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c语言中如何从网络上获取时间

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c语言中如何从网络上获取时间

在C语言中从网络上获取时间，可以使用NTP协议、HTTP请求、SNTP协议等方法。其中NTP协议是最常用的方法，因为它专门用于时间同步，精度高且稳定。HTTP请求也可以获取时间，但精度和可靠性较低。详细描述NTP协议获取时间的方法：

NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）是一种用于同步计算机时间的协议。它通过网络连接到时间服务器，获取精确的时间信息。使用NTP协议获取时间的主要步骤包括：解析NTP包、发送请求、接收响应、解析时间数据。下面将详细介绍如何在C语言中实现这一过程。

一、NTP协议获取时间

1. NTP协议简介

NTP是一种基于UDP协议的网络时间同步协议，通常用于同步计算机的系统时间。NTP服务器提供精确的时间信息，客户端通过发送NTP请求并接收响应来获取时间数据。

2. NTP请求的基本步骤

  • 创建并初始化Socket：使用UDP协议创建Socket，并设置目标NTP服务器的地址和端口（通常为123）。
  • 构造NTP请求包：按照NTP协议的格式构造请求包。
  • 发送请求包：将请求包发送到NTP服务器。
  • 接收响应包：接收NTP服务器返回的响应包。
  • 解析响应包：解析响应包中的时间数据，并转换为人类可读的格式。

3. 代码示例

以下是一个使用C语言实现的NTP客户端示例代码：

#include <stdio.h>


#include <stdlib.h>


#include <string.h>


#include <time.h>


#include <sys/socket.h>


#include <arpa/inet.h>


#include <unistd.h>


#define NTP_TIMESTAMP_DELTA 2208988800ull


void error(const char *msg) {


    perror(msg);


    exit(0);


}


int main() {


    int sockfd, n;


    int portno = 123; // NTP UDP port number


    char *host_name = "pool.ntp.org";


    struct sockaddr_in server_addr;


    struct hostent *server;


    // Create and zero out the packet


    unsigned char packet[48] = {0};


    // Initialize first byte of packet


    packet[0] = 0x1B; // LI, Version, Mode


    // Create a UDP socket


    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);


    if (sockfd < 0)


        error("ERROR opening socket");


    server = gethostbyname(host_name);


    if (server == NULL)


        error("ERROR, no such host");


    bzero((char *) &server_addr, sizeof(server_addr));


    server_addr.sin_family = AF_INET;


    bcopy((char *)server->h_addr, (char *)&server_addr.sin_addr.s_addr, server->h_length);


    server_addr.sin_port = htons(portno);


    // Send the packet to the server


    n = sendto(sockfd, packet, sizeof(packet), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));


    if (n < 0)


        error("ERROR writing to socket");


    // Receive the packet from the server


    n = recvfrom(sockfd, packet, sizeof(packet), 0, NULL, NULL);


    if (n < 0)


        error("ERROR reading from socket");


    // These two fields contain the time-stamp seconds as the packet left the NTP server.


    // Get the seconds part


    unsigned long long int seconds_since_1900;


    seconds_since_1900  = (unsigned long long int)packet[43];


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[42] << 8;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[41] << 16;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[40] << 24;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[39] << 32;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[38] << 40;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[37] << 48;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[36] << 56;


    // Convert to UNIX epoch


    time_t txTm = (time_t) (seconds_since_1900 - NTP_TIMESTAMP_DELTA);


    // Print the time


    printf("Time: %s", ctime((const time_t*) &txTm));


    close(sockfd);


    return 0;


}

4. 解析和使用时间数据

在接收到NTP服务器的响应包后，需要解析时间数据，并将其转换为UNIX时间戳。UNIX时间戳表示从1970年1月1日0时0分0秒UTC开始经过的秒数。通过减去NTP时间戳的偏移量（2208988800秒），可以将NTP时间转换为UNIX时间。

二、HTTP请求获取时间

1. HTTP请求简介

HTTP是一种超文本传输协议，通常用于在Web服务器和客户端之间传输数据。虽然HTTP协议不是专门为时间同步设计的，但可以通过访问提供时间信息的API获取当前时间。

2. HTTP请求的基本步骤

  • 创建并初始化Socket：使用TCP协议创建Socket，并设置目标服务器的地址和端口（通常为80或443）。
  • 构造HTTP请求：按照HTTP协议的格式构造GET请求。
  • 发送HTTP请求：将HTTP请求发送到服务器。
  • 接收HTTP响应：接收服务器返回的HTTP响应。
  • 解析响应数据：解析响应中的时间数据，并转换为人类可读的格式。

3. 代码示例

以下是一个使用C语言实现的HTTP客户端示例代码：

#include <stdio.h>


#include <stdlib.h>


#include <string.h>


#include <unistd.h>


#include <arpa/inet.h>


#include <netdb.h>


#define BUFFER_SIZE 1024


void error(const char *msg) {


    perror(msg);


    exit(0);


}


int main() {


    int sockfd, portno = 80;


    struct sockaddr_in server_addr;


    struct hostent *server;


    char buffer[BUFFER_SIZE];


    char *host_name = "worldtimeapi.org";


    char *endpoint = "/api/timezone/Etc/UTC";


    // Create a TCP socket


    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);


    if (sockfd < 0)


        error("ERROR opening socket");


    server = gethostbyname(host_name);


    if (server == NULL)


        error("ERROR, no such host");


    bzero((char *) &server_addr, sizeof(server_addr));


    server_addr.sin_family = AF_INET;


    bcopy((char *)server->h_addr, (char *)&server_addr.sin_addr.s_addr, server->h_length);


    server_addr.sin_port = htons(portno);


