NTP是从时间协议（Time Protocol）和ICMP时间戳报文（ICMP TimeStamp Message）演变而来，在准确性和健壮性方面进行了特殊的设计，理论上精度可达十亿分之一秒。
NTP协议应用于分布式时间服务器和客户端之间，实现客户端和服务器的时间同步，从而使网络内所有设备的时钟基本保持一致。
NTP协议是基于UDP进行传输的，使用端口号为123。
报文格式
图1 NTP数据报文格式
| 字段名 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| LI（Leap Indicator） | 2比特 | 这是一个两位的代码，表示在NTP时间标尺中将要插入的下一跳情况。值为“11”时表示告警状态，时钟不能被同步。 |
| VN（Version Number） | 3比特 | NTP的版本号。 |
| Mode | 3比特 | NTP的工作模式。不同值表示的含义如下：0：reserved，保留。1：symmetric active，主动对等体模式。2：symmetric passive，被动对等体模式。3：client，客户模式。4：server，服务器模式。5：broadcast，广播模式。6：reserved for NTP control messages，NTP控制报文。7：reserved for private use，内部使用预留。 |
| Stratum | 8比特 | 时钟的层数，定义了时钟的准确度。层数为1的时钟准确度最高，从1到15依次递减。 |
| Poll Interval | 8比特 | 轮询时间，即发送报文的最小间隔时间。 |
| Precision | 8比特 | 时钟的精度。 |
| Root Delay | 32比特 | 到主参考时钟的总往返延迟时间。 |
| Root Dispersion | 32比特 | 本地时钟相对于主参考时钟的最大误差。 |
| Reference Identifier | 32比特 | 标识特定参考时钟。 |
| Reference Timestamp | 64比特 | 本地时钟最后一次被设定或更新的时间。如果值为0表示本地时钟从未被同步过。 |
| Originate Timestamp | 64比特 | NTP报文离开源端时的本地时间。 |
| Receive Timestamp | 64比特 | NTP报文到达目的端的本地时间。 |
| Transmit Timestamp | 64比特 | 目的端应答报文离开服务器端的本地时间。 |
| Authenticator | 96比特 | （可选）验证信息。 |
图2 NTP控制报文格式
| 字段名 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| 0 | 2比特 | 保留位。NTP本身不做处理。 |
| VN（Version Number） | 3比特 | NTP的版本号，目前值为3。 |
| 6 | 3比特 | 表明是控制报文。 |
| REM | 3比特 | R：0表示命令，1表示响应。E：0表示发送正常响应，1表示发送错误响应。M：0表示最后一个分片，1表示其他。 |
| Op | 5比特 | 操作码，表明命令的类型。 |
| Sequence | 16比特 | 发送或接受到报文的顺序号。 |
| Status | 16比特 | 表明当前系统的状态。 |
| Association ID | 16比特 | 连接标示。 |
| Offset | 16比特 | 偏移量。 |
| Count | 16比特 | 数据域的长度。 |
| Data | 最大468比特 | 包括发送报文或接受报文中的数据信息。 |
| Padding | 16比特 | 填充字段。 |
| Authenticator | 96比特 | （可选）验证信息。 |
报文示例
图3 NTP报文（Broadcast）
图4 NTP报文（client）
图5 NTP报文（server）
参考标准
| 文档编号 | 描述 |
|---|---|
| RFC 1095 | Network Time Protocol (Version 1) |
| RFC 1119 | Network Time Protocol (Version 2) |
| RFC 1305 | Network Time Protocol (Version 3) |
| RFC 5905 | Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification |
| RFC 5906 | Network Time Protocol Version 4: Autokey Specification |