Уильям Стивенс - UNIX - разработка сетевых приложений

Синхронизирующий сетевой протокол (Network Time Protocol, NTP) — это сложный протокол синхронизации часов в глобальной или локальной сети. Его точность часто может достигать миллисекунд. В RFC 1305 [76] этот протокол подробно описан, а в RFC 2030 [77] рассматривается протокол SNTP — упрощенная версия NTP, предназначенная для узлов, которым не требуется функциональность полной реализации NTP. Типичной является ситуация, когда несколько узлов в локальной сети синхронизируют свои часы через Интернет с другими узлами NTP, а затем распространяют полученное значение времени в локальной сети с использованием либо широковещательной, либо многоадресной передачи.

В этом разделе мы создадим клиент SNTP, который прослушивает широковещательные или групповые сообщения NTP на всех присоединенных сетях, а затем выводит разницу во времени между пакетом NTP и текущим истинным временем узла. Мы не пытаемся изменить это время, поскольку для этого необходимы права привилегированного пользователя.

Файл ntp.h, показанный в листинге 21.11, содержит некоторые из основных определений формата пакета NTP.

Листинг 21.11. Заголовок ntp.h: формат пакета NTP и определения

//ssntp/ntp.h

1 #define JAN_1970 2208988800UL /* 1970 - 1900 в секундах */

2 struct l_fixedpt { /* 64-разрядное число с фиксированной точкой */

3 uint32_t int_part;

4 uint32_t fraction;

5 };

6 struct s_fixedpt { /* 32-разрядное число с фиксированной точкой */

7 u_short int_part;

8 u_short fraction;

9 };

10 struct ntpdata { /* заголовок NTP */

11 u_char status;

12 u_char stratum;

13 u_char ppoll;

14 int precision:8;

15 struct s_fixedpt distance;

16 struct s_fixedpt dispersion;

17 uint32_t refid;

18 struct l_fixedpt reftime;

19 struct l_fixedpt org;

20 struct 1_fixedpt rec;

21 struct l_fixedpt xmt;

22 };

23 #define VERSION_MASK 0x38

24 #define MODE_MASK 0x07

25 #define MODE CLIENT 3

26 #define MODE_SERVER 4

27 #define MODE_BROADCAST 5

2-22 l_fixedptзадает 64-разрядные числа с фиксированной точкой, используемые NTP для отметок времени, a s_fixedpt — 32-разрядные значения с фиксированной точкой, также используемые NTP. Структура ntpdataпредставляет 48-байтовый формат пакета NTP.

В листинге 21.12 пpeдcтaвлeнa функция main.

Листинг 21.12. Функция main

//ssntp/main.c

1 #include "sntp.h"

2 int

3 main(int argc, char **argv)

4 {

5 int sockfd;

6 char buf[MAXLINE];

7 ssize_t n;

8 socklen_t salen, len;

9 struct ifi_info *ifi;

10 struct sockaddr *mcastsa, *wild, *from;

11 struct timeval now;

12 if (argc != 2)

13 err_quit("usage: ssntp ");

14 sockfd = Udp_client(argv[1], "ntp", (void**)&mcastsa, &salen);

15 wild = Malloc(salen);

16 memcpy(wild, mcastsa. salen); /* копируем семейство и порт */

17 sock_set_wild(wild, salen);

18 Bind(sockfd, wild, salen); /* связываем сокет с универсальным [3] Имеется в виду адрес, записанный с помощью символов подстановки. — Примеч. перев.

адресом */

19 #ifdef MCAST

20 /* получаем список интерфейсов и обрабатываем каждый интерфейс */

21 for (ifi = Get_ifi_info(mcastsa->sa_family, 1); ifi != NULL;

22 ifi = ifi->ifi_next) {

23 if (ifi->ifi_flags & IFF_MULTICAST) {

24 Mcast_join(sockfd, mcastsa, salen, ifi->ififname, 0);

25 printf("joined %s on %s\n",

26 Sock_ntop(mcastsa, salen), ifi->ifi_name);

27 }

28 }

29 #endif

30 from = Malloc(salen);

31 for (;;) {

32 len = salen;

33 n = Recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, from, &len);

34 Gettimeofday(&now, NULL);

35 sntp_proc(buf, n, &now);

36 }

37 }

12-14 При выполнении программы пользователь должен задать в качестве аргумента командной строки адрес многоадресной передачи, к которому он будет присоединяться. В случае IPv4 это будет 224.0.1.1 или имя ntp.mcast.net. В случае IPv6 это будет ff05::101для области действия NTP, локальной в пределах сайта. Наша функция udp_clientвыделяет в памяти пространство для структуры адреса сокета корректного типа (либо IPv4, либо IPv6) и записывает адрес многоадресной передачи и порт в эту структуру. Если эта программа выполняется на узле, не поддерживающем многоадресную передачу, может быть задан любой IP-адрес, так как в этой структуре задействуются только семейство адресов и порт. Обратите внимание, что наша функция udp_clientне связывает адрес с сокетом (то есть не вызывает функцию bind) — она лишь создает сокет и заполняет структуру адреса сокета.

15-18 Мы выделяем в памяти пространство для другой структуры адреса сокета и заполняем ее, копируя структуру, заполненную функцией udp_client. При этом задаются семейство адреса и порт. Мы вызываем нашу функцию sock_set_wild, чтобы присвоить IP-адресу универсальный адрес, а затем вызываем функцию bind.