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关于stratum协议和stratum协议检测的问题，很多小伙伴都是不知道，接下来和Dadaqq.Com网小编往下看stratum协议的具体解答吧。
杭州元帅;highlight=
在一个局域网中，许多系统都要求每台计算机能够保持时间的一致性，WIN2000系统提供了与主域服务器时间同步功能，即工作站只要登录到主域服务器，工作站系统的时间自动与主域服务器时间一致，但接下来的问题是我们如何使主域服务器的时间同步世界标准时间。如要获得世界标准时间，比较精确的做法是使用GPS卫星时钟获得毫秒级精度的标准时间，但这是要money的哦。如果我们在时间精度上只需要秒级的，又能够连接到Internet，则我们可以利用Internet上的标准时间服务器获得标准时间。
事实上在Internet上有三个不同的时间服务，每一个都由Request for Comment（RFC）定义为Internet日期时间标准。这三个标准分别为：RFC-867、RFC-868和RFC-1305。接下来就先介绍RFC-867：
RFC867 Daytime协议(RFC867 Daytime Protocol)
本RFC规范了一个ARPA Internet community上的标准。在ARPA Internet上的所有主机应当采用和实现这个标准。
一个有用的测量和调试工具就是daytime服务。它的作用就是返回当前时间和日期，格式是字符串格式。
* 基于TCP的daytime服务
daytime服务是基于TCP的应用，服务器在TCP端口13侦听，一旦有连接建立就返回ASCII形式的日期和时间(接收到的任何数据被忽略)，在传送完后关闭连接。
* 基于UDP的daytime服务
daytime服务也可以使用UDP协议，它的端口也是13，不过UDP是用数据报传送当前时间的。接收到的数据被忽略。
* Daytime格式
对于daytime没有特定的格式，建议使用ASCII可打印字符，空格和回车换行符。daytime应该在一行上。
接下来是两种流行的格式：
一种流行的格式是：Weekday, Month Day, Year Time-Zone
例子：Tuesday, February 22, 1982 17:37:43-PST
另一种流行的格式用于SMTP中：dd mmm yy hh:mm:ss zzz
例子：02 FEB 82 07:59:01 PST
注意：对于机器来说，有用的时间采用了时间协议（Time Protocol RFC-868)
接下来我们用VB程序实现通过RFC867协议设置我们自己的计算机系统时间，为使程序简化，程序未进行日期校正，只进行时间校正。在FORM1中添加1个Winsock控件，将接下来代码剪贴到FORM1的代码窗体中即可：
Option Explicit
’采用RFC867 Daytime协议获取标准时间例程
’为中科院国家授时中心，采用北京时间
’时间格式：Mon Jul 26 09:58:57 2004
’time.nist.gov为美国标准技术院，采用格灵威时间
’时间格式：53212 04-07-26 02:00:12 50 0 0 488.3 UTC(NIST) *
Private Declare Sub Sleep Lib “kernel32” (ByVal dwMilliseconds As Long)
Dim NoSrv As Boolean
Dim TimeFromNet
Private Sub Form_Load()
Winsock1.Protocol=sckTCPProtocol ‘采用TCP协议
NetTime “” ‘首先取中科院国家授时中心时间
If NoSrv Or TimeFromNet=”” Then
’若未取到中科院国家授时中心时间，则取美国标准技术院时间
NetTime “time.nist.gov”
If NoSrv Or TimeFromNet=”” Then
’若不能取美国标准技术院时间，则报错
MsgBox “检测不到网络标准时间服务器time.nist.gov！”
Else
’为使网络传输误差减小，第2次再取美国标准技术院时间
NetTime “time.nist.gov”
If TimeFromNet=”” Then
MsgBox “网络标准时间服务器time.nist.gov超时！”
Else
TimeFromNet=Mid(TimeFromNet, 17, 8)
TimeFromNet=TimeSerial((Hour(TimeFromNet) + 8) Mod 24, Minute(TimeFromNet), Second(TimeFromNet))
Time=TimeFromNet ‘设置系统时间
End If
End If
Else
’为使网络传输误差减小，第2次再取中科院国家授时中心时间
NetTime “”
If TimeFromNet=”” Then
MsgBox “网络标准时间服务器超时！”
Else
Time=Mid(TimeFromNet, 12, 8) ‘设置系统时间
End If
End If
End
End Sub
’关闭Winsock子程序
Private Sub Winsock1_Close()
If Winsock1.State sckClosed Then
Winsock1.Close
End If
