C語言編寫系統(tǒng)與服務(wù)器時(shí)間同步程序
在現(xiàn)代社會(huì)的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，時(shí)間的準(zhǔn)確度和同步性非常的重要。我們在日常生活中使用的智能設(shè)備和電子設(shè)備都需要時(shí)刻與世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步，才能保證其有效運(yùn)作。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也不例外，系統(tǒng)時(shí)間的準(zhǔn)確性對于計(jì)算機(jī)的許多領(lǐng)域都是至關(guān)重要的，特別是一些分布式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。本文將圍繞C語言編寫系統(tǒng)與服務(wù)器時(shí)間同步程序?yàn)橹行模瑥亩鄠€(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。
1、計(jì)算機(jī)與時(shí)間同步的重要性
計(jì)算機(jī)作為一種現(xiàn)代科技產(chǎn)品，人們在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的各種操作都會(huì)涉及到時(shí)間這一重要概念。計(jì)算機(jī)中的很多應(yīng)用以及計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間的相互作用都需要時(shí)間保持同步。如果計(jì)算機(jī)的時(shí)間和當(dāng)前的真實(shí)時(shí)間存在偏差，那么許多現(xiàn)代的應(yīng)用程序?qū)o法正常地工作。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的時(shí)間有兩個(gè)方面需要同步：本地系統(tǒng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間。之所以需要同步它們是因?yàn)樗鼈儗ο到y(tǒng)需要達(dá)到不同的準(zhǔn)確性和同步性。
本地系統(tǒng)時(shí)間是指由操作系統(tǒng)維護(hù)的時(shí)間，用于記錄系統(tǒng)發(fā)生事件的時(shí)間戳。例如，當(dāng)操作系統(tǒng)從磁盤上讀取一個(gè)文件時(shí)，最后修改文件的本地時(shí)間戳將作為文件的一部分返回給應(yīng)用程序。所有本地計(jì)時(shí)器對于系統(tǒng)管理員來說都是非常重要的，因?yàn)樗鼈冇糜诹私庀到y(tǒng)的行為及其性能。
網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步是指通過互聯(lián)網(wǎng)使計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)同步時(shí)間，以確保其準(zhǔn)確性。在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，準(zhǔn)確的時(shí)間同步對于分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境中的要求以及確保分布式網(wǎng)絡(luò)的正確鏈接至關(guān)重要。
2、系統(tǒng)時(shí)間同步的實(shí)現(xiàn)方法
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過多種方式同步時(shí)間：
2.1 網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）
NTP是一種用于同步計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)間的協(xié)議，它可通過網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)之間傳遞時(shí)間信息。NTP協(xié)議是一個(gè)由IETF標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議，它僅使用UDP協(xié)議進(jìn)行通信，并利用時(shí)間服務(wù)器作為參考源來同步計(jì)算機(jī)時(shí)間。
2.2 時(shí)間服務(wù)器的使用
時(shí)間服務(wù)器是時(shí)鐘的一種設(shè)備。它能夠跟蹤時(shí)間，然后向計(jì)算機(jī)發(fā)送時(shí)間信息。計(jì)算機(jī)可以從時(shí)間服務(wù)器獲取時(shí)間更新，并使用其將本地計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘與時(shí)間服務(wù)器的時(shí)鐘同步。
2.3 使用GPS接收器同步時(shí)間
GPS接收器可以接收全球定位系統(tǒng)（GPS）衛(wèi)星發(fā)射的信號，并且具有精確的時(shí)間參考。計(jì)算機(jī)可以使用GPS接收器從衛(wèi)星獲取全球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，并使用此值來同步本地計(jì)算機(jī)時(shí)間。
3、使用C語言編寫時(shí)間同步程序
使用C語言編寫時(shí)間同步程序相對來說是簡單而直接的方法，可以便捷地通過直接訪問系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。主要通過以下幾個(gè)步驟來完成：
3.1 獲取當(dāng)前時(shí)間
在C語言中，使用標(biāo)準(zhǔn)庫time.h可以方便地獲取當(dāng)前時(shí)間。time.h庫中包含了許多有用的時(shí)間函數(shù)，例如time（），localtime（）等，可以在C語言程序中獲取日期和時(shí)間。
3.2 讀取時(shí)間服務(wù)器或NTP服務(wù)器的時(shí)間信息
獲取時(shí)間服務(wù)器或NTP服務(wù)器的時(shí)間是為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的一個(gè)出路，因?yàn)镹TP可以通過IETF進(jìn)行協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，并且有很多成熟的NTP服務(wù)器可以用來同步計(jì)算機(jī)的時(shí)間。可以使用socket函數(shù)輕松地獲取遠(yuǎn)程服務(wù)器上的時(shí)間信息。
3.3 設(shè)置本地系統(tǒng)時(shí)間
一旦獲取當(dāng)前的時(shí)間，可以使用C語言程序輕松地將其設(shè)置為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的時(shí)間。可以調(diào)用SetSystemTime函數(shù)來設(shè)置Windows系統(tǒng)時(shí)間；使用settimeofday函數(shù)設(shè)置Unix系統(tǒng)時(shí)間。
4、編寫示例代碼實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間同步
```c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
char *NTP_SERVER = "ntp_server.example.com";
#define JAN_1970 0x83aa7e80
int main(){
struct sockaddr_in serv_addr;
int sockfd, n;
int timeRet = 0;
char recvBuf[128];
memset(&serv_addr, 0x00, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(NTP_SERVER);
serv_addr.sin_port = htons(123);
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if (sockfd < 0) {
perror("socket");
exit(1);
}
n = sendto(sockfd, "\n", 1, 0, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
if (n < 0) {
perror("sendto");
exit(1);
}
n = recv(sockfd, &recvBuf, sizeof(recvBuf), 0);
if (n < 0) {
perror("recvfrom");
exit(1);
}
close(sockfd);
timeRet = ntohl(*(unsigned int *)&recvBuf[40]);
printf("Time %d\n", timeRet - JAN_1970);
struct timeval tv;
tv.tv_sec = timeRet - JAN_1970;
tv.tv_usec = 0;
if(settimeofday(&tv, NULL) == -1){
perror("settimeofday");
exit(1);
}
return 0;
```
以上代碼可以通過NTP協(xié)議獲取時(shí)間，并將該時(shí)間設(shè)置為本機(jī)時(shí)間。
