很多站长朋友们都不太清楚phpudp协议,今天小编就来给大家整理phpudp协议,希望对各位有所帮助,具体内容如下:
本文目录一览: 1、 大型的PHP应用,通常使用什么应用做消息队列? 2、 目前网络时间服务有哪几种协议? 3、 怎样使用php实现tcp/udp通讯 大型的PHP应用,通常使用什么应用做消息队列?一、消息队列概述
消息队列中间件是分布式系统中重要的组件,主要解决应用耦合,异步消息,流量削锋等问题。实现高性能,高可用,可伸缩和最终一致性架构。是大型分布式系统不可缺少的中间件。
目前在生产环境,使用较多的消息队列有ActiveMQ,RabbitMQ,ZeroMQ,Kafka,MetaMQ,RocketMQ等。
二、消息队列应用场景
以下介绍消息队列在实际应用中常用的使用场景。异步处理,应用解耦,流量削锋和消息通讯四个场景。
2.1异步处理
场景说明:用户注册后,需要发注册邮件和注册短信。传统的做法有两种1.串行的方式;2.并行方式。
(1)串行方式:将注册信息写入数据库成功后,发送注册邮件,再发送注册短信。以上三个任务全部完成后,返回给客户端。(架构KKQ:466097527,欢迎加入)
(2)并行方式:将注册信息写入数据库成功后,发送注册邮件的同时,发送注册短信。以上三个任务完成后,返回给客户端。与串行的差别是,并行的方式可以提高处理的时间。
假设三个业务节点每个使用50毫秒钟,不考虑网络等其他开销,则串行方式的时间是150毫秒,并行的时间可能是100毫秒。
因为CPU在单位时间内处理的请求数是一定的,假设CPU1秒内吞吐量是100次。则串行方式1秒内CPU可处理的请求量是7次(1000/150)。并行方式处理的请求量是10次(1000/100)。
小结:如以上案例描述,传统的方式系统的性能(并发量,吞吐量,响应时间)会有瓶颈。如何解决这个问题呢?
引入消息队列,将不是必须的业务逻辑,异步处理。改造后的架构如下:
按照以上约定,用户的响应时间相当于是注册信息写入数据库的时间,也就是50毫秒。注册邮件,发送短信写入消息队列后,直接返回,因此写入消息队列的速度很快,基本可以忽略,因此用户的响应时间可能是50毫秒。因此架构改变后,系统的吞吐量提高到每秒20 QPS。比串行提高了3倍,比并行提高了两倍。
2.2应用解耦
场景说明:用户下单后,订单系统需要通知库存系统。传统的做法是,订单系统调用库存系统的接口。如下图:
传统模式的缺点:
1) 假如库存系统无法访问,则订单减库存将失败,从而导致订单失败;
2) 订单系统与库存系统耦合;
如何解决以上问题呢?引入应用消息队列后的方案,如下图:
订单系统:用户下单后,订单系统完成持久化处理,将消息写入消息队列,返回用户订单下单成功。
库存系统:订阅下单的消息,采用拉/推的方式,获取下单信息,库存系统根据下单信息,进行库存操作。
假如:在下单时库存系统不能正常使用。也不影响正常下单,因为下单后,订单系统写入消息队列就不再关心其他的后续操作了。实现订单系统与库存系统的应用解耦。
2.3流量削锋
流量削锋也是消息队列中的常用场景,一般在秒杀或团抢活动中使用广泛。
应用场景:秒杀活动,一般会因为流量过大,导致流量暴增,应用挂掉。为解决这个问题,一般需要在应用前端加入消息队列。
可以控制活动的人数;
可以缓解短时间内高流量压垮应用;
用户的请求,服务器接收后,首先写入消息队列。假如消息队列长度超过最大数量,则直接抛弃用户请求或跳转到错误页面;
秒杀业务根据消息队列中的请求信息,再做后续处理。
2.4日志处理
日志处理是指将消息队列用在日志处理中,比如Kafka的应用,解决大量日志传输的问题。架构简化如下:
日志采集客户端,负责日志数据采集,定时写受写入Kafka队列;
Kafka消息队列,负责日志数据的接收,存储和转发;
日志处理应用:订阅并消费kafka队列中的日志数据;
以下是新浪kafka日志处理应用案例:
(1)Kafka:接收用户日志的消息队列。
(2)Logstash:做日志解析,统一成JSON输出给Elasticsearch。
(3)Elasticsearch:实时日志分析服务的核心技术,一个schemaless,实时的数据存储服务,通过index组织数据,兼具强大的搜索和统计功能。
(4)Kibana:基于Elasticsearch的数据可视化组件,超强的数据可视化能力是众多公司选择ELK stack的重要原因。
2.5消息通讯
消息通讯是指,消息队列一般都内置了高效的通信机制,因此也可以用在纯的消息通讯。比如实现点对点消息队列,或者聊天室等。
点对点通讯:
客户端A和客户端B使用同一队列,进行消息通讯。
聊天室通讯:
客户端A,客户端B,客户端N订阅同一主题,进行消息发布和接收。实现类似聊天室效果。
以上实际是消息队列的两种消息模式,点对点或发布订阅模式。模型为示意图,供参考。
三、消息中间件示例
3.1电商系统
消息队列采用高可用,可持久化的消息中间件。比如Active MQ,Rabbit MQ,Rocket Mq。(1)应用将主干逻辑处理完成后,写入消息队列。消息发送是否成功可以开启消息的确认模式。(消息队列返回消息接收成功状态后,应用再返回,这样保障消息的完整性)
(2)扩展流程(发短信,配送处理)订阅队列消息。采用推或拉的方式获取消息并处理。
(3)消息将应用解耦的同时,带来了数据一致性问题,可以采用最终一致性方式解决。比如主数据写入数据库,扩展应用根据消息队列,并结合数据库方式实现基于消息队列的后续处理。
3.2日志收集系统
分为Zookeeper注册中心,日志收集客户端,Kafka集群和Storm集群(OtherApp)四部分组成。
Zookeeper注册中心,提出负载均衡和地址查找服务;
日志收集客户端,用于采集应用系统的日志,并将数据推送到kafka队列;
四、JMS消息服务
讲消息队列就不得不提JMS 。JMS(Java Message Service,Java消息服务)API是一个消息服务的标准/规范,允许应用程序组件基于JavaEE平台创建、发送、接收和读取消息。它使分布式通信耦合度更低,消息服务更加可靠以及异步性。
在EJB架构中,有消息bean可以无缝的与JM消息服务集成。在J2EE架构模式中,有消息服务者模式,用于实现消息与应用直接的解耦。
4.1消息模型
在JMS标准中,有两种消息模型P2P(Point to Point),Publish/Subscribe(Pub/Sub)。
4.1.1 P2P模式
