Windows Server 2016 精确时间

适用范围:Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016、Windows Server 2012 R2、Windows Server 2012、Windows 10 或更高版本

Windows 时间服务是一个组件,它为客户端和服务器时间同步提供程序使用插件模型。 Windows 上有两个内置的客户端提供程序,并且有可用的第三方插件。 一种提供程序使用 NTP (RFC 1305)MS-NTP 将本地系统时间同步到与 NTP 和/或 MS-NTP 兼容的引用服务器。 另一个提供程序用于 Hyper-V,可将虚拟机 (VM) 同步到 Hyper-V 主机。 存在多个提供程序时,Windows 将首先使用层次级别(依次为根延迟、根分散和时间偏移)选择最佳提供程序。

备注

若要快速了解 Windows 时间服务,请参阅此高级概述视频

在本主题中,我们将讨论这些主题,因为它们与实现准确时间相关:

  • 改进
  • 度量
  • 最佳方案

重要

可在此处下载“Windows 2016 精确确时间”一文引用的附录。 本文档提供了有关测试和度量方法的更多详细信息。

备注

Windows 时间提供程序插件模型记录在 TechNet 上

域层次结构

域和独立配置的工作方式不同。

  • 域成员使用安全 NTP 协议,该协议使用身份验证来确保时间引用的安全性和真实性。 域成员与域层次结构和评分系统所确定的主时钟同步。 在域中,存在时间层次的层次结构层,因此每个 DC 指向具有更准确时间层的父级 DC。 层次结构解析为根林中的 PDC 或 DC,或具有 GTIMESERV 域标志的 DC,后者表示域的良好时间服务器。 请参阅下面的 [使用 GTIMESERV 指定本地可靠时间服务部分。

  • 独立计算机默认配置为使用 time.windows.com。 此名称由 DNS 服务器解析,该服务器应指向 Microsoft 拥有的资源。 与所有远程定位的时间引用一样,网络中断可能会阻止同步。 网络流量负载和非对称网络路径可能会降低时间同步的准确度。 若要实现 1 毫秒的准确度,不能依赖于远程时间源。

由于 Hyper-V 来宾将至少有两个 Windows 时间提供程序(主机时间和 NTP)可供选择,因此在作为来宾运行时,可能会看到域或独立的不同行为。

备注

有关域层次结构和评分系统的详细信息,请参阅“什么是 Windows 时间服务?” 博客文章。

备注

层次是 NTP 和 Hyper-V 提供程序中使用的概念,其值指示层次结构中的时钟位置。 第 1 层保留给最高级别时钟,而第 0 层保留给假定为准确的硬件,并且与之相关联的延迟很少或者没有。 第 2 层与第 1 层服务器通信,第 3 层与第 2 层通信,依此类推。 虽然较低的层通常指示更准确的时钟,但仍有可能发现差异。 此外,W32time 仅接受第 15 层或以下层的时间。 若要查看客户端的层次,请使用 w32tm /query /status 。

准确时间的关键因素

在每种情况下,对于准确的时间,有三个关键因素:

  1. 固态的源时钟 - 域中的源时钟必须稳定且准确。 这通常意味着安装 GPS 设备或指向第 1 层源,从而考虑 #3。 比如说,如果水上有两艘船,并且你尝试测量一艘船的高度,与另一艘相比较,则在源船非常稳定且不移动的情况下,准确度最高。 对于时间也是如此,并且如果源时钟不稳定,则同步时钟的整个链会受到影响,并在每个阶段进行放大。 它还必须是可访问的,因为连接中断会干扰时间同步。 最后,该方法必须是安全的。 如果未正确维护时间引用,或者可能由恶意方操作,则你的域可能会受到基于时间的攻击。
  2. 稳定的客户端时钟 - 稳定的客户端时钟可确保振荡器的自然偏移为可控制的。 NTP 使用可能来自多个 NTP 服务器的多个示例,来调节和管理本地计算机时钟。 它不会执行时间更改,但是会减缓或加快本地时钟的速度,以便快速接近准确的时间,并在 NTP 请求之间保持准确。 然而,如果客户端计算机时钟的振荡器不稳定,则在调整之间可能会发生更多波动,并且 Windows 用于调节时钟的算法无法准确工作。 在某些情况下,可能需要更新固件才能获得准确的时间。
  3. 对称 NTP 通信 - 用于 NTP 通信的连接是对称的,这一点非常重要。 NTP 使用计算来调整假设网络路径对称的时间。 如果 NTP 包进入服务器的路径需要不同的时间来返回,则准确度会受到影响。 例如,由于网络拓扑发生更改,或者通过具有不同接口速度的设备路由数据包,该路径可能会更改。

对于电池供电的设备,无论是移动的还是便携式的,都必须考虑不同的策略。 根据我们的建议,若要保持准确的时间,需要每秒管理一次时钟,这与时钟更新频率相关。 这些设置将消耗比预期更多的电池电量,并可能干扰 Windows 中为此类设备提供的省电模式。 电池供电的设备还具有特定的电源模式,这些模式会阻止所有应用程序运行,这会干扰 W32time 管理时钟和保持时间准确的能力。 此外,移动设备中的时钟在开始时可能并不太准确。 环境条件会影响时钟准确性,移动设备可以从一个环境条件转到下一个环境条件,这可能会干扰其保持时间准确的能力。 因此,Microsoft 不建议设置具有高准确度设置的电池供电的便携设备。

为什么时间很重要?

出于许多不同的原因,你需要准确的时间。 Windows 的典型情况是 Kerberos,其要求客户端和服务器之间精确到 5 分钟。 但是,还有许多其他区域会受到时间准确度的影响,其中包括:

  • 政府法规,如:
    • 美国 FINRA 要求精确到 50 毫秒
    • 欧盟 ESMA (MiFID II) 要求精确到 1 毫秒。
  • 加密算法
  • 群集/SQL/Exchange 和文档数据库等分布式系统
  • 比特币交易的区块链框架
  • 分布式日志和威胁分析
  • AD 复制
  • PCI(支付卡行业),当前准确度为 1 秒钟

其他参考