End Sub
’Winsock接收数据事件
Private Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)
TimeFromNet=String(bytesTotal, ” “)
Winsock1.GetData TimeFromNet, vbString, bytesTotal
End Sub
’Winsock出错事件
Private Sub Winsock1_Error(ByVal Number As Integer, Description As String, ByVal Scode As Long, ByVal Source As String, ByVal HelpFile As String, ByVal HelpContext As Long, CancelDisplay As Boolean)
NoSrv=True
End Sub
’从互联网上标准时间提供网站获取标准时间
Private Sub NetTime(TimeSrv As String)
NoSrv=False
TimeFromNet=””
If Winsock1.State sckClosed Then Winsock1.Close
Winsock1.RemoteHost=TimeSrv ‘ “” 或 “time.nist.gov”
Winsock1.RemotePort=13
Winsock1.LocalPort=0
Winsock1.Connect
Do While TimeFromNet=”” ‘循环等待标准时间网站返回时间数据
If NoSrv Then Exit Do ‘若Winsock出错，则跳出循环等待
Sleep 55
DoEvents
Loop
If Winsock1.State sckClosed Then Winsock1.Close
End Sub
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上面介绍了RFC-867标准和VB例程，显然RFC-867标准采用返回当前时间和日期的格式是字符串格式以及对于daytime没有特定的格式（例如：中科院国家授时中心为”Mon Jul 26 09:58:57 2004″，而美国标准技术院为”53212 04-07-26 02:00:12 50 0 0 488.3 UTC(NIST)”），这2点似乎都不是太舒服，因此我们希望Internet上的标准时间服务器最好能够返回具有标准格式的数字类型数据，其实RFC在制定RFC-867标准时已经考虑了我们的意见，因为他同时还推出了RFC-868标准，接下来就介绍RFC-868：
RFC868 时间协议
（RFC868 Time Protocol）
本RFC规范了一个ARPA Internet community上的标准。在ARPA Internet上的所有主机应当采用和实现这个标准。
此协议提供了一个独立于站点的，机器可读的日期和时间信息。时间服务返回的是以秒数，是从1900年1月1日午夜到现在的秒数，天哪，也不小呢。
设计这个协议的一个重要目的在于，网络上的许多主机并没有时间的观念，在分布式的系统上，我们可以想一想，北京的时间和东京的时间如何分呢？主机的时间往往可以人为改变，而且因为机器时钟内的误差而变得不一致，因此需要使用时间服务器通过选举方式得到网络时间，让服务器有一个准确的时间观念。不要小看时间，这对于一些以时间为标准的分布运行的程序简单是太重要了。
这个协议可以工作在TCP和UDP协议下。接下来是通过TCP协议工作的时间协议的工作过程：这里S代表服务器，U代表客户。
S: 检测端口37
U: 连接到端口37
S: 以32位二进制数发送时间
U: 接收时间
U: 关闭连接
S: 关闭连接
服务器在端口37上监听连接。当连接建立后，服务器返回一个32位的时间值，然后关闭连接。这个过程也不难，如果服务器不能决定现在是什么时间，服务器会拒绝连接或不发送任何数据而直接关闭连接。
接下来我们看看使用UDP协议的情况：这里S代表服务器，U代表客户。
S: 检测端口37
U: 发送一个空数据报到端口37
S: 接收这个空数据报
S: 发送包含32位二进制数（用于表示时间）的数据报
U: 接收时间数据报
服务器在端口37上监听数据包。当一个数据包来后，服务器返回一个包含32位的时间的数据包。这个过程也不难，如果服务器不能决定现在是什么时间，服务器会抛弃接收到的数据报而不作出任何应答。
* 时间
时间是由32位表示的，是自1900年1月1日0时到当前的秒数，我们可以计算一下，这个协议只能表示到2036年就不能用了。（但是我们也知道计算机发展速度这么快，可能到时候就会有更好的协议代替这个协议，或者有已经想出有效的解决办法了。）
接下来是些例子：
the time 2,208,988,800 corresponds to 00:00 1 Jan 1970 GMT,
2,398,291,200 corresponds to 00:00 1 Jan 1976 GMT,
2,524,521,600 corresponds to 00:00 1 Jan 1980 GMT,
2,629,584,000 corresponds to 00:00 1 May 1983 GMT,
以及 -1,297,728,000 corresponds to 00:00 17 Nov 1858 GMT.