P2P模式包含三个角色:消息队列(Queue),发送者(Sender),接收者(Receiver)。每个消息都被发送到一个特定的队列,接收者从队列中获取消息。队列保留着消息,直到他们被消费或超时。
P2P的特点
每个消息只有一个消费者(Consumer)(即一旦被消费,消息就不再在消息队列中)
发送者和接收者之间在时间上没有依赖性,也就是说当发送者发送了消息之后,不管接收者有没有正在运行,它不会影响到消息被发送到队列
接收者在成功接收消息之后需向队列应答成功
如果希望发送的每个消息都会被成功处理的话,那么需要P2P模式。(架构KKQ:466097527,欢迎加入)
4.1.2 Pub/sub模式
包含三个角色主题(Topic),发布者(Publisher),订阅者(Subscriber) 。多个发布者将消息发送到Topic,系统将这些消息传递给多个订阅者。
Pub/Sub的特点
每个消息可以有多个消费者
发布者和订阅者之间有时间上的依赖性。针对某个主题(Topic)的订阅者,它必须创建一个订阅者之后,才能消费发布者的消息。
为了消费消息,订阅者必须保持运行的状态。
为了缓和这样严格的时间相关性,JMS允许订阅者创建一个可持久化的订阅。这样,即使订阅者没有被激活(运行),它也能接收到发布者的消息。
如果希望发送的消息可以不被做任何处理、或者只被一个消息者处理、或者可以被多个消费者处理的话,那么可以采用Pub/Sub模型。
4.2消息消费
在JMS中,消息的产生和消费都是异步的。对于消费来说,JMS的消息者可以通过两种方式来消费消息。
(1)同步
订阅者或接收者通过receive方法来接收消息,receive方法在接收到消息之前(或超时之前)将一直阻塞;
(2)异步
订阅者或接收者可以注册为一个消息监听器。当消息到达之后,系统自动调用监听器的onMessage方法。
JNDI:Java命名和目录接口,是一种标准的Java命名系统接口。可以在网络上查找和访问服务。通过指定一个资源名称,该名称对应于数据库或命名服务中的一个记录,同时返回资源连接建立所必须的信息。
JNDI在JMS中起到查找和访问发送目标或消息来源的作用。(架构KKQ:466097527,欢迎加入)
4.3JMS编程模型
(1) ConnectionFactory
创建Connection对象的工厂,针对两种不同的jms消息模型,分别有QueueConnectionFactory和TopicConnectionFactory两种。可以通过JNDI来查找ConnectionFactory对象。
(2) Destination
Destination的意思是消息生产者的消息发送目标或者说消息消费者的消息来源。对于消息生产者来说,它的Destination是某个队列(Queue)或某个主题(Topic);对于消息消费者来说,它的Destination也是某个队列或主题(即消息来源)。
所以,Destination实际上就是两种类型的对象:Queue、Topic可以通过JNDI来查找Destination。
(3) Connection
Connection表示在客户端和JMS系统之间建立的链接(对TCP/IP socket的包装)。Connection可以产生一个或多个Session。跟ConnectionFactory一样,Connection也有两种类型:QueueConnection和TopicConnection。
(4) Session
Session是操作消息的接口。可以通过session创建生产者、消费者、消息等。Session提供了事务的功能。当需要使用session发送/接收多个消息时,可以将这些发送/接收动作放到一个事务中。同样,也分QueueSession和TopicSession。
(5) 消息的生产者
消息生产者由Session创建,并用于将消息发送到Destination。同样,消息生产者分两种类型:QueueSender和TopicPublisher。可以调用消息生产者的方法(send或publish方法)发送消息。
(6) 消息消费者
消息消费者由Session创建,用于接收被发送到Destination的消息。两种类型:QueueReceiver和TopicSubscriber。可分别通过session的createReceiver(Queue)或createSubscriber(Topic)来创建。当然,也可以session的creatDurableSubscriber方法来创建持久化的订阅者。
(7) MessageListener
消息监听器。如果注册了消息监听器,一旦消息到达,将自动调用监听器的onMessage方法。EJB中的MDB(Message-Driven Bean)就是一种MessageListener。
深入学习JMS对掌握JAVA架构,EJB架构有很好的帮助,消息中间件也是大型分布式系统必须的组件。本次分享主要做全局性介绍,具体的深入需要大家学习,实践,总结,领会。
五、常用消息队列
一般商用的容器,比如WebLogic,JBoss,都支持JMS标准,开发上很方便。但免费的比如Tomcat,Jetty等则需要使用第三方的消息中间件。本部分内容介绍常用的消息中间件(Active MQ,Rabbit MQ,Zero MQ,Kafka)以及他们的特点。
5.1 ActiveMQ
ActiveMQ 是Apache出品,最流行的,能力强劲的开源消息总线。ActiveMQ 是一个完全支持JMS1.1和J2EE 1.4规范的 JMS Provider实现,尽管JMS规范出台已经是很久的事情了,但是JMS在当今的J2EE应用中间仍然扮演着特殊的地位。
ActiveMQ特性如下:
⒈ 多种语言和协议编写客户端。语言: Java,C,C++,C#,Ruby,Perl,Python,PHP。应用协议: OpenWire,Stomp REST,WS Notification,XMPP,AMQP
⒉ 完全支持JMS1.1和J2EE 1.4规范 (持久化,XA消息,事务)
⒊ 对spring的支持,ActiveMQ可以很容易内嵌到使用Spring的系统里面去,而且也支持Spring2.0的特性
⒋ 通过了常见J2EE服务器(如 Geronimo,JBoss 4,GlassFish,WebLogic)的测试,其中通过JCA 1.5 resource adaptors的配置,可以让ActiveMQ可以自动的部署到任何兼容J2EE 1.4 商业服务器上
