本文来记录一个我自己在使用的 NTP 时间校准客户端的实现
核心方法是在国内使用 腾讯 和 阿里 提供的 NTP 时间服务器来获取网络时间，如果连接不上，再依次换成 国家服务器 和 中国授时 服务，如果再连不上，那就换成微软自带的 time.windows.com 服务
从 NTP 服务上获取当前的网络时间，可采用 RFC 2030 提供的协议的方法，此方法只需要发送一条 UDP 消息和接收一条消息即可。服务器端返回的是相对于 1900.1.1 的毫秒时间
我从 https://github.com/michaelschwarz/NETMF-Toolkit/blob/095b01679945c3f518dd52082eca78bbaff9811f/NTP/NtpClient.cs 找到了核心实现方法，然后进行了一些魔改，改动核心是优化了异步
下面是修改之后的代码
// https://github.com/michaelschwarz/NETMF-Toolkit/blob/095b01679945c3f518dd52082eca78bbaff9811f/NTP/NtpClient.cspublic static class NtpClient{ /// <summary> /// 国内的授时服务提供的网络时间。默认返回北京时区的时间。如需转换为本机时区时间，请使用 <code> var dateTimeOffset = NtpClient.GetChineseNetworkTime();var 本机时区时间 = dateTimeOffset.LocalDateTime;</code> 转换。本机时区时间和北京时间的差别是，本机系统时区可能被设置为非北京时间，当本机系统时区设置为北京时间，则本机时区时间和北京时间相同 /// </summary> /// <remarks>实现方法是去询问腾讯和阿里的授时服务器</remarks> /// <returns>返回空表示没有能够获取到任何的时间，预计是网络错误了。返回北京时区的时间</returns> /// 本来想着异常对外抛出的，但是似乎抛出异常也没啥用 public static async ValueTask<DateTimeOffset?> GetChineseNetworkTime() { // 感谢 [国内外常用公共NTP网络时间同步服务器地址_味辛的博客-CSDN博客_ntp服务器](https://blog.csdn.net/weixin_42588262/article/details/82501488 ) var dateTimeOffset = await GetChineseNetworkTimeCore("ntp.tencent.com"); // 腾讯 dateTimeOffset ??= await GetChineseNetworkTimeCore("ntp.aliyun.com"); // 阿里 dateTimeOffset ??= await GetChineseNetworkTimeCore("cn.pool.ntp.org"); // 国家服务器 dateTimeOffset ??= await GetChineseNetworkTimeCore("cn.ntp.org.cn"); // 中国授时 dateTimeOffset ??= await GetChineseNetworkTimeCore("time.windows.com"); // time.windows.com 微软Windows自带
if (dateTimeOffset is not null) { return dateTimeOffset.Value.ToOffset(TimeSpan.FromHours(8)); } else { return null; }
static async ValueTask<DateTimeOffset?> GetChineseNetworkTimeCore(string ntpServer) { var cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource(); try { var hostEntry = await Dns.GetHostEntryAsync(ntpServer); IPAddress[] addressList = hostEntry.AddressList;
if (addressList.Length == 0) { // 被投毒了？那就换其他一个吧 return null; }
foreach (var address in addressList) { try { var ipEndPoint = new IPEndPoint(address, 123); cancellationTokenSource.CancelAfter(TimeSpan.FromSeconds(15));
return await GetNetworkUtcTime(ipEndPoint, cancellationTokenSource.Token); } catch { // 失败就继续换下一个 }
if (!cancellationTokenSource.TryReset()) { cancellationTokenSource.Dispose(); cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource(); } } } catch { // 失败就失败 // 本来想着异常对外抛出的，但是似乎抛出异常也没啥用 } finally { cancellationTokenSource.Dispose(); }
return null; } }
/// <summary> /// Gets the current DateTime from time-a.nist.gov. /// </summary> /// <returns>A DateTime containing the current time.</returns> public static ValueTask<DateTimeOffset> GetNetworkUtcTime() { return GetNetworkUtcTime("time-a.nist.gov"); }
/// <summary> /// Gets the current DateTime from <paramref name="ntpServer"/>. /// </summary> /// <param name="ntpServer">The hostname of the NTP server.</param> /// <returns>A DateTime containing the current time.</returns> public static async ValueTask<DateTimeOffset> GetNetworkUtcTime(string ntpServer) { var hostEntry = await Dns.GetHostEntryAsync(ntpServer); IPAddress[] address = hostEntry.AddressList;
