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该协议通常描述为一种主从式架构，但它也可以在点对点网络中，对等体双方可将另一端认定为潜在的时间源。发送和接收时间戳采用用户数据报协议（UDP）的通信端口123实现。这也可以使用广播或多播，曲中的客户端在最初的往返校准交换后被动地监听时间更新。NTP提供一个即将到来的闰秒调整的警告，但不会传输有关本地时区或夏时制的信息。

计算机时钟偏差分析

通用PC机自带两类时钟源：硬件时钟和软件时钟(或称为系统时钟)。不论是硬件时钟还是软件时钟，都是由石英晶体振荡器驱动的，通过累计石英晶体振荡器输出脉冲数，换算出时间。所以计算机时钟的准确度取决于晶振频率准确度。受温度变化、电压、芯片老化等因素影响，晶振频率会发生小幅度波动，其中温度对晶振频影响。

由于工艺和材料的原因，同一生产线上标称频率相同的石英晶体，其实际频率是不同的，实际频率与标称频率偏差率从10-4量级到10-9量级不等。以10-4量级为例，时钟每天至少误差8.64 s。

假定局域网内NTP延时小于1ms，理论上授时误差小于0.5ms，但对于Windows操作系统内置的NTP客户和NTP服务，并不能达到此精度。Windows NTP时钟分辨率因操作系统和硬件不同而有所不同，时钟分辨率通常为10ms或15ms。基于Windows操作系统内置的NTP授时精度不超过10ms。

NTP授时精度与NTP服务器与用户间的网络状况有关：广域网授时精度通常能达50ms级，但有时超过500ms；局域网授时不存在路由器路径延迟问题，因而授时精度理论上可以提到亚毫秒级；但是Windows内置NTP服务，在局域网内其授时精度也只能达10ms级。