iputils网络工具时间比对程序clockdiff（检测两台linux主机的时间差）

本文主要是介绍iputils网络工具时间比对程序clockdiff（检测两台linux主机的时间差），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

基本原理

在IP报文的首部和ICMP报文的首部都可以放入时间戳数据，clockdiff程序是使用时间戳来测算目的主机和本地主机的系统时间差。

选项：

-o :使用IP时间戳选项来测量系统时间差。时间戳只用3个。
-o1:使用IP时间戳选项来测量系统时间差。用4个时间戳。如果-o和-o1都没有设置，那么就是用ICMP时间戳来测试系统时间差。

使用示例：

sl@Li:~$ clockdiff 192.168.2.19
.
host=192.168.2.19 rtt=750(187)ms/0ms delta=-41405ms/-41405ms Wed Jul  4 10:08:18 2018sl@Li:~$ clockdiff -o 192.168.2.19
.....
host=192.168.2.19 rtt=237(295)ms/0ms delta=-40110ms/-40110ms Wed Jul  4 10:52:00 2018sl@Li:~$ clockdiff -o1 192.168.2.19
..
host=192.168.2.19 rtt=562(280)ms/0ms delta=-40098ms/-40098ms Wed Jul  4 10:52:26 2018#可以看到时间相差大概40s左右（故意设置了一个较大的时间差），不过在使用clockdiff的时候，需要一点运气，因为很多路由会忽略ICMP或IP时间戳。root@iZuf6a0qg3bqqyctc37f3lZ:~# clockdiff 106.14.135.183
..................................................
host=106.14.135.183 rtt=4(0)ms/4ms delta=2ms/2ms Wed Jul  4 11:02:16 2018#delta = 目标主机减当前主机时间 ,时间单位是毫秒，这个是正常的时间差2ms，后面会谈到精度问题。

程序流程图：

这里写图片描述

clockdiff程序系统时间差测量的实现

设两台主机的系统时间相差detaT，即源主机的系统时间为T的时刻，目的主机的系统时间为T+detaT。

通过ICMP时间戳或者IP选项时间戳，可以获得如下信息：

$\delta_1$ ：接受时间戳减去发起时间戳。
$\delta_2$ ：接到回复报文时间减传送时间戳。

时间戳的插入过程如下图所示：
这里写图片描述

由上图可以知道：

$\delta_1 = (T + detaT + RTT/2) – T = RTT/2+detaT$
$\delta_2 = (T + RTT) - (T + dataT + RTT/2) =RTT/2-detaT$

故此，两个主机之间的系统时间差: $detaT=(\delta_1 - \delta_2) / 2$ 。

由于一次测量的 $\delta_1$ 和 $\delta_2$ 可能会由于网络拥塞情况的变化而发生较大偏差，故此在实际的实现中多次测量求较优值。引入了如下几个变量：

min1：多次传送中 $\delta_1$ 的最小值。
min2：多次传送中 $\delta_2$ 的最小值。
min_rtt：多次传送中 $\delta_1+\delta_2$ 的最小值。
PROCESSING_TIME：处理过程中所消耗的时间。

在基于以下的几个基本假设情况下，可以测算系统时间的差值：

RTT中发送到目的主机的时间和返回源主机的时间基本相等都为RTT/2。
当min1最小时，min1是对RTT/2+detaT的较优预测。同样，当min2最小时，min2是对RTT/2-detaT的较优预测。故此，(min1 - min2)/2是对deltaT的较优预测。这种预测方法的系统时间差预测值存储为变量measure_delta。
当min_rtt最小时， $(\delta_1 - \delta_2)/2$ 也是对deltaT的较优预测。这种预测方法的系统时间差预测值存储为变量measure_delta1。
各主机从接受到报文到记录接受到报文时间，这两个时刻的时间间隔为可以忽略；即发送和接受报文的处理过程中所消耗的时间可以忽略。实际上PROCESSING_TIME正是用来消除由处理过程的时间造成的对于计算出来的系统时间差别的影响。不过这里PROCESSING_TIME设置为0，认为处理消耗时间可以忽略。