接下来我们用VB程序实现通过RFC868协议设置我们自己的计算机系统时间，为使程序简化，程序未进行日期校正，只进行时间校正。不过这个例程比上面的程序要完善得多，首先他可以读取全球20个标准时间服务器的时间数据，第二他采用了网络延时的补偿，第三对网络延时超过3秒的标准时间服务器进行了过滤。在FORM1中添加1个Winsock控件，将接下来代码剪贴到FORM1的代码窗体中即可：
Option Explicit
’时间协定（RFC-868）提供了一个32位元的数字，用来表示从1900年1月1日至今的秒数。
’该时间是UTC（不考虑字母顺序，它表示世界时间座标（CoordinatedUniversalTime）），
’它类似於所谓的格林威治标准时间（GreenwichMeanTime）或者GMT－英国格林威治时间。
’用TCP获得准确时间的程式应该有如下步骤:
’1 连结到提供此服务的端口37；
’2 接收32位元的时间；
’3 关闭连结。
Private Declare Sub Sleep Lib “kernel32″ (ByVal dwMilliseconds As Long)
Dim NoSrv As Boolean
Dim TimeFromNet ‘存放从时间网站读取的秒数
Dim TimeURL(19) As String ’20个时间提供网站的URL
’程序入口
Private Sub Form_Load()
Dim i As Long, T0 As Single
Dim HH As Integer, MM As Integer, SS As Integer ‘时、分、秒
Me.Show
CDec (TimeFromNet) ‘转换为 Decimal 子类型，28位整数
TimeURL(0)=”” ‘首先取中科院国家授时中心时间
TimeURL(1)=”time.nist.gov” ‘美国标准技术院
TimeURL(2)=”time-a.timefreq.bldrdoc.gov”
TimeURL(3)=”nist1.datum
”
TimeURL(4)=”nist1-dc.glassey
”
TimeURL(5)=”nist1-ny.glassey
”
TimeURL(6)=”nist1-sj.glassey
”
TimeURL(7)=”utcnist.colorado.edu”
TimeURL(8)=”time-b.timefreq.bldrdoc.gov”
TimeURL(9)=”time-c.timefreq.bldrdoc.gov”
TimeURL(10)=”time-a.nist.gov”
TimeURL(11)=”time-b.nist.gov”
TimeURL(12)=”nist1.aol-va.truetime
”
TimeURL(13)=”nist1.aol-ca.truetime
”
TimeURL(14)=”time-nw.nist.gov”
TimeURL(15)=”Time-b.timefreq.bldrdoc.gov”
TimeURL(16)=”Time-c.timefreq.bldrdoc.gov”
TimeURL(17)=”ptbtime1.ptb.de”
TimeURL(18)=”clock.cmc.ec.gc.ca”
TimeURL(19)=”chronos.csr
”
For i=0 To 19
Me.Caption=”正在联接—” TimeURL(i)
NetTime TimeURL(i) ‘首次读取授时中心时间
If (Not NoSrv) And TimeFromNet 0 Then ‘如果时间读取成功
’为使网络传输误差减小，二次再取授时中心时间
T0=Timer ‘为减小网络延时引起的误差，先读取当前时间
NetTime TimeURL(i) ‘二次读取授时中心时间
If (Not NoSrv) And TimeFromNet 0 Then ‘如果第二次时间读取成功
TimeFromNet=TimeFromNet + Int((Timer – T0) / 2 + 0.5) ‘加上网络延时补偿(延时/2为延时补偿)
TimeFromNet=TimeFromNet – 86400 * Int(TimeFromNet / 86400) ‘以天取模(86400秒)
SS=TimeFromNet Mod 60 ‘取秒
TimeFromNet=TimeFromNet 60
MM=TimeFromNet Mod 60 ‘取分
HH=((TimeFromNet 60) + 8) Mod 24 ‘取小时(北京时间+8)
’ MsgBox “网络延时：” (Timer – T0)
Time=TimeSerial(HH, MM, SS) ‘设置系统时间
