- 看懂原理，重新实现NTP
- 前端GUI可复用，看情况加一点别的展示的东西
- 分析NTP的问题 + 提出改进方案
- 选做部分
- 实现解决方案（提出解决方案的人来做）
- 调研其他项目 / 同步时间方案
原理 / 技术实现
通信协议：响应-应答
核心行为
- 创建本地通信资源
- 创建socket，配置其在非阻塞模式下工作
- DNS解析器将服务器域名解析为IP地址
- 与该IP地址对应的NTP服务器建立socket通信
性能与鲁棒性
- 通信需要在较短时间内返回结果
- 通信异常处理（服务器无响应等）
改进 / 测试
- 时间同步是直接使用的「服务端发送的时间」（即T3）进行同步，而非计算offset之后同步
- 用T4 + θ代替当前时间
- 对比调整前后的时间差
将socket的最大接收阻塞时间调整为动态的，对比不同情况的效果
- 动态切换NTP服务器域名：
- 按照服务器域名列表顺序进行请求，当DNS解析失败 / 服务器多次超时无响应时则将该服务器域名置于列表末尾，然后对下一个域名进行请求
- 若所有服务器都有故障则报错
问题分析与解决方案
- 时间精度
- NTP协议是基于 往返路由延时是对称的 假设进行的时钟同步，在offset的计算中假设d1 = d2 = RTT / 2，性能会受网络延迟和不稳定性的影响
- 在网络传输层次上，offset的最大误差为 ±RTT / 2
- 可能的解决方案：在对时间的顺序性有高要求的功能上，可以根据NTP返回的时间以及误差范围，使用时间置信区间代替一个具体的时间戳，例如：判定一个系统处于0.3s和0.4s之间的概率是95%。
- 案例：Google的Spanner系统的TrueTime提供的api，会返回两个值 [earliest, latest]，表示可能的最早和最晚的时间。
- Spanner实现事务id的方式：如果两个置信区间 A = [Aearliest, Alatest] 和 B = [Bearliest, Blatest] 没有交集 (Aearliest < Alatest < Bearliest < Blatest) ，那么事件A先于事件B；如果有交集，那么无法判断顺序。为了能够反映逻辑，确保读取事务有足够的延迟，Spanner会等待一个置信区间的时间后才提交事务，因为置信区间不会重叠。
- 局域网络时延较大：时间戳一般都是在应用层加盖，操作系统内核处理存在延时。
- 发/收NTP包时间戳应尽量接近主机真实发/收包时刻。修改网卡驱动程序，在网卡驱动程序处记录NTP包发/收时间戳，可消除操作系统内核处理延时不确定而引入的误差
- 故障
- 当发送失败 / NTP服务器无响应时，应当自适应地处理和切换NTP服务器
- 设置请求数上限（ := 3），请求数超过上限后 静默切换到下一个NTP服务器再次进行请求，同时记录请求失败的服务器个数
- 次数超过列表服务器总数时放弃同步并输出错误信息
- 实现细节：根据发出请求后的结果码进行判断，若为无响应则记录此NTP服务器响应失败次数，超过人为设定的请求数上限时则将此服务器记为失效服务器；若为DNS解析IP地址失败则直接换到下一个NTP服务器。同时记录总失效服务器数，≥服务器列表的size则弹出警告窗口，放弃同步。
- 重要性：分布式系统的时间一致性直接影响数据的正确性和系统的协同性
- 确保事件的顺序性
- 每个节点可能独立产生日志、事件或记录。时间同步能帮助各节点按时间顺序记录事件，确保事件的顺序一致性。
- 如果时间不同步，事件顺序可能被错误地记录，比如写入操作可能在读取之后发生，从而影响事务的正确性。
- 数据复制、分片等场景：时间误差会导致不同节点在合并数据或判断最新数据时出现偏差
- 各节点需要判断数据的最新状态。如果时间不同步，可能导致版本控制错误，从而引发数据冲突或一致性问题。