if (address == null || address.Length == 0) { throw new ArgumentException($"Could not resolve ip address from '{ntpServer}'.", "ntpServer"); }
var ipEndPoint = new IPEndPoint(address[0], 123);
return await GetNetworkUtcTime(ipEndPoint); }
/// <summary> /// Gets the current DateTime form <paramref name="endPoint"/> IPEndPoint. /// </summary> /// <param name="endPoint">The IPEndPoint to connect to.</param> /// <param name="token"></param> /// <returns>A DateTime containing the current time.</returns> public static async ValueTask<DateTimeOffset> GetNetworkUtcTime(IPEndPoint endPoint, CancellationToken token = default) { using var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
await socket.ConnectAsync(endPoint, token);
const int length = 48;
// 实现方法请参阅 RFC 2030 的内容 var ntpData = ArrayPool<byte>.Shared.Rent(length);
try { // 初始化数据 ntpData[0] = 0x1B; for (int i = 1; i < length; i++) { ntpData[i] = 0; }
await socket.SendAsync(ntpData.AsMemory(0, length), token); await socket.ReceiveAsync(ntpData.AsMemory(0, length), token);
byte offsetTransmitTime = 40; ulong intPart = 0; ulong fractPart = 0;
for (int i = 0; i <= 3; i++) { intPart = 256 * intPart + ntpData[offsetTransmitTime + i]; }
for (int i = 4; i <= 7; i++) { fractPart = 256 * fractPart + ntpData[offsetTransmitTime + i]; }
ulong milliseconds = (intPart * 1000 + (fractPart * 1000) / 0x100000000L);
TimeSpan timeSpan = TimeSpan.FromMilliseconds(milliseconds);
var dateTime = new DateTime(1900, 1, 1); dateTime += timeSpan;
var dateTimeOffset = new DateTimeOffset(dateTime, TimeSpan.Zero);
return dateTimeOffset; } finally { ArrayPool<byte>.Shared.Return(ntpData); } }}以上代码使用返回值是 DateTimeOffset 类型，此 DateTimeOffset 和 DateTime 的最大差别在于 DateTimeOffset 是带时区的。回顾一下小学知识，北京时间是 +8 小时的时间。时间服务器返回的是 UTC 时区时间，也就是 +0 小时。这就是为什么上层函数使用了 dateTimeOffset.Value.ToOffset(TimeSpan.FromHours(8)); 代码的原因，将 UTC 时区修改为北京时区
以上代码的使用方法如下
var dateTimeOffset = await NtpClient.GetChineseNetworkTime();
if (dateTimeOffset is null) { Console.WriteLine("获取不到时间"); } else { Console.WriteLine(dateTimeOffset); Console.WriteLine(dateTimeOffset.Value.LocalDateTime);
// 本机时区时间和北京时间的差别是，本机系统时区可能被设置为非北京时间，当本机系统时区设置为北京时间，则本机时区时间和北京时间相同 DateTime beijingTime = dateTimeOffset.Value.UtcDateTime.AddHours(8); Console.WriteLine(beijingTime); }可以通过如下方式获取本文的源代码，先创建一个空文件夹，接着使用命令行 cd 命令进入此空文件夹，在命令行里面输入以下代码，即可获取到本文的代码
git initgit remote add origin https://gitee.com/lindexi/lindexi_gd.gitgit pull origin 0a9b16e50faad9240b07f62064bc1f498b1d6619以上使用的是 gitee 的源，如果 gitee 不能访问，请替换为 github 的源。请在命令行继续输入以下代码
git remote remove origingit remote add origin https://github.com/lindexi/lindexi_gd.gitgit pull origin 0a9b16e50faad9240b07f62064bc1f498b1d6619获取代码之后，进入 JakairhefeHajelaycaqa 文件夹
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