⒌ 支持多种传送协议:in-VM,TCP,SSL,NIO,UDP,JGroups,JXTA
⒍ 支持通过JDBC和journal提供高速的消息持久化
⒎ 从设计上保证了高性能的集群,客户端-服务器,点对点
⒏ 支持Ajax
⒐ 支持与Axis的整合
⒑ 可以很容易得调用内嵌JMS provider,进行测试
5.2 RabbitMQ
RabbitMQ是流行的开源消息队列系统,用erlang语言开发。RabbitMQ是AMQP(高级消息队列协议)的标准实现。支持多种客户端,如:Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等,支持AJAX,持久化。用于在分布式系统中存储转发消息,在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。
几个重要概念:
Broker:简单来说就是消息队列服务器实体。
Exchange:消息交换机,它指定消息按什么规则,路由到哪个队列。
Queue:消息队列载体,每个消息都会被投入到一个或多个队列。
Binding:绑定,它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来。
Routing Key:路由关键字,exchange根据这个关键字进行消息投递。
vhost:虚拟主机,一个broker里可以开设多个vhost,用作不同用户的权限分离。
producer:消息生产者,就是投递消息的程序。
consumer:消息消费者,就是接受消息的程序。
channel:消息通道,在客户端的每个连接里,可建立多个channel,每个channel代表一个会话任务。
消息队列的使用过程,如下:
(1)客户端连接到消息队列服务器,打开一个channel。
(2)客户端声明一个exchange,并设置相关属性。
(3)客户端声明一个queue,并设置相关属性。
(4)客户端使用routing key,在exchange和queue之间建立好绑定关系。
(5)客户端投递消息到exchange。
exchange接收到消息后,就根据消息的key和已经设置的binding,进行消息路由,将消息投递到一个或多个队列里。
5.3 ZeroMQ
号称史上最快的消息队列,它实际类似于Socket的一系列接口,他跟Socket的区别是:普通的socket是端到端的(1:1的关系),而ZMQ却是可以N:M 的关系,人们对BSD套接字的了解较多的是点对点的连接,点对点连接需要显式地建立连接、销毁连接、选择协议(TCP/UDP)和处理错误等,而ZMQ屏蔽了这些细节,让你的网络编程更为简单。ZMQ用于node与node间的通信,node可以是主机或者是进程。
引用官方的说法: “ZMQ(以下ZeroMQ简称ZMQ)是一个简单好用的传输层,像框架一样的一个socket library,他使得Socket编程更加简单、简洁和性能更高。是一个消息处理队列库,可在多个线程、内核和主机盒之间弹性伸缩。ZMQ的明确目标是“成为标准网络协议栈的一部分,之后进入Linux内核”。现在还未看到它们的成功。但是,它无疑是极具前景的、并且是人们更加需要的“传统”BSD套接字之上的一 层封装。ZMQ让编写高性能网络应用程序极为简单和有趣。”
特点是:
高性能,非持久化;
跨平台:支持Linux、Windows、OS X等。
多语言支持; C、C++、Java、.NET、Python等30多种开发语言。
可单独部署或集成到应用中使用;
可作为Socket通信库使用。
与RabbitMQ相比,ZMQ并不像是一个传统意义上的消息队列服务器,事实上,它也根本不是一个服务器,更像一个底层的网络通讯库,在Socket API之上做了一层封装,将网络通讯、进程通讯和线程通讯抽象为统一的API接口。支持“Request-Reply “,”Publisher-Subscriber“,”Parallel Pipeline”三种基本模型和扩展模型。
ZeroMQ高性能设计要点:
1、无锁的队列模型
对于跨线程间的交互(用户端和session)之间的数据交换通道pipe,采用无锁的队列算法CAS;在pipe两端注册有异步事件,在读或者写消息到pipe的时,会自动触发读写事件。
2、批量处理的算法
对于传统的消息处理,每个消息在发送和接收的时候,都需要系统的调用,这样对于大量的消息,系统的开销比较大,zeroMQ对于批量的消息,进行了适应性的优化,可以批量的接收和发送消息。
3、多核下的线程绑定,无须CPU切换
区别于传统的多线程并发模式,信号量或者临界区, zeroMQ充分利用多核的优势,每个核绑定运行一个工作者线程,避免多线程之间的CPU切换开销。
5.4 Kafka
Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统,它可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据。 这种动作(网页浏览,搜索和其他用户的行动)是在现代网络上的许多社会功能的一个关键因素。 这些数据通常是由于吞吐量的要求而通过处理日志和日志聚合来解决。 对于像Hadoop的一样的日志数据和离线分析系统,但又要求实时处理的限制,这是一个可行的解决方案。Kafka的目的是通过Hadoop的并行加载机制来统一线上和离线的消息处理,也是为了通过集群机来提供实时的消费。
Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统,有如下特性:
通过O(1)的磁盘数据结构提供消息的持久化,这种结构对于即使数以TB的消息存储也能够保持长时间的稳定性能。(文件追加的方式写入数据,过期的数据定期删除)
高吞吐量:即使是非常普通的硬件Kafka也可以支持每秒数百万的消息。
支持通过Kafka服务器和消费机集群来分区消息。
支持Hadoop并行数据加载。
Kafka相关概念
Broker
Kafka集群包含一个或多个服务器,这种服务器被称为broker[5]
Topic
每条发布到Kafka集群的消息都有一个类别,这个类别被称为Topic。(物理上不同Topic的消息分开存储,逻辑上一个Topic的消息虽然保存于一个或多个broker上但用户只需指定消息的Topic即可生产或消费数据而不必关心数据存于何处)
Partition
Parition是物理上的概念,每个Topic包含一个或多个Partition.
