NTP時間同步技術在中山電力通信網中的應用

李亮亮

（廣東電網公司中山供電局，廣東 中山528400）

1 背景

隨著電力通信網承載的業務越來越多，相關業務對時間的要求越來越高。調度錄音系統查詢到的錄音時間和實際時間偏差較大，通過調取錄音調查事故時，不能快速查找相關錄音；行政交換系統各類IP終端的顯示時間不一致，不能快速查找相關通話記錄；通信運行管控系統綜合監視系統告警監控時間和實際時間偏差較大，導致通信調度值班人員延遲確認告警；通信光纜中斷時，承載的不同業務由于各網管服務器時間不同，不便第一時間準確判斷故障原因。因此，電力通信網迫切需要建立自己的時間同步網絡。

2 NTP基礎知識

2.1 NTP協議

NTP是目前在國際互聯網上被普遍使用的時間服務協議，目前NTP軟件的最新版本是基于RFC－5905的網絡時間協議版本4（NTPv4），NTPv4對老的NTP版本提供了向后兼容性，可以兼容NTPv3和NTPv2。

2.2 NTP的特點

NTP服務器為了提供準確的時鐘服務，就必須要連接精確的外部時間源，外部時間源是國際標準時間（UTC）。NTP獲得UTC的時間來源可以是原子鐘、天文臺、衛星，也可以從Internet上獲取。在NTP的網絡層級架構中，將所有服務器按照離外部UTC源的遠近歸入不同的Stratum（層）中，Stratum分為0～15層，層級編碼越低，時間精確度越高，重要性也越高。Stratum－0為外部時間源。

3 NTP同步網絡的實現

根據中山電力通信網絡的實際情況，采用Server／Client mode來部署時間同步網絡。

3.1 網絡同步方案

目前中山電力通信網絡主要有傳輸網、數據網等基礎網絡，調度錄音、視頻會議、變電站視頻環境監控、通信全程智能管控等業務系統。NTP時間同步網絡利用現有的網絡來進行時間同步。根據電力二次系統安全防護的要求，部署時間同步網絡，網絡拓撲圖如圖1所示。

3.1.1 傳輸 A網

傳輸A網均為SDH設備，網管服務器是Solaris系統，操作終端是Win2000Server系統。

同步方案：Solaris服務器和操作終端同步時間服務器的時間，網絡中的全部設備手動調整為操作終端或網管服務器時間。

圖1 中山供電局電力通信網絡時間同步拓撲

3.1.2 傳輸B網

傳輸B網均為MSTP設備，網管服務器為HP－Unix操作系統，操作終端為Win7系統。

同步方案：網管服務器、終端、設備均同步時間服務器的時間。

3.1.3 調度數據網和綜合數據網

數據網采用的Cisco路由器和交換機，網管服務器采用Win2008Server。

同步方案：網管服務器和兩臺核心設備同步時間服務器時間，兩臺核心設備既作為時間服務器的客戶端，又作為網絡中其他設備的NTP服務器，其他設備同步核心設備的時間。

3.1.4 調度錄音系統、變電站視頻環境監控系統

調度錄音系統的服務器均為Windows操作系統，變電站視頻環境監控的RPU設備支持NTP協議，主站服務器全部采用red－hat Unix操作系統，設備采用華為和H3C的交換機。

同步方案：業務系統接入綜合數據網，相關設備直接同步綜合數據網核心設備。

3.1.5 通信全程智能管控系統

全程管控的服務器采用red－hat Unix和 Win2008Server操作系統。

同步方案：全部的服務器直接同步時間服務器的時間。

3.2 網絡設備和服務器同步設置

3.2.1 Cisco設備NTP設置

（1）Cisco路由器和交換機。交換機上需要配置以下數據：

service timestamps log datetime localtime show－timezone

clock timezone GMT 8

clock calendar－valid

clock set hh：mm：ss

clock update－calendar

ntp calendar－update

ntp server IP

ntp master 3

（2）調試和測試命令：

show ntp status

show ntp association

3.2.2 華為和H3C交換機NTP設置

clock datetime time date

clock timezone zone－name｛add｜minus｝time

ntp－service unicast－serverip

display ntp－service status

display ntp－service sessions

display ntp－service trace

3.2.3 Windows NTP設置

（1）Windows 2000NTP設置。在CMD命令模式下：

net time／querysntp

net time／setsntp：ntpserverIP

net stop w32time

net start w32time

net time／setsntp

w32tm／once

（2）Windows XP、2003、7、2008NTP設置：1）找到并單擊下面的注冊表子項 HKEY＿LOCAL＿MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼W32Time，將 Parameters＼NtpS－erver十進制修改為剛才建立的NTP服務器地址；將TimeProviders＼NtpClient＼SpecialPollInterval修改為86400，每天自動更新時間一次。2）重新啟動windows time服務。

（3）Windows NTP驗證：在 Windows系統中，打開日期和時間窗口，在Internet時間選項卡中單擊立即更新，提示同步成功，即說明NTP設置正確。

3.2.4 Red－hat Unix NTP設置

（1）配置／etc／ntp.conf：

server IP

fudge 127.127.1.0stratum 10

driftfile／etc／ntp／drift

logfile／var／log／ntp／ntp.log

（2）系統時間與硬件時間的同步：

hwclock－w or hwclock－systohc

hwclock－s or hwclock－hctosys

（3）NTP服務相關命令：

chkconfig－level 35ntpd on

service ntpd start｜stop｜restart

（4）NTP服務調試：

Ntpstat

ntpq－p

ntptrace

ntpdate－d

3.2.5 Solaris NTP設置

（1）編輯配置文件ntp.conf：

server IP prefer

driftfile／var／ntp／ntp.drift

（2）創建drift文件：

touch／var／ntp／ntp.drift

（3）停止、啟動NTP服務：

／etc／init.d／xntpd start

／etc／init.d／xntpd stop

（4）檢查服務器是否成功，檢查方法：

Ntpq－p

3.2.6 HP－Unix NTP設置

（1）編輯netdaemons文件：

export NTPDATE＿SERVER＝“”

export XNTPD＝1

（2）編輯ntp.conf文件：

Server IP

driftfile／etc／ntp.drift

（3）創建文件／etc／ntp.drift。

（4）啟動并查看NTP服務進程：

／sbin／init.d／xntpd stop

／sbin／init.d／xntpd start

（5）調試命令：

Ntpdate－d IP

Ntpq－p

4 結語

中山電力通信網基于NTP時間同步網絡的應用，實現了中山供電局電力通信網絡的相關設備、服務器和承載的業務系統在時間上的一致性，為各系統在故障處理、事故調查等方面提供了可靠的時間保證。隨著電力系統的不斷發展，未來的通信網絡和業務系統對時間的同步提出了更高的要求，而且網絡規模越來越大，設備數量越來越多，全網同步的意義也更大，時間同步將在電力系統的日常運行中發揮越來越大的作用。

［1］中國南方電網有限責任公司.Q／CSG110018—2011 南方電網數字及時間同步系統技術規范［S］.

［2］上海銳呈電氣有限公司.K806GPS衛星同步時鐘用戶手冊［Z］.

［3］馬濤，何迎利，景春峰，等.電力信息化系統時間同步技術研究與應用［J］.電力信息與通信技術，2014，12（2）.