Exit For ‘取时完毕，退出循环
End If
End If
Next i
If i 19 Then
MsgBox “无法取得网络时间！”
End If
End
End Sub
’关闭Winsock事件
Private Sub Winsock1_Close()
If Winsock1.State sckClosed Then
Winsock1.Close
End If
End Sub
’Winsock接收数据事件
Private Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)
Dim TmpData
Winsock1.GetData TmpData
TimeFromNet=TmpData(3) + TmpData(2) * 256 + TmpData(1) * 256 * 256 + TmpData(0) * 256 * 256 * 256
End Sub
’Winsock出错事件
Private Sub Winsock1_Error(ByVal Number As Integer, Description As String, ByVal Scode As Long, ByVal Source As String, ByVal HelpFile As String, ByVal HelpContext As Long, CancelDisplay As Boolean)
NoSrv=True
End Sub
’从互联网上标准时间提供网站获取标准时间
Private Sub NetTime(TimeSrv As String)
Dim i As Integer ‘超时计数器
i=0
NoSrv=False
TimeFromNet=0
If Winsock1.State sckClosed Then Winsock1.Close
Winsock1.RemoteHost=TimeSrv ‘时间提供网站的URL
Winsock1.RemotePort=37 ‘时间协定（RFC-868）指定端口
Winsock1.LocalPort=0
Winsock1.Connect
Do While TimeFromNet=0
i=i + 1
If NoSrv Or i 50 Then Exit Do ‘若Winsock出错或超时约3秒，则时间获取失败
Sleep 55
DoEvents
Loop
If Winsock1.State sckClosed Then Winsock1.Close
End Sub
Edited by: 杭州元帅
最精确的网络时间协议应该是RFC 1305—NTP（Network Time Protocol）了，它能够1-50 ms 的时间精确度，但该协议非常复杂，另外很抱歉我手头没有RFC 1305中文翻译资料，不过后来RFC又出了一个RFC1769 —SNTP（Simple Network Time Protocol），简化了一些RFC 1305要求的操作和使用范围，接下来就介绍RFC1769 —SNTP：
Network Working Group D. Mills
Request for Comments: 1769 University of Delaware
Obsoletes: 1361 March 1995
Category: Informational
（RFC1769 ——Simple Network Time Protocol）
本备忘录的状况：
本备忘录为Internet community提供了信息，但不规定任何一种类型的 Internet 标准。 本备忘录的分发没有限制。
概要
本备忘录描述简单网络时间协议(SNTP)，这是网络时间协议(NTP) 的一个改写本，NTP协议适用于同步因特网上的计算机时钟。当不须要实现RFC 1305 所描述的NTP完全功能的情况下，可以使用SNTP。它能用单播方式(点对点)和广播方式(点对多点)操作。它也能在IP 多播方式下操作（可提供这种服务的地方）。SNTP与当前及以前的NTP版本并没有大的不同。但它是更简单，是一个无状态的远程过程调用(RPC)，其准确和可靠性相似于UDP/TIME 协议在RFC868描述中所预期的。
本备忘录淘汰相同的标题的RFC 1361。它的目的是解释用广播方式操作的协议模式，提供某些地方的进一步说明并且改正一些印刷上的错误。在NTP版本3 RFC 1305中说明的工作机理对SNTP的实现不是完全需要的。本备忘录的分发没有限制。
目录
1. 介绍
2. 工作模式与地址分配
3. NTP时间戳格式
4. NTP 报文格式
5. SNTP 客户端操作
6. SNTP 服务器操作
7. 参考资料