Producer
负责发布消息到Kafka broker
Consumer
消息消费者,向Kafka broker读取消息的客户端。
Consumer Group
每个Consumer属于一个特定的Consumer Group(可为每个Consumer指定group name,若不指定group name则属于默认的group)。
一般应用在大数据日志处理或对实时性(少量延迟),可靠性(少量丢数据)要求稍低的场景使用。
目前网络时间服务有哪几种协议?杭州元帅;highlight=
在一个局域网中,许多系统都要求每台计算机能够保持时间的一致性,WIN2000系统提供了与主域服务器时间同步功能,即工作站只要登录到主域服务器,工作站系统的时间自动与主域服务器时间一致,但接下来的问题是我们如何使主域服务器的时间同步世界标准时间。如要获得世界标准时间,比较精确的做法是使用GPS卫星时钟获得毫秒级精度的标准时间,但这是要money的哦。如果我们在时间精度上只需要秒级的,又能够连接到Internet,则我们可以利用Internet上的标准时间服务器获得标准时间。
事实上在Internet上有三个不同的时间服务,每一个都由Request for Comment(RFC)定义为Internet日期时间标准。这三个标准分别为:RFC-867、RFC-868和RFC-1305。下面就先介绍RFC-867:
RFC867 Daytime协议(RFC867 Daytime Protocol)
本RFC规范了一个ARPA Internet community上的标准。在ARPA Internet上的所有主机应当采用和实现这个标准。
一个有用的测量和调试工具就是daytime服务。它的作用就是返回当前时间和日期,格式是字符串格式。
* 基于TCP的daytime服务
daytime服务是基于TCP的应用,服务器在TCP端口13侦听,一旦有连接建立就返回ASCII形式的日期和时间(接收到的任何数据被忽略),在传送完后关闭连接。
* 基于UDP的daytime服务
daytime服务也可以使用UDP协议,它的端口也是13,不过UDP是用数据报传送当前时间的。接收到的数据被忽略。
* Daytime格式
对于daytime没有特定的格式,建议使用ASCII可打印字符,空格和回车换行符。daytime应该在一行上。
下面是两种流行的格式:
一种流行的格式是:Weekday, Month Day, Year Time-Zone
例子:Tuesday, February 22, 1982 17:37:43-PST
另一种流行的格式用于SMTP中:dd mmm yy hh:mm:ss zzz
例子:02 FEB 82 07:59:01 PST
注意:对于机器来说,有用的时间采用了时间协议(Time Protocol RFC-868)
接下来我们用VB程序实现通过RFC867协议设置我们自己的计算机系统时间,为使程序简化,程序未进行日期校正,只进行时间校正。在FORM1中添加1个Winsock控件,将下面代码剪贴到FORM1的代码窗体中即可:
Option Explicit
'采用RFC867 Daytime协议获取标准时间例程
'为中科院国家授时中心,采用北京时间
'时间格式:Mon Jul 26 09:58:57 2004
'time.nist.gov为美国标准技术院,采用格灵威时间
'时间格式:53212 04-07-26 02:00:12 50 0 0 488.3 UTC(NIST) *
Private Declare Sub Sleep Lib "kernel32" (ByVal dwMilliseconds As Long)
Dim NoSrv As Boolean
Dim TimeFromNet
Private Sub Form_Load()
Winsock1.Protocol = sckTCPProtocol '采用TCP协议
NetTime "" '首先取中科院国家授时中心时间
If NoSrv Or TimeFromNet = "" Then
'若未取到中科院国家授时中心时间,则取美国标准技术院时间
NetTime "time.nist.gov"
If NoSrv Or TimeFromNet = "" Then
'若不能取美国标准技术院时间,则报错
MsgBox "检测不到网络标准时间服务器time.nist.gov!"
Else
'为使网络传输误差减小,第2次再取美国标准技术院时间
NetTime "time.nist.gov"
If TimeFromNet = "" Then
MsgBox "网络标准时间服务器time.nist.gov超时!"
Else
TimeFromNet = Mid(TimeFromNet, 17, 8)
TimeFromNet = TimeSerial((Hour(TimeFromNet) + 8) Mod 24, Minute(TimeFromNet), Second(TimeFromNet))
Time = TimeFromNet '设置系统时间
End If
End If
Else
'为使网络传输误差减小,第2次再取中科院国家授时中心时间
NetTime ""
If TimeFromNet = "" Then
MsgBox "网络标准时间服务器超时!"
