[Linux网络编程]应用实例--获取网络时间

#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>

#define NTP_PORT               123               /*NTP专用端口号字符串*/
#define TIME_PORT              37               /* TIME/UDP端口号 */
#define NTP_SERVER_IP       "61.135.250.78"  /*国家授时中心IP*/
#define NTP_PORT_STR        "123"          /*NTP专用端口号字符串*/
#define NTPV1                "NTP/V1"      /*协议及其版本号*/
#define NTPV2                "NTP/V2"
#define NTPV3                "NTP/V3"
#define NTPV4                "NTP/V4"
#define TIME                "TIME/UDP"

#define NTP_PCK_LEN 48
#define LI 0
#define VN 3
#define MODE 3
#define STRATUM 0
#define POLL 4 
#define PREC -6

#define JAN_1970  0x83aa7e80  /* 1900年～1970年之间的时间秒数 */
#define NTPFRAC(x)   (4294 * (x) + ((1981 * (x)) >> 11))
#define USEC(x)         (((x) >> 12) - 759 * ((((x) >> 10) + 32768) >> 16))

typedef struct _ntp_time 
{
    unsigned int coarse;
    unsigned int fine;
} ntp_time;

struct ntp_packet
{
     unsigned char leap_ver_mode;
     unsigned char startum; 
     char poll;
     char precision;
     int  root_delay;
     int  root_dispersion;
     int reference_identifier;
     ntp_time reference_timestamp;
     ntp_time originage_timestamp;
     ntp_time receive_timestamp;
     ntp_time transmit_timestamp;
};

char protocol[32];
/*构建NTP协议包*/
int construct_packet(char *packet)
{
     char version = 1;
     long tmp_wrd;
     int port;
     time_t timer;
     strcpy(protocol, NTPV3);
     /*判断协议版本*/
     if(!strcmp(protocol, NTPV1)||!strcmp(protocol, NTPV2)
           ||!strcmp(protocol, NTPV3)||!strcmp(protocol, NTPV4))
     {
          memset(packet, 0, NTP_PCK_LEN);
          port = NTP_PORT;
          /*设置16字节的包头*/
          version = protocol[6] - 0x30;
          tmp_wrd = htonl((LI << 30)|(version << 27)
                |(MODE << 24)|(STRATUM << 16)|(POLL << 8)|(PREC & 0xff));
          memcpy(packet, &tmp_wrd, sizeof(tmp_wrd));
          
          /*设置Root Delay、Root Dispersion和Reference Indentifier */
          tmp_wrd = htonl(1<<16);
          memcpy(&packet[4], &tmp_wrd, sizeof(tmp_wrd));
          memcpy(&packet[8], &tmp_wrd, sizeof(tmp_wrd));
          /*设置Timestamp部分*/
          time(&timer);
          /*设置Transmit Timestamp coarse*/
          tmp_wrd = htonl(JAN_1970 + (long)timer);
          memcpy(&packet[40], &tmp_wrd, sizeof(tmp_wrd)); 
          /*设置Transmit Timestamp fine*/
          tmp_wrd = htonl((long)NTPFRAC(timer));
          memcpy(&packet[44], &tmp_wrd, sizeof(tmp_wrd)); 
          return NTP_PCK_LEN;
     }
     else if (!strcmp(protocol, TIME))/* "TIME/UDP" */
     {
          port = TIME_PORT;
          memset(packet, 0, 4);
          return 4;
     }
     return 0;
}

/*获取NTP时间*/
int get_ntp_time(int sk, struct addrinfo *addr, struct ntp_packet *ret_time)
{
     fd_set pending_data;
     struct timeval block_time;
     char data[NTP_PCK_LEN * 8];
     int  packet_len, data_len = addr->ai_addrlen, count = 0, result, i, re;

     if (!(packet_len = construct_packet(data)))
     {
          return 0;
     }
     /*客户端给服务器端发送NTP协议数据包*/
     if ((result = sendto(sk, data, 
                        packet_len, 0, addr->ai_addr, data_len)) < 0)
     {
          perror("sendto");
          return 0;
     }
     
     /*调用select()函数，并设定超时时间为1s*/
     FD_ZERO(&pending_data);
     FD_SET(sk, &pending_data);
     block_time.tv_sec=10;
     block_time.tv_usec=0;
     if (select(sk + 1, &pending_data, NULL, NULL, &block_time) > 0)
     {
          /*接收服务器端的信息*/
          if ((count = recvfrom(sk, data, 
                        NTP_PCK_LEN * 8, 0, addr->ai_addr, &data_len)) < 0)
          {
               perror("recvfrom");
               return 0;
          }
          
          if (protocol == TIME)
          {
               memcpy(&ret_time->transmit_timestamp, data, 4);
               return 1;
          }
          else if (count < NTP_PCK_LEN)
          {
               return 0;
          }
          /* 设置接收NTP包的数据结构 */
          ret_time->leap_ver_mode = ntohl(data[0]);
          ret_time->startum = ntohl(data[1]);
          ret_time->poll = ntohl(data[2]);
          ret_time->precision = ntohl(data[3]);
          ret_time->root_delay = ntohl(*(int*)&(data[4]));
          ret_time->root_dispersion = ntohl(*(int*)&(data[8]));
          ret_time->reference_identifier = ntohl(*(int*)&(data[12]));
          ret_time->reference_timestamp.coarse = ntohl (*(int*)&(data[16]));
          ret_time->reference_timestamp.fine = ntohl(*(int*)&(data[20]));
          ret_time->originage_timestamp.coarse = ntohl(*(int*)&(data[24]));
          ret_time->originage_timestamp.fine = ntohl(*(int*)&(data[28]));
          ret_time->receive_timestamp.coarse = ntohl(*(int*)&(data[32]));
          ret_time->receive_timestamp.fine = ntohl(*(int*)&(data[36]));
          ret_time->transmit_timestamp.coarse = ntohl(*(int*)&(data[40]));
          ret_time->transmit_timestamp.fine = ntohl(*(int*)&(data[44]));
          return 1;
     } /* end of if select */
     return 0;
}

/* 修改本地时间 */
int set_local_time(struct ntp_packet * pnew_time_packet)
{
     struct timeval tv;
     tv.tv_sec = pnew_time_packet->transmit_timestamp.coarse - JAN_1970;
     tv.tv_usec = USEC(pnew_time_packet->transmit_timestamp.fine);
     return settimeofday(&tv, NULL);
}

int main()
{
     int sockfd, rc;
     struct addrinfo hints, *res = NULL;
     struct ntp_packet new_time_packet;

     memset(&hints, 0, sizeof(hints));
     hints.ai_family = AF_UNSPEC;
     hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
     hints.ai_protocol = IPPROTO_UDP;
     /*调用getaddrinfo()函数，获取地址信息*/
     rc = getaddrinfo(NTP_SERVER_IP, NTP_PORT_STR, &hints, &res);
     if (rc != 0) 
     {
          perror("getaddrinfo");
          return 1;
     }
     /* 创建套接字 */
     sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
     if (sockfd <0 ) 
     {
          perror("socket");
          return 1;
     }          
     /*调用取得NTP时间的函数*/
     if (get_ntp_time(sockfd, res, &new_time_packet))
     {
          /*调整本地时间*/
          if (!set_local_time(&new_time_packet))
          {
               printf("NTP client success!\n");
          }
     }     
     close(sockfd);
     return 0;
}