8. 安全考虑
9. 作者的地址
1. 介绍
RFC 1305 [MIL92] 指定网络时间协议(NTP)来同步因特网上的计算机时钟。它提供了全面访问国家时间和频率传播服务的机制，组织时间同步子网并且为参加子网每一个地方时钟调整时间。 在今天的因特网的大多数地方， NTP 提供了1-50 ms 的精确度，精确度的大小取决于同步源和网络路径等特性。
RFC 1305 指定了NTP协议机制中的事件，状态，传输功能和操作，另外，还有可选择的算法，它改进测时质量并且减少了一些同步源中可能存在的错误。为了获得因特网上主要路径的延时精确到毫秒级，使用一些复杂的算法或者他们的等价算法是必要的。但是，在许多场合这样的精确度是不要求，或许精确到秒已足够了。在这样的情况下，更简单的协议例如“时间协议”[POS83 ]已被使用。这些协议通过基于RPC交换：客户端请求此刻时间，然后服务器回传从某个已知时间点到现在的秒钟数。
NTP被设计成了性能差异很大的客户端及服务器均能适用，且适用于客户端及服务器所在网路有大范围的网络延迟和抖动的情况。今天的因特网上的NTP同步子网的大多数用户使用一个软件包包括了一整套的NTP 的选择和算法，是一个比较复杂，实时的应用系统。软件要适用于多种硬件平台：从巨型计算机到个人计算机。要在这样的范围都适用，它的庞大尺寸和复杂性就不适合于很多应用了。按照要求，探求一些可供选择的访问策略( 使用适合于精确度要求不是
很严格的简单软件)是有用的。
本备忘录描述简单网络时间协议(SNTP)，它是一个简化了的NTP服务器和NTP客户端策略。SNTP在协议实现上没有什么更改，在最近也不会有什么变动。 访问范例与UDP/TIME 协议是一致的，实际上，SNTP应该更容易适用于使用个人计算机的 UDP/TIME 客户。而且，SNTP 也被设计在一个专门的服务器( 包括一台集成的无线电时钟)里操作。由于在系统里的那些各种各样反应机制的设计和控制，交付调节时间精确到微秒是可能的。这样的专门设计是切实可行的。
强烈建议SNTP 仅仅在同步子网的末端被使用。 SNTP 客户端应该仅在子网的叶子( 最高的阶层) 操作并在配置过程中没有依靠其它NTP或者SNTP客户端来同步。SNTP 服务器应该仅在子网的根( 阶层1) 操作并在配置过程中，除一台可靠的无线电时钟外中没有其它同步源。只有使用了有冗余的同步源及不同的子网路径及整套NTP实现中的crafted 算法，主服务器通常期望的可靠性才有可能达到。这种做法使主同步源在无线电时钟通信失败或者交付了错误时间时，还能用到其它几个无线电时钟和通向其它主要服务器的备份路径。因此，应该仔细考虑客户端中SNTP的使用，而不是在主服务器里的NTP的使用。
2. 工作模式与地址分配
象NTP一样，SNTP 能在单播(点向点) 或者广播(点对多点) 模式中操作。单播客户端发送请求到服务器并且期望从那里得到答复，并且（可选的），得到有关服务器的往返传播延迟和本地时钟补偿。广播服务器周期性地送消息给一指定的IP 广播地址或者IP多播地址，并且通常不期望从客户端得到请求，广播客户端监听地址但通常并不给服务器发请求。一些广播服务器可能选择对客户端作出反应请求以及发出未经请求广播消息；同时一些广播客户端可能会送请求仅为了确定在服务器和客户端之间的网络传播延迟。
在单播方式下，客户端和服务器的IP 地址按常规被分配。在广播方式下，服务器使用一指定的IP播送地址或者IP多播地址，以及指明的媒介访问播送地址，客户端要在这些地址上帧听。为此，IP 广播地址将限制在一个单独的IP子网范围，因为路由器不传播IP广播数据报。就以太网而论，例如，以太网媒介访问广播地址(主机部分全部为1) 被用于表示IP广播地址。
另一方面，IP 多播地址将广播的潜在有效范围扩展到整个因特网。其真实范围，组会员和路由由因特网组管理协议(IGMP) 确定 [DEE89 ]，对于各种路由协议，超出了这份资料的讨论范围。 就以太网而论，例如，以太网媒介访问播送地址(全部为1)要和分配的224.0.1.1 的IP 多播地址合用。 除了IP 地址规范和IGMP，在服务器操作IP广播地址或者IP多播地址没有什么不同。
广播客户端帧听广播地址，例如在以太网情况下主机地址全部为1的。就广播地址的IP而论，没有更进一步规定的必要了。在IP多组广播情况下，主机可能需要实现IGMP，为的是让本地路由器把消息拦截后送到224.0.1.1 多播组。这些考虑不属于这份资料的讨论范围。