Else
Time = Mid(TimeFromNet, 12, 8) '设置系统时间
End If
End If
End
End Sub
'关闭Winsock子程序
Private Sub Winsock1_Close()
If Winsock1.State <> sckClosed Then
Winsock1.Close
End If
End Sub
'Winsock接收数据事件
Private Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)
TimeFromNet = String(bytesTotal, " ")
Winsock1.GetData TimeFromNet, vbString, bytesTotal
End Sub
'Winsock出错事件
Private Sub Winsock1_Error(ByVal Number As Integer, Description As String, ByVal Scode As Long, ByVal Source As String, ByVal HelpFile As String, ByVal HelpContext As Long, CancelDisplay As Boolean)
NoSrv = True
End Sub
'从互联网上标准时间提供网站获取标准时间
Private Sub NetTime(TimeSrv As String)
NoSrv = False
TimeFromNet = ""
If Winsock1.State <> sckClosed Then Winsock1.Close
Winsock1.RemoteHost = TimeSrv ' "" 或 "time.nist.gov"
Winsock1.RemotePort = 13
Winsock1.LocalPort = 0
Winsock1.Connect
Do While TimeFromNet = "" '循环等待标准时间网站返回时间数据
If NoSrv Then Exit Do '若Winsock出错,则跳出循环等待
Sleep 55
DoEvents
Loop
If Winsock1.State <> sckClosed Then Winsock1.Close
End Sub
搜索更多相关主题的帖子: internet 标准
上面介绍了RFC-867标准和VB例程,显然RFC-867标准采用返回当前时间和日期的格式是字符串格式以及对于daytime没有特定的格式(例如:中科院国家授时中心为"Mon Jul 26 09:58:57 2004",而美国标准技术院为"53212 04-07-26 02:00:12 50 0 0 488.3 UTC(NIST)"),这2点似乎都不是太舒服,因此我们希望Internet上的标准时间服务器最好能够返回具有标准格式的数字类型数据,其实RFC在制定RFC-867标准时已经考虑了我们的意见,因为他同时还推出了RFC-868标准,下面就介绍RFC-868:
RFC868 时间协议
(RFC868 Time Protocol)
本RFC规范了一个ARPA Internet community上的标准。在ARPA Internet上的所有主机应当采用和实现这个标准。
此协议提供了一个独立于站点的,机器可读的日期和时间信息。时间服务返回的是以秒数,是从1900年1月1日午夜到现在的秒数,天哪,也不小呢。
设计这个协议的一个重要目的在于,网络上的许多主机并没有时间的观念,在分布式的系统上,我们可以想一想,北京的时间和东京的时间如何分呢?主机的时间往往可以人为改变,而且因为机器时钟内的误差而变得不一致,因此需要使用时间服务器通过选举方式得到网络时间,让服务器有一个准确的时间观念。不要小看时间,这对于一些以时间为标准的分布运行的程序简单是太重要了。
这个协议可以工作在TCP和UDP协议下。下面是通过TCP协议工作的时间协议的工作过程:这里S代表服务器,U代表客户。
S: 检测端口37
U: 连接到端口37
S: 以32位二进制数发送时间
U: 接收时间
U: 关闭连接
S: 关闭连接
服务器在端口37上监听连接。当连接建立后,服务器返回一个32位的时间值,然后关闭连接。这个过程也不难,如果服务器不能决定现在是什么时间,服务器会拒绝连接或不发送任何数据而直接关闭连接。
下面我们看看使用UDP协议的情况:这里S代表服务器,U代表客户。
S: 检测端口37
U: 发送一个空数据报到端口37
S: 接收这个空数据报
S: 发送包含32位二进制数(用于表示时间)的数据报
U: 接收时间数据报
服务器在端口37上监听数据包。当一个数据包来后,服务器返回一个包含32位的时间的数据包。这个过程也不难,如果服务器不能决定现在是什么时间,服务器会抛弃接收到的数据报而不作出任何应答。
* 时间
时间是由32位表示的,是自1900年1月1日0时到当前的秒数,我们可以计算一下,这个协议只能表示到2036年就不能用了。(但是我们也知道计算机发展速度这么快,可能到时候就会有更好的协议代替这个协议,或者有已经想出有效的解决办法了。)
下面是些例子:
the time 2,208,988,800 corresponds to 00:00 1 Jan 1970 GMT,
2,398,291,200 corresponds to 00:00 1 Jan 1976 GMT,
2,524,521,600 corresponds to 00:00 1 Jan 1980 GMT,
2,629,584,000 corresponds to 00:00 1 May 1983 GMT,
以及 -1,297,728,000 corresponds to 00:00 17 Nov 1858 GMT.
