Python利用NTP校准本地系统时间实战指南

1. 概念

1.1 基本概念

时间概念在日常生活与工作中至关重要，它决定了事件的先后顺序与处理时机。若缺乏准确的时间基准，日常运作将陷入混乱。

在运维场景中，时间准确性尤为关键。告警发生的时间、事故性质、影响范围以及解决时刻，这些要素紧密相关，因此确保系统时间的精确性具有极高价值。

许多网络工程师可能对时间产生的底层原理并不熟悉，这引发了对时间来源机制的探讨。

• 你是否仅了解NTP（网络时间协议）这一种同步方式？
• 什么是标准参考时钟？
• 如何解读时间戳'1573401600'所代表的具体时间点？

原子钟和GPS卫星被用作全球标准参考时钟，它们构成了世界时间同步的根本源头。

从个人设备（如手表或电脑）同步至标准时钟源的过程中，通常会经过多层级跳板，每一层级被称为'stratum'（层），其精度随层级增加而递减。我们无需直接连接原子钟，只需选择距离最近的主时钟源即可，例如位于中国或香港的服务器。

部分企业内网可能将时间同步指向内部主时钟服务器，再由该服务器同步至互联网上的公共时钟源。

明确了时钟源后，还需要统一的时间标准。由于全球各国时区不同，无法使用单一时间标准覆盖全地球。

GMT（Greenwich Mean Time，格林尼治标准时间）：以太阳穿过格林尼治子午线（本初子午线）为基准计算，目前已被推荐不再使用。

UTC（Universal Time Coordinated，协调世界时）：基于原子时秒长定义，与GMT接近，现作为国际标准时间使用。

为统一全球时间，1884年国际经度会议规定将全球划分为24个时区（东西各12个）。英国格林尼治天文台旧址被定为零时区（GMT+00），向东为1-12区，向西为1-12区。中国北京位于东8区（GMT+08）。

示例说明：

UTC 时间：2019-11-10 16:00:00 北京时间：2019-11-11 00:00:00 (UTC + 8个小时)

介绍完时钟源与标准时间后，接下来探讨时间同步的通信机制。

• 网络时间协议NTP（Network Time Protocol）属于TCP/IP协议族中的应用层协议。
• NTP主要用于在分布式时间服务器集群与客户端之间实现时钟同步。
• NTP基于IP和UDP协议实现，其报文通过UDP传输，默认端口号为123。

1.2 版本演进

2. 示例演示

2.1 前提条件

需准备第三方库：ntplib

安装方法：

pip3 install -i [https://pypi.douban.com/simple/](https://pypi.douban.com/simple/) ntplib

运行环境：Windows + Python3

2.2 完整代码

#!/usr/bin/env python3
#-*- coding:UTF-8 -*-
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​
import ntplib
import os,datetime
​
hosts = ['0.cn.pool.ntp.org','1.cn.pool.ntp.org','2.cn.pool.ntp.org','3.cn.pool.ntp.org']
​
def ntp_client():
 #创建实例，NTPClient()是一个类
 t = ntplib.NTPClient()
 for host in hosts:
 try:
 #ntp server可以填写主机和域名，建议用域名
 #缺省端口为ntp， 版本为2， 超时为5s
 #作用：查询 NTP 服务器，并返回对象
 r = t.request(host , port='ntp', version=4, timeout=5)
 if r:
 break
 except Exception as e:
 pass
 #显示的是时间戳
 t = r.tx_time

 #使用datetime模块,格式化：x年x月x日 时:分:秒.毫秒
 _date,_time = str(datetime.datetime.fromtimestamp(t))[:22].split(' ')
​
 print("调整前时间是：", datetime.datetime.now())
 os.system('date {} && time {}'.format(_date, _time))
 print("调整后时间是：", datetime.datetime.now())
​
if __name__ == '__main__':
 #适用于Windows
 ntp_client()

在Windows环境下，以'管理员'身份运行'cmd'，进入对应文件路径，运行结果如下所示：

备注：截至目前，尚未找到能够在pycharm直接运行代码，报错 “客户端没有所需的特权”，后续研究 'ctypes' 看能否实现。

2.3 其他问题

关于pycharm运行'os.system()' 出现中文乱码问题，需要改下编码问题，设置如下：

3. 参考信息：

亚洲NTP服务器池：

时间戳转换

UTC

时区

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，谢谢大家对本站的支持。