就当前指定的SNTP而论，其真正的弱点是多目广播客户端可能被一些行为不当或者敌对的在因特网别处的SNTP/NTP 多播服务器攻击而瘫痪，因为目前全部这样服务器使用相同的IP 多播地址：224.0.1.1 组地址。 所以有必要，存取控制要基于那些以客户端信任的服务器源地址，即客户端选择仅仅为自己所知的服务器。或者，按照惯列和非正式协议，全部NTP多播服务器现在在每条消息内应包括已用MD5加密的加密位，以便客户端确定消息没有在传输中被修改。SNTP 客户端能实现那些必要加密和密钥分发计划在原则上是可能的，但是这在SNTP被设计成的那些简单的系统里不可能被考虑。
考虑到没有一个完整的SNTP规范，故IP 广播地址将使用在IP子网和局域网部分(指有完整功能的NTP服务器和SNTP客户端在同一子网上的局域网)，而对于IP 多播地址来说，将只能用在为达到上述文章内容相同目而设计的特例中。尤其，只有服务器实现了RFC 1305 描述的NTP认证时（包括支持MD5消息位的算法），在SNTP 服务器里的IP 多播地址才被使用。
3. NTP时间戳格式
sntp使用在RFC 1305 及其以前的版本所描述标准NTP时间戳的格式。与因特网标准标准一致， NTP 数据被指定为整数或定点小数，位以big-endian风格从左边0位或者高位计数。除非不这样指定，全部数量都将设成unsigned的类型，并且可能用一个在bit0前的隐含0填充全部字段宽度。
因为SNTP时间戳是重要的数据和用来描述协议主要产品的，一个专门的时间戳格式已经建立。 NTP用时间戳表示为一64 bits unsigned 定点数，以秒的形式从1900 年1月1 日的0：0：0算起。整数部分在前32位里，后32bits（seconds Fraction）用以表示秒以下的部分。在Seconds Fraction 部分，无意义的低位应该设置为0。这种格式把方便的多精度算法和变换用于UDP/TIME 的表示（单位：秒），但使得转化为ICMP的时间戳消息表示法(单位：毫秒)的过程变得复杂了。它代表的精度是大约是200 picoseconds，这应该足以满足最高的要求了。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Seconds |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Seconds Fraction (0-padded) |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
注意，从1968 年起，最高有效位(整数部分的0 bit位) 已经被确定，64 位比特字段在2036 年将溢出。 如果NTP或者SNTP在2036 年还在使用的话，一些外部方法将有必要用来调整与1900年及2036 年有关的时间 (136 年的其它倍数也一样)。 用这样的限制使时间戳数据变得很讲究(要求合适的方法可容易地被找到)。从今以后每136 年，就会有200picosecond 的间隔，会被忽略掉，64 个比特字段将全部置为0 ，按照惯列它将被解释为一个无效的或者不可获得的时间戳。
4. NTP 报文格式
NTP 和SNTP 是用户数据报协议( UDP) 的客户端 [POS80 ]，而UDP自己是网际协议( IP) [DAR81 ] 的客户端. IP 和UDP 报头的结构在被引用的指定资料里描述，这里就不更进一步描述了。UDP的端口是123，UDP头中的源断口和目的断口都是一样的，保留的UDP头如规范中所述。
以下是SNTP 报文格式的描述，它紧跟在IP 和UDP 报头之后。SNTP的消息格式与RFC-1305中所描述的NTP格式是一致的，不同的地方是：一些SNTP的数据域已被风装，也就是说已初始化为一些预定的值。NTP 消息的格式被显示如下。
1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|LI | VN |Mode | Stratum | Poll | Precision |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 根延迟 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 根差量 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 参考标识符 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| 参考时间戳(64) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| 原始时间戳(64) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