接下来我们用VB程序实现通过RFC868协议设置我们自己的计算机系统时间,为使程序简化,程序未进行日期校正,只进行时间校正。不过这个例程比上面的程序要完善得多,首先他可以读取全球20个标准时间服务器的时间数据,第二他采用了网络延时的补偿,第三对网络延时超过3秒的标准时间服务器进行了过滤。在FORM1中添加1个Winsock控件,将下面代码剪贴到FORM1的代码窗体中即可:
Option Explicit
'时间协定(RFC-868)提供了一个32位元的数字,用来表示从1900年1月1日至今的秒数。
'该时间是UTC(不考虑字母顺序,它表示世界时间座标(CoordinatedUniversalTime)),
'它类似於所谓的格林威治标准时间(GreenwichMeanTime)或者GMT-英国格林威治时间。
'用TCP获得准确时间的程式应该有如下步骤:
'1 连结到提供此服务的端口37;
'2 接收32位元的时间;
'3 关闭连结。
Private Declare Sub Sleep Lib "kernel32" (ByVal dwMilliseconds As Long)
Dim NoSrv As Boolean
Dim TimeFromNet '存放从时间网站读取的秒数
Dim TimeURL(19) As String '20个时间提供网站的URL
'程序入口
Private Sub Form_Load()
Dim i As Long, T0 As Single
Dim HH As Integer, MM As Integer, SS As Integer '时、分、秒
Me.Show
CDec (TimeFromNet) '转换为 Decimal 子类型,28位整数
TimeURL(0) = "" '首先取中科院国家授时中心时间
TimeURL(1) = "time.nist.gov" '美国标准技术院
TimeURL(2) = "time-a.timefreq.bldrdoc.gov"
TimeURL(3) = "nist1.datum测试数据"
TimeURL(4) = "nist1-dc.glassey测试数据"
TimeURL(5) = "nist1-ny.glassey测试数据"
TimeURL(6) = "nist1-sj.glassey测试数据"
TimeURL(7) = "utcnist.colorado.edu"
TimeURL(8) = "time-b.timefreq.bldrdoc.gov"
TimeURL(9) = "time-c.timefreq.bldrdoc.gov"
TimeURL(10) = "time-a.nist.gov"
TimeURL(11) = "time-b.nist.gov"
TimeURL(12) = "nist1.aol-va.truetime测试数据"
TimeURL(13) = "nist1.aol-ca.truetime测试数据"
TimeURL(14) = "time-nw.nist.gov"
TimeURL(15) = "Time-b.timefreq.bldrdoc.gov"
TimeURL(16) = "Time-c.timefreq.bldrdoc.gov"
TimeURL(17) = "ptbtime1.ptb.de"
TimeURL(18) = "clock.cmc.ec.gc.ca"
TimeURL(19) = "chronos.csr.net"
For i = 0 To 19
Me.Caption = "正在联接—" TimeURL(i)
NetTime TimeURL(i) '首次读取授时中心时间
If (Not NoSrv) And TimeFromNet > 0 Then '如果时间读取成功
'为使网络传输误差减小,二次再取授时中心时间
T0 = Timer '为减小网络延时引起的误差,先读取当前时间
NetTime TimeURL(i) '二次读取授时中心时间
If (Not NoSrv) And TimeFromNet > 0 Then '如果第二次时间读取成功
TimeFromNet = TimeFromNet + Int((Timer - T0) / 2 + 0.5) '加上网络延时补偿(延时/2为延时补偿)
TimeFromNet = TimeFromNet - 86400 * Int(TimeFromNet / 86400) '以天取模(86400秒)
SS = TimeFromNet Mod 60 '取秒
TimeFromNet = TimeFromNet 60
MM = TimeFromNet Mod 60 '取分
HH = ((TimeFromNet 60) + 8) Mod 24 '取小时(北京时间+8)
' MsgBox "网络延时:" (Timer - T0)
Time = TimeSerial(HH, MM, SS) '设置系统时间
Exit For '取时完毕,退出循环
End If
End If
Next i
If i > 19 Then
MsgBox "无法取得网络时间!"
End If
End
End Sub
'关闭Winsock事件
Private Sub Winsock1_Close()
If Winsock1.State <> sckClosed Then
Winsock1.Close
End If
End Sub
'Winsock接收数据事件
Private Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)
Dim TmpData
Winsock1.GetData TmpData
TimeFromNet = TmpData(3) + TmpData(2) * 256 + TmpData(1) * 256 * 256 + TmpData(0) * 256 * 256 * 256
End Sub
'Winsock出错事件
Private Sub Winsock1_Error(ByVal Number As Integer, Description As String, ByVal Scode As Long, ByVal Source As String, ByVal HelpFile As String, ByVal HelpContext As Long, CancelDisplay As Boolean)
NoSrv = True
End Sub
'从互联网上标准时间提供网站获取标准时间
Private Sub NetTime(TimeSrv As String)
Dim i As Integer '超时计数器
i = 0
NoSrv = False
TimeFromNet = 0
If Winsock1.State <> sckClosed Then Winsock1.Close
Winsock1.RemoteHost = TimeSrv '时间提供网站的URL
Winsock1.RemotePort = 37 '时间协定(RFC-868)指定端口
Winsock1.LocalPort = 0
Winsock1.Connect
Do While TimeFromNet <= 0
i = i + 1
If NoSrv Or i > 50 Then Exit Do '若Winsock出错或超时约3秒,则时间获取失败
Sleep 55
DoEvents
Loop
If Winsock1.State <> sckClosed Then Winsock1.Close
End Sub
Edited by: 杭州元帅
最精确的网络时间协议应该是RFC 1305—NTP(Network Time Protocol)了,它能够1-50 ms 的时间精确度,但该协议非常复杂,另外很抱歉我手头没有RFC 1305中文翻译资料,不过后来RFC又出了一个RFC1769 —SNTP(Simple Network Time Protocol),简化了一些RFC 1305要求的操作和使用范围,下面就介绍RFC1769 —SNTP:
Network Working Group D. Mills
Request for Comments: 1769 University of Delaware
Obsoletes: 1361 March 1995
Category: Informational
(RFC1769 ——Simple Network Time Protocol)
本备忘录的状况:
本备忘录为Internet community提供了信息,但不规定任何一种类型的 Internet 标准。 本备忘录的分发没有限制。
概要
本备忘录描述简单网络时间协议(SNTP),这是网络时间协议(NTP) 的一个改写本,NTP协议适用于同步因特网上的计算机时钟。当不须要实现RFC 1305 所描述的NTP完全功能的情况下,可以使用SNTP。它能用单播方式(点对点)和广播方式(点对多点)操作。它也能在IP 多播方式下操作(可提供这种服务的地方)。SNTP与当前及以前的NTP版本并没有大的不同。但它是更简单,是一个无状态的远程过程调用(RPC),其准确和可靠性相似于UDP/TIME 协议在RFC868描述中所预期的。
本备忘录淘汰相同的标题的RFC 1361。它的目的是解释用广播方式操作的协议模式,提供某些地方的进一步说明并且改正一些印刷上的错误。在NTP版本3 RFC 1305中说明的工作机理对SNTP的实现不是完全需要的。本备忘录的分发没有限制。
目录
1. 介绍
2. 工作模式与地址分配
3. NTP时间戳格式
4. NTP 报文格式
5. SNTP 客户端操作
6. SNTP 服务器操作
7. 参考资料
8. 安全考虑
9. 作者的地址
1. 介绍
RFC 1305 [MIL92] 指定网络时间协议(NTP)来同步因特网上的计算机时钟。它提供了全面访问国家时间和频率传播服务的机制,组织时间同步子网并且为参加子网每一个地方时钟调整时间。 在今天的因特网的大多数地方, NTP 提供了1-50 ms 的精确度,精确度的大小取决于同步源和网络路径等特性。
RFC 1305 指定了NTP协议机制中的事件,状态,传输功能和操作,另外,还有可选择的算法,它改进测时质量并且减少了一些同步源中可能存在的错误。为了获得因特网上主要路径的延时精确到毫秒级,使用一些复杂的算法或者他们的等价算法是必要的。但是,在许多场合这样的精确度是不要求,或许精确到秒已足够了。在这样的情况下,更简单的协议例如“时间协议”[POS83 ]已被使用。这些协议通过基于RPC交换:客户端请求此刻时间,然后服务器回传从某个已知时间点到现在的秒钟数。
NTP被设计成了性能差异很大的客户端及服务器均能适用,且适用于客户端及服务器所在网路有大范围的网络延迟和抖动的情况。今天的因特网上的NTP同步子网的大多数用户使用一个软件包包括了一整套的NTP 的选择和算法,是一个比较复杂,实时的应用系统。软件要适用于多种硬件平台:从巨型计算机到个人计算机。要在这样的范围都适用,它的庞大尺寸和复杂性就不适合于很多应用了。按照要求,探求一些可供选择的访问策略( 使用适合于精确度要求不是
很严格的简单软件)是有用的。
本备忘录描述简单网络时间协议(SNTP),它是一个简化了的NTP服务器和NTP客户端策略。SNTP在协议实现上没有什么更改,在最近也不会有什么变动。 访问范例与UDP/TIME 协议是一致的,实际上,SNTP应该更容易适用于使用个人计算机的 UDP/TIME 客户。而且,SNTP 也被设计在一个专门的服务器( 包括一台集成的无线电时钟)里操作。由于在系统里的那些各种各样反应机制的设计和控制,交付调节时间精确到微秒是可能的。这样的专门设计是切实可行的。
强烈建议SNTP 仅仅在同步子网的末端被使用。 SNTP 客户端应该仅在子网的叶子( 最高的阶层) 操作并在配置过程中没有依靠其它NTP或者SNTP客户端来同步。SNTP 服务器应该仅在子网的根( 阶层1) 操作并在配置过程中,除一台可靠的无线电时钟外中没有其它同步源。只有使用了有冗余的同步源及不同的子网路径及整套NTP实现中的crafted 算法,主服务器通常期望的可靠性才有可能达到。这种做法使主同步源在无线电时钟通信失败或者交付了错误时间时,还能用到其它几个无线电时钟和通向其它主要服务器的备份路径。因此,应该仔细考虑客户端中SNTP的使用,而不是在主服务器里的NTP的使用。
2. 工作模式与地址分配
象NTP一样,SNTP 能在单播(点向点) 或者广播(点对多点) 模式中操作。单播客户端发送请求到服务器并且期望从那里得到答复,并且(可选的),得到有关服务器的往返传播延迟和本地时钟补偿。广播服务器周期性地送消息给一指定的IP 广播地址或者IP多播地址,并且通常不期望从客户端得到请求,广播客户端监听地址但通常并不给服务器发请求。一些广播服务器可能选择对客户端作出反应请求以及发出未经请求广播消息;同时一些广播客户端可能会送请求仅为了确定在服务器和客户端之间的网络传播延迟。
在单播方式下,客户端和服务器的IP 地址按常规被分配。在广播方式下,服务器使用一指定的IP播送地址或者IP多播地址,以及指明的媒介访问播送地址,客户端要在这些地址上帧听。为此,IP 广播地址将限制在一个单独的IP子网范围,因为路由器不传播IP广播数据报。就以太网而论,例如,以太网媒介访问广播地址(主机部分全部为1) 被用于表示IP广播地址。
另一方面,IP 多播地址将广播的潜在有效范围扩展到整个因特网。其真实范围,组会员和路由由因特网组管理协议(IGMP) 确定 [DEE89 ],对于各种路由协议,超出了这份资料的讨论范围。 就以太网而论,例如,以太网媒介访问播送地址(全部为1)要和分配的224.0.1.1 的IP 多播地址合用。 除了IP 地址规范和IGMP,在服务器操作IP广播地址或者IP多播地址没有什么不同。
广播客户端帧听广播地址,例如在以太网情况下主机地址全部为1的。就广播地址的IP而论,没有更进一步规定的必要了。在IP多组广播情况下,主机可能需要实现IGMP,为的是让本地路由器把消息拦截后送到224.0.1.1 多播组。这些考虑不属于这份资料的讨论范围。
就当前指定的SNTP而论,其真正的弱点是多目广播客户端可能被一些行为不当或者敌对的在因特网别处的SNTP/NTP 多播服务器攻击而瘫痪,因为目前全部这样服务器使用相同的IP 多播地址:224.0.1.1 组地址。 所以有必要,存取控制要基于那些以客户端信任的服务器源地址,即客户端选择仅仅为自己所知的服务器。或者,按照惯列和非正式协议,全部NTP多播服务器现在在每条消息内应包括已用MD5加密的加密位,以便客户端确定消息没有在传输中被修改。SNTP 客户端能实现那些必要加密和密钥分发计划在原则上是可能的,但是这在SNTP被设计成的那些简单的系统里不可能被考虑。
考虑到没有一个完整的SNTP规范,故IP 广播地址将使用在IP子网和局域网部分(指有完整功能的NTP服务器和SNTP客户端在同一子网上的局域网),而对于IP 多播地址来说,将只能用在为达到以上相同目而设计的特例中。尤其,只有服务器实现了RFC 1305 描述的NTP认证时(包括支持MD5消息位的算法),在SNTP 服务器里的IP 多播地址才被使用。
3. NTP时间戳格式
sntp使用在RFC 1305 及其以前的版本所描述标准NTP时间戳的格式。与因特网标准标准一致, NTP 数据被指定为整数或定点小数,位以big-endian风格从左边0位或者高位计数。除非不这样指定,全部数量都将设成unsigned的类型,并且可能用一个在bit0前的隐含0填充全部字段宽度。
