摘 要：大型空管自動(dòng)化系統(tǒng)席位眾多，對(duì)時(shí)間同步有著極高的要求。NTP協(xié)議可以借助外部時(shí)間源，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與工作站的時(shí)間校準(zhǔn)服務(wù)，所以在空管自動(dòng)化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。文章結(jié)合NTP協(xié)議，介紹NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)的GPS對(duì)時(shí)結(jié)構(gòu)，配置方法以及與時(shí)間同步有關(guān)的典型案例。

關(guān)鍵詞：NTP；自動(dòng)化系統(tǒng)；時(shí)間校準(zhǔn)

1 NTP協(xié)議介紹

NTP（Network Time Protocol），可以同步網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)的時(shí)間，提供高精度的時(shí)間校準(zhǔn)服務(wù)，使計(jì)算機(jī)的時(shí)間與服務(wù)器保持一致。準(zhǔn)確的時(shí)間源是NTP提供精確時(shí)間的保證，原子鐘，INTERNET都可以為NTP協(xié)議提供國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC。NTP提倡分級(jí)對(duì)時(shí)的概念，將時(shí)間按照服務(wù)器的層級(jí)逐級(jí)傳播。依照與外部時(shí)間源的層級(jí)間隔不同，劃分了不同的Stratum層。外部UTC時(shí)間源首先接入Stratum1層，為Stratum1層提供時(shí)間，以此類(lèi)推，Stratum（n-1）層為Stratum n層提供時(shí)間。整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)出階梯狀的結(jié)構(gòu)，Stratum1服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間同步的基礎(chǔ)。

NTP采用Client/Server結(jié)構(gòu)。每臺(tái)主機(jī)同時(shí)與多臺(tái)時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行同步，利用一定的算法處理不同服務(wù)器的時(shí)間信息，擇優(yōu)對(duì)本機(jī)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。即使網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)故障，NTP服務(wù)也會(huì)有效運(yùn)轉(zhuǎn)，維持時(shí)間穩(wěn)定，使主機(jī)免受時(shí)間源中斷帶來(lái)的干擾。同時(shí)NTP服務(wù)能夠辨別傳輸真實(shí)的時(shí)間信息，以抵抗外界對(duì)時(shí)間服務(wù)器的破壞，提高整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全。以上措施都使NTP成為網(wǎng)絡(luò)上公認(rèn)的時(shí)間同步工具。

2 空管自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)時(shí)結(jié)構(gòu)

空管自動(dòng)化系統(tǒng)擁有大量服務(wù)器與工作站同時(shí)運(yùn)行。系統(tǒng)對(duì)于時(shí)間的統(tǒng)一校準(zhǔn)有著極高的要求。對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)這類(lèi)局域網(wǎng)，通常會(huì)設(shè)定某個(gè)中心節(jié)點(diǎn)為時(shí)間服務(wù)器，其他節(jié)點(diǎn)會(huì)與時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行同步。

NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)具有全系統(tǒng)統(tǒng)一對(duì)時(shí)的能力。系統(tǒng)內(nèi)部采用網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議NTP進(jìn)行對(duì)時(shí)。系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式引接GPS時(shí)鐘信息，對(duì)時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行時(shí)間校正。GPS接收機(jī)通過(guò)3個(gè)網(wǎng)口分別與系統(tǒng)A/B/C網(wǎng)交換機(jī)連接。系統(tǒng)采用分級(jí)對(duì)時(shí)的方式，以?xún)膳_(tái)SDP服務(wù)器為時(shí)間服務(wù)器，其他服務(wù)器、席位為時(shí)間客戶(hù)端。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收外部GPS時(shí)鐘信息校對(duì)SDP時(shí)間，再由SDP服務(wù)器為其他所有節(jié)點(diǎn)提供時(shí)間校準(zhǔn)服務(wù)。具體對(duì)時(shí)結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖1。

3 系統(tǒng)配置及常用命令

NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)有針對(duì)NTP時(shí)間同步的配置文件。文件配置了系統(tǒng)的主備時(shí)間服務(wù)器，對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)以及對(duì)時(shí)順序的優(yōu)先級(jí)。下面介紹有關(guān)NTP服務(wù)的常用命令：