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| 接受时间戳 (64) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
| 传送时间戳(64) |
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
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| 认证符(可
stratum协议是目前最常用的矿机和矿池之间的TCP通讯协议。先简要说明挖矿的网络架构。
转自：
getblocktemplate协议诞生于2012年中叶，此时矿池已经出现。矿池采用getblocktemplate协议与节点客户端交互，采用stratum协议与矿工交互，这是最典型的矿池搭建模式。
与getwork相比，getblocktemplate协议最大的不同点是：getblocktemplate协议让矿工自行构造区块。如此一来，节点和挖矿完全分离。对于getwork来说，区块链是黑暗的，getwork对区块链一无所知，他只知道修改data字段的4个字节。对于getblocktemplate来说，整个区块链是透明的，getblocktemplate掌握区块链上与挖矿有关的所有信息，包括待确认交易池，getblocktemplate可以自己选择包含进区块的交易。
挖矿有两种方式，一种叫SOLO挖矿，另一种是去矿池挖矿。前文所述的在节点客户端直接启动CPU挖矿，以及依靠getwork+cgminer驱动显卡直接连接节点客户端挖矿，都是SOLO挖矿，SOLO好比自己独资买彩票，不轻易中奖，中奖则收益全部归自己所有。去矿池挖矿好比合买彩票，大家一起出钱，能买一堆彩票，中奖后按出资比率分配收益。理论上，矿机可以借助getblocktemplate协议链接节点客户端SOLO挖矿，但其实早已没有矿工会那么做，在写这篇文章时，比特币全网算力1600P+，而当前最先进的矿机算力10T左右，如此算来，单台矿机SOLO挖到一个块的概率不到16万分之一，矿工（人）投入真金白银购买矿机、交付电费，不会做风险那么高的投资，显然投入矿池抱团挖矿以降低风险，获得稳定收益更加适合。因此矿池的出现是必然，也不可消除，无论是否破坏系统的去中心化原则。
矿池的核心工作是给矿工分配任务，统计工作量并分发收益。矿池将区块难度分成很多难度更小的任务下发给矿工计算，矿工完成一个任务后将工作量提交给矿池，叫提交一个share。假如全网区块难度要求Hash运算结果的前70个比特位都是0，那么矿池给矿工分配的任务可能只要求前30位是0（根据矿工算力调节），矿工完成指定难度任务后上交share，矿池再检测在满足前30位为0的基础上，看看是否碰巧前70位都是0。
矿池会根据每个矿工的算力情况分配不同难度的任务，矿池是如何判断矿工算力大小以分配合适的任务难度呢？调节思路和比特币区块难度一样，矿池需要借助矿工的share率，矿池希望给每个矿工分配的任务都足够让矿工运算一定时间，比如说1秒，如果矿工在一秒之内完成了几次任务，说明矿池当前给到的难度低了，需要调高，反之。如此下来，经过一段时间调节，矿池能给矿工分配合理难度，并计算出矿工的算力。
矿池通过getblocktemplate协议与网络节点交互，以获得区块链的最新信息，通过stratum协议与矿工交互。此外，为了让之前用getwork协议挖矿的软件也可以连接到矿池挖矿，矿池一般也支持getwork协议，通过阶层挖矿代理机制实现（Stratum mining proxy）。须知在矿池刚出现时，显卡挖矿还是主力，getwork用起来非常方便，另外早期的FPGA矿机有些是用getwork实现的，stratum与矿池采用TCP方式通信，数据使用JSON封装格式。
先来说一下getblocktemplate遗留下来的几个问题：
矿工驱动：在getblocktemplate协议里，依然是由矿工主动通过HTTP方式调用RPC接口向节点申请挖矿数据，这就意味着，网络最新区块的变动无法及时告知矿工，造成算力损失。
数据负载：如上所述，如今正常的一次getblocktemplate调用节点都会反馈回1.5M左右的数据，其中主要数据是交易列表，矿工与矿池需频繁交互数据，显然不能每次分配工作都要给矿工附带那么多信息。再者巨大的内存需求将大大影响矿机性能，增加成本。
Stratum协议彻底解决了上述文章内容问题。
Stratum协议采用主动分配任务的方式，也就是说，矿池任何时候都可以给矿工指派新任务，对于矿工来说，如果收到矿池指派的新任务，应立即无条件转向新任务；矿工也可以主动跟矿池申请新任务。
