本文将探讨通过HTTP获取服务器毫秒时间的高效精准时间同步方案,采用了多种优化策略,确保通信缓慢、负载较高时仍能实现高度准确的时间同步。
1、方案设计
该方案的核心思想是利用HTTP协议,在客户端和服务器之间建立一个请求-响应的通路。通过在HTTP请求头中添加一个特定的字段,服务器能够返回一个定制的响应头,其中包含了当前服务器的毫秒级时间戳。在此基础上,客户端计算出网络延迟,并根据返回的时间戳计算出准确的时间。
在设计时,我们考虑了以下问题:
1.1 是否会对其它应用程序造成干扰?
答案取决于网络负载和服务器性能等方面的因素。为了减轻占用,我们增加了相关的头部和标识符,这样能够使相关组件更容易地识别时序请求。
1.2 是否适用于所有环境?
该方案需要有客户端和服务器能够直接互联的环境,不需要其他特殊条件。同时我们还增加了重试、缓存以及容错等功能,以便在不利情况下正确运行。
1.3 是否足够精确?
这取决于如何计算网络延迟并推算出当前时间。系统使用了多种策略来消除内在时间误差和网络延迟,从而获得高度准确的时间标记。
2、方案实现
2.1 请求头部定义
HTTP请求 Header,包含了指定客户端的信息,同时也包含了所请求的页面信息(即请求“内容”)。在我们的方案中,为了实现时间同步,我们要额外添加一个头部信息,如下。
cache-control:no-cache \<br\>Pragma: no-cache \<br \>
X-Timestamp: 1553263063.9289162
其中”X-Timestamp”是自定义的头部(类似于”User-Agent”和”Content-Type”),用于在响应中返回当前服务器时间。在http服务中,通过设定响应头信息”X-Timestamp”及其它自定义字段的方式,在响应中返回服务器时间戳,为后续计算时间差提供参考。
2.2 响应头部定义
客户端发送完针对WEB资源提出的请求之后,Web服务器需要按照协议在HTTP响应Head中返回响应信息,在我们的方案中,需要在返回结果中添加一个”X-Timestamp”头部,表示服务器处理该请求的时间,以及一个”X-Processing-Time”头部,表示服务器处理该请求的耗时。如下:
cache-control:no-cache \<br\>Pragma: no-cache \<br\>
X-Timestamp: 1553263064.9289206 \<br\>
X-Processing-Time: 0.000055
3、应用场景
该方案可用于容器、微服务、云原生及其他虚拟化环境、云应用程序中进行时间同步。
3.1 公共云服务中的容器、微服务和虚拟机的时间同步
对于云计算环境中复杂的多租户应用程序,通过HTTP获取服务器毫秒时间具有以下优势:提供高度可扩展性、可用性高、可移植性强。在充分发挥开放式架构设计优势的同时,通过HTTP获取服务器毫秒时间这种方法可以为应用程序提供高水平的时间同步服务。
3.2 金融领域的时间同步
在交易和结算方面,时间同步是金融领域的重要一环。一次交易的时间戳应该与客户端应用服务器和交易系统中的时间戳保持一致。因此,通过HTTP获取服务器的毫秒时间可以使这些微小的时间分歧降到最小,时间精度可达到毫秒级别。
4、方案优化
为了进一步增强方案的鲁棒性和同步精度,我们还提出了以下优化策略。
4.1 网络延迟优化
针对网络延迟大的情况,我们采用了多线程策略来发送特意定制的HTTP请求:每个线程分别向远程服务器发送相同的请求,以获得更多的响应数据。通过计算响应数据之间的时间差,我们可以计算出准确的时间戳以及网络延迟。
4.2 时间戳稳定性
为了保证时间戳的稳定性,我们使用了多次冗余请求的方式来获取更多的时间戳数据,再通过组合算法将结果去除掉一些偏差比较大的数据,确保了数据的可靠。
4.3 防止本地时间戳误差
通常,客户端计算出的时间戳的精度高于本地操作系统的时间戳,因此在处理相等的值时会出现一些问题。针对这种情况,我们通过将时区和定位信息包含在调用方的请求中,以便在服务器端完成时间戳的计算、格式化、代码地处理等一系列操作。
总结:
通过HTTP获取服务器毫秒时间是一种高度精准的时间同步方案,适用于各种复杂广泛的场景。借助这种方案,我们已实现了大规模、高效的时间同步,为金融、物流、制造等行业提供了更精确的时间标识。
在优化方面,通过多线程、多次冗余请求、组合算法等手段,提供高度准确的时序数据,在实现时间同步的同时更进一步提高了可靠性和鲁棒性。
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