（1）停止NTP服務(wù)：svcadm disable ntp

（2）啟動(dòng)NTP服務(wù)：svcadm enable ntp

（3）服務(wù)狀態(tài)查看：ntpq -p

st：即Stratum層，值越小表示ntp server的精準(zhǔn)度越高。這里表示SDP服務(wù)器處于Stratum層的第二層。

refid：表示NTP服務(wù)器使用的更高一級(jí)服務(wù)器名稱(chēng)，這里顯示兩臺(tái)SDP的上一級(jí)服務(wù)器都是GPS時(shí)鐘源。

offset：表示主機(jī)同步后的本地時(shí)間與其時(shí)間服務(wù)器的時(shí)間差，單位為毫秒（ms）。offset越接近0，主機(jī)和服務(wù)器的時(shí)間越接近。在offset一列中，時(shí)間偏差如果超過(guò)1000，說(shuō)明系統(tǒng)的對(duì)時(shí)不正常。需要重新進(jìn)行對(duì)時(shí)。

（4）查看時(shí)間：date

如果查看結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)服務(wù)器時(shí)間和GPS時(shí)鐘有差異，需要重新對(duì)時(shí)。

4 典型案例

下面介紹有關(guān)時(shí)間同步的具體案例以及相應(yīng)的解決方法。

4.1 管制員反應(yīng)人機(jī)界面顯示時(shí)間與GPS墻鐘時(shí)間不一致

人機(jī)界面時(shí)間與系統(tǒng)不一致，說(shuō)明主機(jī)NTP服務(wù)出現(xiàn)了問(wèn)題，需要重啟NTP服務(wù)。步驟如下：

（1）以超級(jí)用戶(hù)登錄相應(yīng)機(jī)器

（2）svcadm disable ntp

（3）svcadm enable ntp

在啟動(dòng)NTP服務(wù)時(shí)，人機(jī)界面會(huì)有極短時(shí)間的卡頓現(xiàn)象，之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)界面上方的時(shí)間恢復(fù)成系統(tǒng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

4.2 UTC時(shí)間2016年12月31日23：59：59后出現(xiàn)閏秒23：59：60

為保持協(xié)調(diào)世界時(shí)接近于世界時(shí)時(shí)刻，協(xié)調(diào)世界時(shí)在2017年1月1日實(shí)施一個(gè)正閏秒，會(huì)出現(xiàn)23：59：60的情況。之前的NUMEN2000自動(dòng)化系統(tǒng)遇到這種情況，需要臨時(shí)斷開(kāi)GPS連接，待跳過(guò)這一秒后，再恢復(fù)。針對(duì)這一情況，咨詢(xún)廠家后，NUMEN3000系統(tǒng)采用了系統(tǒng)自身調(diào)整的手段。經(jīng)過(guò)廠家在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試，NUMEN3000自動(dòng)化系統(tǒng)在閏秒出現(xiàn)后，大約需要35分鐘調(diào)整這一秒，即UTC時(shí)間2017年1月1日00：00：00后，系統(tǒng)時(shí)間會(huì)持續(xù)比GPS時(shí)間大一秒。大約35分鐘后，系統(tǒng)將與GPS時(shí)間一致，此時(shí)在系統(tǒng)人機(jī)界面可以觀察到系統(tǒng)時(shí)間發(fā)生1秒鐘的停頓，之后將會(huì)和GPS時(shí)間保持一致，整個(gè)過(guò)程對(duì)系統(tǒng)處理不會(huì)產(chǎn)生影響，不需針對(duì)閏秒做特殊維護(hù)處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

空管自動(dòng)化系統(tǒng)作為大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通常包含數(shù)十臺(tái)服務(wù)器與工作站，對(duì)時(shí)間校準(zhǔn)的穩(wěn)定性與精確性都有極高的要求。NTP協(xié)議能夠運(yùn)用分級(jí)對(duì)時(shí)的方法，在局域網(wǎng)內(nèi)部搭建一個(gè)時(shí)間服務(wù)器，使其他機(jī)器都與服務(wù)器進(jìn)行對(duì)時(shí)，提供了一個(gè)能夠準(zhǔn)確對(duì)時(shí)的時(shí)間同步工具。熟悉NTP協(xié)議以及其在自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠幫助技術(shù)人員處理自動(dòng)化系統(tǒng)有關(guān)時(shí)鐘同步的問(wèn)題。

作者簡(jiǎn)介：郭實(shí)（1985，05-），男，籍貫：山東。