让我们用 Go 语言创建一个 NTP 客户端

首发于：https://studygolang.com/articles/12339

在网络编程做了一些研究之后，我邂逅了一篇题目为《Let's Make a NTP Client in C》，由 David Lettier（Lettier） 编写的文章。这篇文章鼓舞了我用 Go 去做相似的事。

这篇博文提到的代码都在这里 https://github.com/vladimirvivien/go-ntp-client。

这篇博文描述了一个（真正的） NTP 客户端的结构，使用 Go 语言编写。它通过　encoding/binary 库去封装，解封装，发送和接收来自远端 NTP 服务器基于 UDP 协议的 NTP 包。

你能通过这里学到更多关于 NTP 协议的内容，或者阅读 RFC5905 规范、研究一个实现了更多的功能，（可能）比 Go NTP 客户端更好的客户端 https://github.com/beevik/ntp。

NTP 包结构

时间同步的概念是非常复杂的，我还不能完全理解，也超过这篇博文的范围。但幸运的是，NTP 使用的数据包格式很简单，对于客户端来说也小而足够了。下面的图展示了 NTP v4 的包格式。关于这篇博文，我们只关注前 48 个字节，忽略掉 v4 版本的扩展部分。

NTP v4 data format (abbreviated) — https://tools.ietf.org/html/rfc5905

NTP 包

客户端和对应的服务端都使用上面提到的相同的包格式。下面的结构体定义了 NTP 包和它的属性，跟上面提到的格式一一对应。

启动 UDP 连接

接下来，我们通过 UDP 协议，使用　net.Dial 函数去启动一个 socket，与 NTP 服务器联系，并设定 15 秒的超时时间。

从服务端获取时间

在发送请求包给服务端前，第一个字节是用来设置通信的配置，我们这里用 0x1B（或者二进制 00011011），代表客户端模式为 3，NTP版本为 3，润年为 0，如下所示：

接下来，我们使用 binary 库去自动地将 packet 结构体封装成字节流，并以大端格式发送出去。

从服务端读取时间

接下来，我们使用 binary 包再次将从服务端读取的字节流自动地解封装成对应的 packet 结构体。

解析时间

在这个超普通的例子里面，我们只对　Transmit Time 字段 （rsp.TxTimeSec 和 rspTxTimeFrac） 感兴趣，它们是从服务端发出时的时间。但我们不能直接使用它们，必须先转成 Unix 时间。

Unix 时间是一个开始于 1970 年的纪元（或者说从 1970 年开始的秒数）。然而 NTP 使用的是另外一个纪元，从 1900 年开始的秒数。因此，从 NTP 服务端获取到的值要正确地转成 Unix 时间必须减掉这 70 年间的秒数 （1970-1900），或者说 2208988800 秒。

NTP 值的分数部分转成纳秒。在这个平凡的例子里，这里是可选的，展示只是为了完整性。

显示时间

最后，函数 time.Unix 被用来创建一个秒数部分使用 secs，分数部分使用 nanos 值的时间。然后这个时间会被打印到终端。

结论

这篇博文展示了一个关于 NTP 客户端的普通的例子。描述了如何利用 encoding/binary 库，非常容易地将一个结构体转成字节形式。相反，我们使用 binary 库将一个字节流转成对应的结构体值。

这个 NTP 客户端还不是一个可用于生产环境的产品，毕竟它缺少了 NTP 规范指定的很多功能。从服务端返回的大部分字段都被忽略了。你可以从这里获取到一个用 Go 写的更完整的 NTP 客户端。

via: https://medium.com/learning-the-go-programming-language/lets-make-an-ntp-client-in-go-287c4b9a969f

作者：Vladimir Vivien

译者：gogeof

校对：polaris1119

本文由 GCTT 原创编译，Go 中文网 荣誉推出

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