让我们用 Go 语言创建一个 NTP 客户端

首发于:https://studygolang.com/articles/12339

在网络编程做了一些研究之后,我邂逅了一篇题目为《Let's Make a NTP Client in C》,由 David Lettier(Lettier) 编写的文章。这篇文章鼓舞了我用 Go 去做相似的事。

这篇博文提到的代码都在这里 https://github.com/vladimirvivien/go-ntp-client。

这篇博文描述了一个(真正的) NTP 客户端的结构,使用 Go 语言编写。它通过 encoding/binary 库去封装,解封装,发送和接收来自远端 NTP 服务器基于 UDP 协议的 NTP 包。

你能通过这里学到更多关于 NTP 协议的内容,或者阅读 RFC5905 规范、研究一个实现了更多的功能,(可能)比 Go NTP 客户端更好的客户端 https://github.com/beevik/ntp。

NTP 包结构

时间同步的概念是非常复杂的,我还不能完全理解,也超过这篇博文的范围。但幸运的是,NTP 使用的数据包格式很简单,对于客户端来说也小而足够了。下面的图展示了 NTP v4 的包格式。关于这篇博文,我们只关注前 48 个字节,忽略掉 v4 版本的扩展部分。

NTP v4 data format (abbreviated) — https://tools.ietf.org/html/rfc5905

NTP 包

客户端和对应的服务端都使用上面提到的相同的包格式。下面的结构体定义了 NTP 包和它的属性,跟上面提到的格式一一对应。

启动 UDP 连接

接下来,我们通过 UDP 协议,使用 net.Dial 函数去启动一个 socket,与 NTP 服务器联系,并设定 15 秒的超时时间。

从服务端获取时间

在发送请求包给服务端前,第一个字节是用来设置通信的配置,我们这里用 0x1B(或者二进制 00011011),代表客户端模式为 3,NTP版本为 3,润年为 0,如下所示:

接下来,我们使用 binary 库去自动地将 packet 结构体封装成字节流,并以大端格式发送出去。

从服务端读取时间

接下来,我们使用 binary 包再次将从服务端读取的字节流自动地解封装成对应的 packet 结构体。

解析时间

在这个超普通的例子里面,我们只对 Transmit Time 字段 (rsp.TxTimeSec 和 rspTxTimeFrac) 感兴趣,它们是从服务端发出时的时间。但我们不能直接使用它们,必须先转成 Unix 时间。

Unix 时间是一个开始于 1970 年的纪元(或者说从 1970 年开始的秒数)。然而 NTP 使用的是另外一个纪元,从 1900 年开始的秒数。因此,从 NTP 服务端获取到的值要正确地转成 Unix 时间必须减掉这 70 年间的秒数 (1970-1900),或者说 2208988800 秒。

NTP 值的分数部分转成纳秒。在这个平凡的例子里,这里是可选的,展示只是为了完整性。

显示时间

最后,函数 time.Unix 被用来创建一个秒数部分使用 secs,分数部分使用 nanos 值的时间。然后这个时间会被打印到终端。

结论

这篇博文展示了一个关于 NTP 客户端的普通的例子。描述了如何利用 encoding/binary 库,非常容易地将一个结构体转成字节形式。相反,我们使用 binary 库将一个字节流转成对应的结构体值。

这个 NTP 客户端还不是一个可用于生产环境的产品,毕竟它缺少了 NTP 规范指定的很多功能。从服务端返回的大部分字段都被忽略了。你可以从这里获取到一个用 Go 写的更完整的 NTP 客户端。

via: https://medium.com/learning-the-go-programming-language/lets-make-an-ntp-client-in-go-287c4b9a969f

作者:Vladimir Vivien

译者:gogeof

校对:polaris1119

本文由 GCTT 原创编译,Go 中文网 荣誉推出

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20180710G0TB0I00?refer=cp_1026
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