随着数字网络的不断发展,基于网络协议(IP)的技术不断涌现，因为它足够的方便、灵活和可扩展性。局域网（LANs）、广域网（WANs）以及蜂窝网络都是IP网络应用的常见例子。当我们在工业控制、测试和测量领域、传输声音、视频等信息的数据主干应用方面采用IP网络技术时，时间的同步是我们考虑的关键要点。例如声音和视频质量对不确定性的延迟和抖动非常的敏感，装配生产线上的机器人彼此之间也需要严格的同步。
IP网络和以太网最初设计时并没有考虑同步问题，但是这在现在非常的有必要。如果你的产品需要时间同步需要在设计上采取哪些措施呢？目前已经有几种解决方案，这里我们与大家讨论四种常见的解决方案：网络时间协议（NTP）、精简的网络时间协议（SNTP）、精确的时间协议（PTP）以及借助导航系统时间同步，比如全球定位系统GPS。幸运的是从架构的角度来看这些不同的实现方案有很多的共同之处。
同步网络通常都会有一个主时钟，它的来源一般都是协调世界时（UTC），UTC是基于地球的自转而确立的公立时间。UTC与国际原子时（TAI）保持着固定的关系，两者之间的固定关系是根据地球自转减慢的速度而周期性的增加到UTC上的闰秒时间而保持的，目前UTC时间比TAI时间快了将近36秒。另一个度量标准是UT1，它是以平子夜作为0时开始的格林格林威治平太阳时加上人工极移校正后的时间标准，UTC与UT1之间的关系保持在9秒以内。
目前有很多个时间服务器，但是在美国最常用的就是来自国家科学技术研究所（NIST）提供的时间，NIST提供的时间是基于UTC、UTC1和网络时间协议（NTP）服务器的，其他网络的计算机和主时钟源都是根据这个服务器来确定的，然而还有很多的辅助服务器存在，而且时间信息也可以来自于导航卫星。
在网络设计中存在异步和同步的时间模型，所有同步的方法都需要有一个内聚层次的定时解决方案。参考时钟对于网络元素的同步是必须的，网络元素通常需要一个电压控制的晶体振荡器（VCXO）、锁相环（PLL）或者时钟生成器通过调整实现同步状态。目前比较流行的方案包括Abracon公司推出的超低相位噪声的VXCO和IDT公司推出的82P33814-1NLG同步管理单元，支持多种同步模式。
无论选择哪种解决方案，设计系统都需要能够提供适当的抖动衰减和相位噪声剔除，并且与网络中的其他元素保持适当的同步公差。时间设计方面要包括一定的保持特性，即在被通知同步状态之前保持时钟的能力以防止主时钟或参考时钟出现故障。
最常用的公共网络时间同步方法就是NTP以及其精简版SNTP，公共的NTP子网在所有大陆甚至在海底都设有服务器，为全球互联网上无数的计算机提供时间支持服务。NTP服务器时间是基于UTC的，但是NIST组织架设了一个基于UT1的NTP服务器。
NTP协议使用软件时间戳来实现精确的时间同步，精度范围从100µs 到100ms 或者更大。很多因素会导致差异，但是通常都是由于网络延迟、硬件、操作系统、环境温度变化引起的振荡器漂移以及时间更新引起的时间间隔引起的。
当我们确定需要对客户端的本地时间进行调整时，还需要将往返时间延迟考虑在内。NTP和SNTP使用相同的过程来确定校正因子，计算结果是假设往返两方向的延迟都是相同的而确定的，因此在客户端与服务端之间一共发生了四个数据包交换。
NTP和SNTP之间的主要区别是SNTP客户端需要周期性的直接从单个SNTP服务器同步它们的时间，因此，SNTP主要用于不需要太高精度要求的应用程序，NTP则采用基于状态的复杂算法来提升精度。
NTP支持多播/任播、客户端-服务器、点对点模式，而SNTP通常应用于客户端-服务端模式，NTP系统广播时间信息是分层的并建立不同的层级，每个级别被分配给一个对应层级（Stratum）的序号，Stratum 1服务器是最底层，提供全局的时间同步服务，上层的需要根据底层的时间信息来同步。（网络事件结构为进一步研究提供了很好的使用信息来源，并且提供了一个参考实现方案称为NTPd，适用于Unix和Windows操作系统）
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