。透過這一協定在電腦所得到時間, 可以精確到2^-32次方秒, 實際使用上大約有50 ms（廣域網路）左右, 在區域網路可達1 ms。

既然稱為網路時間協議, 那就需要有網路時間服務器首先要提供非常正確時間, 它才能夠被別的電腦系統當做基準。世界上需要連線校正時間的電腦或自動控制系統太多了, 因此網路時間服務器也就可以分成幾個層次做不同的主從架構。例如說, 一個國家有一個主要網路服務器, 然後假設企業有100台服務器, 也不要每台都去跟這全國標準服務器連線, 只要在這公司裡面有一台服務器去連線就行, 別的服務器跟這台機器再去校正時間就ok, 這就是網路世界上校正時間作法。

在台灣國家標準時間是由經濟部標準檢驗局管理規範, 此標準是以位於桃園縣楊梅鎮的中華電信研究所國家時間與頻率標準實驗室的測量為準, 此一實驗室便會發佈全國標準時間, 它也提供NTP連接方式, 可以讓全國各地電腦服務器去做時間校正。

既然要作為全國時間標準發佈, 同時也提供全國電腦系統同步使用, 因此要提供的時間精確度就要非常高。透過我們許多文章說明, 例如這篇講標準時間來源, 這篇講銫原子鐘, 可以得知在這樣標準時間實驗室裡面, 可以有許多種不同儀器可以得出極高精確度國際標準時間。下圖來介紹推動全球網路時間的德拉瓦大學, 它們的時間服務器是用哪些儀器產生。

美國德拉瓦大學網路時間服務器時間信號校正設備

簡單介紹下它所用的設備:
Spectracom 8170 WWVB Receiver: 這是美國在科羅拉多州所發射時間對時電波信號。也就是美國地區電波時計所接收標準時間校正信號。
Spectracom 8183 GPS Receiver: 這是GPS時間信號接收。
Hewlett Packard 105A Quartz Frequency Standard: 這一設備用來產生超高精確度石英震盪, 可以用來比對時間之用。
Hewlett Packard 5061A Cesium Beam Frequency Standard: 這個銫原子鐘在我們文章介紹過, 是全球使用非常廣泛銫原子鐘, 可以當做一個很穩定時間信號來源。

對於普通個人電腦來說, 如果想要透過NTP對時, 雖然說Windows XP/Vista/Win 7都有提供對時方法, 就是選擇右下角時間點擊進去, 再選網路時間設定去連線網路時間(預設為time.windows.com), 不過我的經驗告訴我這樣做失敗率非常高。推薦使用由標準檢驗局, 海洋大學及中華電信研究所提供ntp client程式(中文版及英文版)。