现在最核心的问题是如何让矿工获得更大的搜索空间，如果参照getwork协议，仅仅给矿工可以改变nNonce和nTime字段，则交互的数据量很少，但这点搜索空间肯定是不够的。想增加搜索空间，只能在hashMerkleroot下功夫，如果让矿工自己构造coinbase，那么搜索空间的问题将迎刃而解，但代价是必要要把区块包含的所有交易都交给矿工，矿工才能构造交易列表的Merkleroot，这对于矿工来说压力更大，对于矿池带宽要求也更高。
Stratum协议巧妙解决了这个问题，成功实现既可以给矿工增加足够的搜索空间，又只需要交互很少的数据量，这也是Stratum协议最具创新的地方。
再来回顾一下区块头的6个字段80字节，这个很关键，nVersion，nBits，hashPrevBlock这3个字段是固定的，nNonce，nTime这两个字段是矿工现在就可以改变的。增加搜索空间只能从hashMerkleroot下手，这个绕不过去。Stratum协议让矿工自己构造coinbase交易，coinbase的scriptSig字段有很多字节可以让矿工自由填充，而coinbase的改动意味着hashMerkleroot的改变。从coinbase构造hashMerkleroot无需全部交易，
如上图所示，假如区块将包含13笔交易，矿池先对这13笔交易进行处理，最后只要把图中的4个黑点（Hash值）交付给矿工，同时将构造coinbase需要的信息交付给矿工，矿工就可以自己构造hashMerkleroot（图中的绿点都是矿工自行计算获得，两两合并Hash时，规定下一个黑点代表的hash值总是放在右边）
。按照这种方式，假如区块包含N笔交易，矿池可以浓缩成log2(N)个hash值交付给矿工，这大大降低了矿池和矿工交互的数据量。
Stratum协议严格规定了矿工和矿池交互的接口数据结构和交互逻辑，具体如下：
1. 矿工订阅任务
启动挖矿机器，使用mining.subscribe方法链接矿池
返回数据很重要，矿工需本地记录，在整个挖矿过程中都用到，其中：
Extranonce1，和 Extranonce2对于挖矿很重要，增加的搜索空间就在这里，现在，我们至少有了8个字节的搜索空间，即nNonce的4个字节，以及 Extranonce2的4个字节。
2. 矿池授权
在矿池注册一个账号 ，添加矿工，矿池允许每个账号任意添加矿工数，并取不同名字以区分。矿工使用mining.authorize方法申请授权，只有被矿池授权的矿工才能收到矿池指派任务。
3. 矿池分配任务
上述文章内容每个字段信息都是必不可少，其中：
有了上述文章内容信息，再加上之前拿到的Extranonce1 和Extranonce2_size，就可以挖矿了。
4. 挖矿
1) 构造coinbase交易
用到的信息包括Coinb1, Extranonce1, Extranonce2_size 以及Coinb2，构造很简单：
为啥可以这样，因为矿池帮矿工做了很多工作，矿池已经构建了coinbase交易，系列化后在指定位置分割成coinb1和coinb2，coinb1和coinb2包含指定信息，比如coinb1包含区块高度，coinb2包含了矿工的收益地址和收益额等信息，但是这些信息对于矿工来说无关紧要，矿工挖矿的地方只是Extranonce2 的4个字节。另外Extranonce1是矿池写入区块的指定信息，一般来说，每个矿池会写入自己矿池的信息，比如矿池名字或者域名，我们就是根据这个信息统计每个矿池在全网的算力比重。
2) 构建Merkleroot
利用coinbase和merkle_branch，按照上图方式构造hashMerkleroot字段。
3) 构建区块头
填充余下的5个字段，现在，矿池可以在nNonce和Extranonce2 里搜索进行挖矿，如果嫌搜索空间还不够，只要增加Extranonce2_size为多几个字节就可轻而易举解决。
5. 矿工提交工作量
当矿工找到一个符合难度的shares时，提交给矿池，提交的信息量很少，都是必不可少的字段：
矿池拿到上述文章内容5个字段后，首先根据任务号ID找出之前分配任务前存储的信息（主要是构建的coinbase交易以及包含的交易列表等），然后重构区块，再验证shares难度，对于符合难度要求的shares，再检测是否符合全网难度。
6. 矿池给矿工调节难度
矿池记录每个矿工的难度，并根据shares率不断调节以指定合适难度。矿池可以随时通过mining.set_difficulty方法给矿工发消息另其改变难度。
如上，Stratum协议核心理念基本解析清楚，在getblocktemplate协议和Stratum协议的配合下，矿池终于可以大声的对矿工说，让算力来的更猛烈些吧。
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