    // Connect to the server


    if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0)


        error("ERROR connecting");


    // Create the HTTP GET request


    snprintf(buffer, sizeof(buffer), "GET %s HTTP/1.1rnHost: %srnConnection: closernrn", endpoint, host_name);


    // Send the HTTP GET request


    int n = write(sockfd, buffer, strlen(buffer));


    if (n < 0)


        error("ERROR writing to socket");


    // Read the HTTP response


    bzero(buffer, BUFFER_SIZE);


    while ((n = read(sockfd, buffer, BUFFER_SIZE - 1)) > 0) {


        printf("%s", buffer);


        bzero(buffer, BUFFER_SIZE);


    }


    if (n < 0)


        error("ERROR reading from socket");


    close(sockfd);


    return 0;


}

4. 解析和使用时间数据

在接收到HTTP服务器的响应后，需要解析响应中的时间数据。通常，时间信息会以JSON格式返回，可以使用JSON解析库来解析时间数据，并将其转换为人类可读的格式。

三、SNTP协议获取时间

1. SNTP协议简介

SNTP（Simple Network Time Protocol）是一种简化版的NTP协议，用于时间同步。与NTP相比，SNTP协议更简单，但精度较低，适用于对时间精度要求不高的场景。

2. SNTP请求的基本步骤

  • 创建并初始化Socket：使用UDP协议创建Socket，并设置目标SNTP服务器的地址和端口（通常为123）。
  • 构造SNTP请求包：按照SNTP协议的格式构造请求包。
  • 发送请求包：将请求包发送到SNTP服务器。
  • 接收响应包：接收SNTP服务器返回的响应包。
  • 解析响应包：解析响应包中的时间数据，并转换为人类可读的格式。

3. 代码示例

以下是一个使用C语言实现的SNTP客户端示例代码：

#include <stdio.h>


#include <stdlib.h>


#include <string.h>


#include <time.h>


#include <sys/socket.h>


#include <arpa/inet.h>


#include <unistd.h>


#define NTP_TIMESTAMP_DELTA 2208988800ull


void error(const char *msg) {


    perror(msg);


    exit(0);


}


int main() {


    int sockfd, n;


    int portno = 123; // SNTP UDP port number


    char *host_name = "time.google.com";


    struct sockaddr_in server_addr;


    struct hostent *server;


    // Create and zero out the packet


    unsigned char packet[48] = {0};


    // Initialize first byte of packet


    packet[0] = 0x1B; // LI, Version, Mode


    // Create a UDP socket


    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);


    if (sockfd < 0)


        error("ERROR opening socket");


    server = gethostbyname(host_name);


    if (server == NULL)


        error("ERROR, no such host");


    bzero((char *) &server_addr, sizeof(server_addr));


    server_addr.sin_family = AF_INET;


    bcopy((char *)server->h_addr, (char *)&server_addr.sin_addr.s_addr, server->h_length);


    server_addr.sin_port = htons(portno);


    // Send the packet to the server


    n = sendto(sockfd, packet, sizeof(packet), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));


    if (n < 0)


        error("ERROR writing to socket");


    // Receive the packet from the server


    n = recvfrom(sockfd, packet, sizeof(packet), 0, NULL, NULL);


    if (n < 0)


        error("ERROR reading from socket");


    // These two fields contain the time-stamp seconds as the packet left the SNTP server.


    // Get the seconds part


    unsigned long long int seconds_since_1900;


    seconds_since_1900  = (unsigned long long int)packet[43];


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[42] << 8;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[41] << 16;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[40] << 24;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[39] << 32;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[38] << 40;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[37] << 48;


    seconds_since_1900 |= (unsigned long long int)packet[36] << 56;


    // Convert to UNIX epoch


    time_t txTm = (time_t) (seconds_since_1900 - NTP_TIMESTAMP_DELTA);


    // Print the time


    printf("Time: %s", ctime((const time_t*) &txTm));


    close(sockfd);


    return 0;


}

4. 解析和使用时间数据

在接收到SNTP服务器的响应包后，需要解析时间数据，并将其转换为UNIX时间戳。通过减去NTP时间戳的偏移量（2208988800秒），可以将SNTP时间转换为UNIX时间。

四、总结

在C语言中从网络上获取时间，可以使用NTP协议、HTTP请求、SNTP协议等方法。NTP协议是最常用的方法，精度高且稳定。HTTP请求获取时间的方法简单，但精度和可靠性较低。SNTP协议是NTP的简化版，适用于对时间精度要求不高的场景。无论使用哪种方法，都需要创建并初始化Socket、构造请求包、发送请求、接收响应、解析时间数据，并将其转换为人类可读的格式。通过这些步骤，可以在C语言中实现从网络上获取时间的功能。

相关问答FAQs：

1. 如何在C语言中获取网络时间？

获取网络时间需要使用网络协议，你可以使用C语言中的socket库来实现。首先，你需要与一个时间服务器建立连接，然后发送请求获取时间。接收到时间后，你可以将其解析并在程序中使用。

2. C语言中如何建立与时间服务器的连接？

建立与时间服务器的连接需要使用socket函数。你需要指定时间服务器的IP地址和端口号，并创建一个套接字进行通信。通过建立连接，你可以与时间服务器进行数据交换。

3. 如何解析从时间服务器接收到的时间数据？

从时间服务器接收到的时间数据一般是一个字符串，你需要将其解析为可用的日期和时间。可以使用C语言中的字符串处理函数来处理接收到的字符串，提取出年、月、日、时、分、秒等信息。然后，你可以将这些信息存储在相应的变量中，方便在程序中使用。

文章包含AI辅助创作，作者：Edit1，如若转载，请注明出处：https://docs.pingcode.com/baike/1071556

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