NTP 是什么
NTP（Network Time Protocol）是目前使用最广泛的互联网时间同步协议。我们常用的 Windows、macOS、Linux 等都自带了 NTP 客户端，可以连接远程服务器获取当前的时间。例如，Windows 的 Internet 时间同步功能就是基于 NTP：
（图片来自网络）
Windows 默认会连接到 time.windows.com 这台由微软维护的 NTP 服务器同步时间。但是，默认的这台服务器在国内并不好用。这台服务器位于美国，到国内的延迟很大并且容易波动，因此 NTP 客户端也很难得出准确的时间。
那么中国大陆有没有 NTP 服务器呢？有，但是不多：
- cn.pool.ntp.org
- 由 www.pool.ntp.org 维护的 NTP 服务器池项目，所有服务器由志愿者提供，在各个地区通过 DNS 负载均衡到不同的服务器上。
- 现在（2019 年 9 月 16 日）共有 63 台服务器位于 CN 池内（但不是所有的服务器都在国内）
- 可以通过 0.cn.pool.ntp.org，1.cn.pool.ntp.org 等方式获得更多的服务器
- cn.ntp.org.cn
- V2EX 网友 qiuai 维护的 NTP 服务器池，似乎部分服务器是自行维护的，部分是志愿者提供
- 目前网站 www.ntp.org.cn 正在备案，但 NTP 仍然可用
- ntp.ntsc.ac.cn
- 中科院国家授时中心的 NTP 服务器
- ntp[1-7].aliyun.com
- 阿里云的 NTP 服务器，共有 7 台服务器
- 之前的域名是 time.pool.aliyun.com 以及 time[1-7].aliyun.com，似乎现在还可以使用
- time[1-5].cloud.tencent.com
- 腾讯云的 NTP 服务器，共有 5 台服务器
自建 NTP 服务器的用途
- 特殊环境对时间精度有极高要求：
- 金融（高频交易？）
- 航空航天
- 科研
- 跨地区数据同步
- 保证时间服务的可用性：
- 比起依赖志愿者的 NTP 服务器，自建更加可靠
- 避免单台服务器由于故障、受攻击等下线
- 在互联网中断时仍然可以保持各设备时间同步
- 这很有趣，不是吗？
需要的设备、材料
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一台运行 Linux 系统的电脑，要求带有串口
- 树莓派就是个不错的选择，如果你只是为了 NTP 服务器，树莓派 0 就不错（淘宝上大概 60 块钱一个）
- 或者一台台式电脑，加上一个 USB 转串口模块（淘宝上 5 块钱一个，关键词 CH340）
- 我是连接 Tinker Board 使用，但为了配置 GPS 模块（非必须）也用到了串口模块，是下图这个
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一个 GPS 模块
- 如果你在大概 10 年前用过当时的智能手机（诺基亚塞班系统）或者导航仪（Windows CE）进行导航，你可能会有一个 USB 或者蓝牙的 GPS 接收器，你可以直接拿来用
- 如果没有，那就淘宝搜索 ATGM336H（GPS/北斗/GLONASS 三模模块，大概 30 块钱一个）
- 我用的就是这个，目前（2019 年 9 月 16 日）淘宝上能找到的最便宜的三模 GPS 模块
- 部分商家会标成 GPS/北斗 双模模块，但如果需要的话 GLONASS 可以通过配置软件自行打开
- 我买的是下图这个
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一根带较高增益的有源 GPS 天线
- 如果你家住楼顶，或者准备把 GPS 模块放阳台等无遮挡处，可以不需要
- 如果你家不在楼顶，并且你准备把模块放在窗边甚至室内，强烈建议购买一根天线，否则会很难搜到星
- 需要的是看起来比较大个的天线，不是某些模块附送的迷你陶瓷天线，那种天线没什么用
- 天线淘宝上大概 10 块钱一根，我买的是下图这个
- 如果你买的是类似上图的 SMA 接头天线，由于 ATGM336H 使用 IPX 接头，你还需要买一根 SMA 转 IPX 的转换线
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一些母对母杜邦线，用于连接 GPS 模块与电脑
- 淘宝上几块钱就能买一大堆
GPS 模块安装及配置
第一步是把 GPS 的串口连接上。ATGM336H 模块的电压是 3.3V，因此可以直接连接 Tinker Board：
- 模块 VCC 连接 17 针 3.3V 供电
- 模块 GND 连接 20 针地线
- 模块 RX 连接 8 针串口 1 的 TX
- 模块 TX 连接 10 针串口 1 的 RX
- 模块 PPS 连接 22 针
然后登录 Tinker Board 开始安装软件，我用的是 Armbian 系统。
首先运行 armbian-config，在 System - Hardware 中开启 uart 开头的所有选项（所有串口），然后重启。
然后安装 gpsd，负责接收 GPS 模块的定位信息
apt-get install gpsd gpsd-clients
然后编辑 /etc/default/gpsd，按如下所示修改配置：
START_DAEMON="true"
USBAUTO="false"
DEVICES="/dev/ttyS1"
GPSD_OPTIONS="-n -b"
上述配置启用了 gpsd，指定了 GPS 所在的串口（ttyS1），让 gpsd 一启动就立即开始定位，并且禁止 gpsd 修改模块设置。
启动 gpsd：
systemctl enable gpsd
systemctl start gpsd
然后运行 cgps，可以看到位置与搜星情况：
NTP 服务器配置
首先禁用 systemd-timesyncd，系统自带的功能比较简单的 NTP 客户端：
systemctl disable systemd-timesyncd
systemctl stop systemd-timesyncd
然后安装全功能的 ntp 服务端：
apt-get install ntp
在 /etc/ntp.conf 中添加 GPS 相关的配置：
# GPS Serial data reference
server 127.127.28.0 minpoll 4 maxpoll 4
fudge 127.127.28.0 time1 0.0 refid GPS
最后启动 NTP 服务端：
systemctl enable ntp
systemctl start ntp
运行 ntpq -pn 查看状态：
还需改进的地方
- 没有利用上高精度的 PPS 信号
- Tinker Board 的 Armbian 内核没有 PPS 对应的配置，
- 需要重新编译内核，或者用用户态的程序处理
更新：以上问题已经在后续文章中解决，点击链接进入：/article/modify-website/diy-ntp-pps-on-tinker-board.lantian