当前位置：首页 > 行业动态 > 正文

如何使用C语言通过NTP协议获取网络时间？

admin
行业动态
2025-01-29
2

### ，，网络时间协议（NTP）是一种用于同步计算机系统时钟的协议，通过网络测量时间信息传输延迟并调整本地时钟，确保设备间时间一致。其工作原理基于客户端/服务器模式，通过发送和接收NTP报文计算网络延迟和时钟偏移来调整本地时间。NTP具有高精度、稳定性、灵活性等优点，广泛应用于互联网和局域网环境，对系统运行、安全性、数据分析等至关重要。

在C语言中获取网络时间，通常使用NTP（Network Time Protocol）协议，以下是详细的步骤和示例代码：

如何使用C语言通过NTP协议获取网络时间？第1张

一、NTP协议简介

NTP（Network Time Protocol）是一种用于同步计算机时钟的协议，通过UDP协议在网络上传输时间信息，它使用UTC（协调世界时）作为时间基准，可以实现高精度的时间同步，通常误差在毫秒级别。

二、实现步骤

创建套接字

需要创建一个UDP套接字来与NTP服务器通信，可以使用socket函数来完成这一操作。

int sockfd;
struct sockaddr_in server_addr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if (sockfd < 0) {
    perror("Socket creation failed");
    return EXIT_FAILURE;
}

设置服务器地址

需要设置NTP服务器的IP地址和端口号，NTP服务器的端口号为123。

memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(123);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("129.6.15.28"); // NTP服务器地址，可以更换为任意有效的NTP服务器

构建NTP请求报文

构造一个NTP请求包，并将其发送到NTP服务器，NTP请求包的格式可以参考NTP协议的相关文档。

unsigned char packet[48] = {0};
packet[0] = 0x1B; // LI = 0, VN = 3, Mode = 3 (client)

发送请求

通过套接字将请求报文发送给NTP服务器。

if (sendto(sockfd, packet, sizeof(packet), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
    perror("Failed to send packet");
    close(sockfd);
    return EXIT_FAILURE;
}

接收响应

等待并接收NTP服务器的响应包。

unsigned char buffer[48];
socklen_t addr_len = sizeof(server_addr);
if (recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, &addr_len) < 0) {
    perror("Failed to receive packet");
    close(sockfd);
    return EXIT_FAILURE;
}

解析响应

解析NTP服务器返回的时间数据，并将其转换为可读的时间格式。

unsigned long long int ntp_time = 0;
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    ntp_time = (ntp_time << 8) | buffer[40 + i];
}
time_t unix_time = (time_t)(ntp_time 2208988800UL);
printf("Network time: %s", ctime(&unix_time));

三、完整示例代码

以下是一个使用C语言实现的完整NTP客户端示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <time.h>
#define NTP_TIMESTAMP_DELTA 2208988800ull
typedef struct {
    uint8_t li_vn_mode;      // Leap indicator, version and mode
    uint8_t stratum;         // Stratum level of the local clock
    uint8_t poll;            // Maximum interval between successive messages
    int8_t precision;        // Precision of the local clock
    uint32_t rootDelay;      // Round trip time to the primary reference source
    uint32_t rootDispersion; // Max error relative to the primary reference source
    uint32_t refId;          // Reference clock identifier
    uint32_t refTm_s;        // Reference time-stamp seconds
    uint32_t refTm_f;        // Reference time-stamp fraction of a second
    uint32_t origTm_s;       // Originate time-stamp seconds
    uint32_t origTm_f;       // Originate time-stamp fraction of a second
    uint32_t rxTm_s;         // Received time-stamp seconds
    uint32_t rxTm_f;         // Received time-stamp fraction of a second
    uint32_t txTm_s;         // Transmit time-stamp seconds
    uint32_t txTm_f;         // Transmit time-stamp fraction of a second
} ntp_packet;
int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    ntp_packet packet;
    memset(&packet, 0, sizeof(ntp_packet));
    packet.li_vn_mode = 0x1b; // LI = 0, VN = 3, Mode = 3 (client)
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
    if (sockfd < 0) {
        perror("Socket creation failed");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(123);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("129.6.15.28"); // NTP服务器地址
    if (sendto(sockfd, (char*)&packet, sizeof(ntp_packet), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("Failed to send packet");
        close(sockfd);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    socklen_t addr_len = sizeof(server_addr);
    if (recvfrom(sockfd, (char*)&packet, sizeof(ntp_packet), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, &addr_len) < 0) {
        perror("Failed to receive packet");
        close(sockfd);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    packet.txTm_s = ntohl(packet.txTm_s);
    packet.txTm_f = ntohl(packet.txTm_f);
    time_t tx_time = (time_t)(packet.txTm_s NTP_TIMESTAMP_DELTA);
    printf("Network time: %s", ctime(&tx_time));
    close(sockfd);
    return EXIT_SUCCESS;
}