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NTP的基本工作原理如图所示。Device A和Device B通过网络相连，它们都有自己独立的系统时钟，需要通过NTP实现各自系统时钟的自动同步。为便于理解，作如下假设：
·在Device A和Device B的系统时钟同步之前，Device A的时钟设定为10:00:00am，Device B的时钟设定为11:00:00am。
·Device B作为NTP时间服务器，即Device A将使自己的时钟与Device B的时钟同步。
·NTP报文在Device A和Device B之间单向传输所需要的时间为1秒。
图 NTP基本原理图
系统时钟同步的工作过程如下：
·Device A发送一个NTP报文给Device B，该报文带有它离开Device A时的时间戳，该时间戳为10:00:00am（T1）。
·当此NTP报文到达Device B时，Device B加上自己的时间戳，该时间戳为11:00:01am（T2）。
·当此NTP报文离开Device B时，Device B再加上自己的时间戳，该时间戳为11:00:02am（T3）。
·当Device A接收到该响应报文时，Device A的本地时间为10:00:03am（T4）。
至此，Device A已经拥有足够的信息来计算两个重要的参数：
·NTP报文的往返时延Delay=（T4-T1）-（T3-T2）=2秒。
·Device A相对Device B的时间差offset=（（T2-T1）+（T3-T4））/2=1小时。
这样，Device A就能够根据这些信息来设定自己的时钟，使之与Device B的时钟同步。
以上内容只是对NTP工作原理的一个粗略描述，详细内容请参阅RFC 1305。