因为SNTP时间戳是重要的数据和用来描述协议主要产品的,一个专门的时间戳格式已经建立。 NTP用时间戳表示为一64 bits unsigned 定点数,以秒的形式从1900 年1月1 日的0:0:0算起。整数部分在前32位里,后32bits(seconds Fraction)用以表示秒以下的部分。在Seconds Fraction 部分,无意义的低位应该设置为0。这种格式把方便的多精度算法和变换用于UDP/TIME 的表示(单位:秒),但使得转化为ICMP的时间戳消息表示法(单位:毫秒)的过程变得复杂了。它代表的精度是大约是200 picoseconds,这应该足以满足最高的要求了。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Seconds |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Seconds Fraction (0-padded) |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
注意,从1968 年起,最高有效位(整数部分的0 bit位) 已经被确定,64 位比特字段在2036 年将溢出。 如果NTP或者SNTP在2036 年还在使用的话,一些外部方法将有必要用来调整与1900年及2036 年有关的时间 (136 年的其它倍数也一样)。 用这样的限制使时间戳数据变得很讲究(要求合适的方法可容易地被找到)。从今以后每136 年,就会有200picosecond 的间隔,会被忽略掉,64 个比特字段将全部置为0 ,按照惯列它将被解释为一个无效的或者不可获得的时间戳。
4. NTP 报文格式
NTP 和SNTP 是用户数据报协议( UDP) 的客户端 [POS80 ],而UDP自己是网际协议( IP) [DAR81 ] 的客户端. IP 和UDP 报头的结构在被引用的指定资料里描述,这里就不更进一步描述了。UDP的端口是123,UDP头中的源断口和目的断口都是一样的,保留的UDP头如规范中所述。
以下是SNTP 报文格式的描述,它紧跟在IP 和UDP 报头之后。SNTP的消息格式与RFC-1305中所描述的NTP格式是一致的,不同的地方是:一些SNTP的数据域已被风装,也就是说已初始化为一些预定的值。NTP 消息的格式被显示如下。
1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|LI | VN |Mode | Stratum | Poll | Precision |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 根延迟 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 根差量 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 参考标识符 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| 参考时间戳(64) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| 原始时间戳(64) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| 接受时间戳 (64) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| 传送时间戳(64) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| |
| 认证符(可
怎样使用php实现tcp/udp通讯1.在socket_bind的时候ip地址不能真回环地址如127.0.0.1
2.server.php后台跑起来的时候nohup php server.php > /var/tmp/a.log 2>1
一: udp 方式
1) server.php
<?php //error_reporting( E_ALL ); set_time_limit( 0 ); ob_implicit_flush(); $socket = socket_create( AF_INET, SOCK_DGRAM, SOL_UDP ); if ( $socket === false ) { echo "socket_create() failed:reason:" . socket_strerror( socket_last_error() ) . "\n"; } $ok = socket_bind( $socket, '202.85.218.133', 11109 ); if ( $ok === false ) { echo "socket_bind() failed:reason:" . socket_strerror( socket_last_error( $socket ) ); } while ( true ) { $from = ""; $port = 0; socket_recvfrom( $socket, $buf,1024, 0, $from, $port ); echo $buf; usleep( 1000 ); } ?>
2) client.php
<?php $sock = socket_create(AF_INET, SOCK_DGRAM, SOL_UDP); $msg = 'hello'; $len = strlen($msg); socket_sendto($sock, $msg, $len, 0, '202.85.218.133', 11109); socket_close($sock); ?>
二: TCP 方式
1)server.php
<?php //error_reporting( E_ALL ); set_time_limit( 0 ); ob_implicit_flush(); $socket = socket_create( AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP ); socket_bind( $socket, '192.168.2.143', 11109 ); socket_listen($socket); $acpt=socket_accept($socket); echo "Acpt!\n"; while ( $acpt ) { $words=fgets(STDIN); socket_write($acpt,$words); $hear=socket_read($acpt,1024); echo $hear; if("bye\r\n"==$hear){ socket_shutdown($acpt); break; } usleep( 1000 ); } socket_close($socket) ?>
2) client.php
<?php $socket = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP); $con=socket_connect($socket,'192.168.2.143',11109); if(!$con){socket_close($socket);exit;} echo "Link\n"; while($con){ $hear=socket_read($socket,1024); echo $hear; $words=fgets(STDIN); socket_write($socket,$words); if($words=="bye\r\n"){break;} } socket_shutdown($socket); socket_close($sock); ?>
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