Синхронизация времени на Android через TimeServer

Синхронизация времени на Android через TimeServer

Знание точного времени очень важно в современном мире, в котором все может поменяться буквально за считанные минуты. А для решения некоторых задач могут отводиться и вовсе несколько секунд. К счастью, определение точного времени в любой точке земного шара — несложная задача. Достаточно лишь иметь под рукой любое устройство с выходом в интернет. Рассмотрим, как определить точное время на смартфонах и планшетах, работающих под управлением операционной системы Android.

О синхронизации времени

Существуют различные способы определения точного времени. Для обычных людей наиболее удобным и простым способом является использование серверов синхронизации времени (NTP-сервер). Большинство операционных систем, устанавливающихся на компьютеры и мобильные устройства, имеют встроенную функцию для работы с такими NTP-серверами. Алгоритм синхронизации внутренних часов устройства со временем на удаленном сервере достаточно прост:

• Пользовательское устройство посылает запрос на сервер синхронизации запрос, для чего используется специальный сетевой протокол — NTP (Network Time Protocol).
• В ответ на запрос сервер формирует NTP-пакет с нужными данными и отправляет его обратно на пользовательское устройство.
• Встроенная функция синхронизации обрабатывает пакет и настраивает внутренние часы устройства, используя данные из NTP-пакета.
• Высокая точность синхронизации (вплоть до одной сотой секунды, т.е. 10 миллисекунд) достигается благодаря тому, что функция установки времени учитывает задержку между и отправкой запроса и получение от сервера NTP-пакета.

Сам же NTP-сервер определяет точное время по реально (физически) существующему эталону времени. Это целый комплекс оборудования, в задачу которого входит отчет времени. В мире существует несколько эталонов времени, расположенных в технологически развитых странах, включая Россию. Атомные часы имеются в распоряжении «Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений» (ВНИИФТРИ).

Синхронизация времени с TimeServer на Android

В операционных системах Android также имеется встроенная функция синхронизация времени по сети. Однако пользователи не могут ее настраивать. Т.е. система сверяет время с NTP-сервером, который, по сути, неизвестен владельцу Андроид-устройства. Также остается секретом и то, насколько точно работает базовая функция синхронизации часов в Android.

Для возможности синхронизации времени на смартфонах и планшетах под управлением Андроид существует только один выход — использование специальных приложений. Но и здесь есть свои нюансы. ОС Android запрещает сторонним приложениям изменять настройки даты и времени, что сделано в целях безопасности. Для полноценной работы приложений синхронизации времени требуется root-права. Без root-прав такие программы не могут изменять системные настройки в автоматическом режиме, однако определять точное время они все же в состоянии. В этом случае пользователю придется время от времени устанавливать время на своем Android-устройстве вручную.

Проблемы времени и часовых поясов в Android и пути их решения

Предположим, вы уже давно используете Android, а потому может показаться, что он прекрасно справляется с задачами синхронизации времени – будильники срабатывают вовремя, каких-то явных отклонений времени не наблюдается и т. д. Однако уверены ли вы полностью в том, откуда Android на самом деле получает данные о точном времени и часовых поясах? Если у вас есть хоть какие-то сомнения о том, как это работает — добро пожаловать под кат.

В Android существует две проблемы со временем: это его непредсказуемая синхронизация и необходимость в актуализации данных о часовых поясах даже в самой свежей версии ОС.

Предыстория: Android является мобильной ОС, базирующейся на ядре Linux, он спокойно подключается к интернету и, конечно же, можно предположить, что синхронизация времени осуществляется с помощью NTP, однако, это не так. Исторически сложилось, что Android был предназначен для использования исключительно в мобильных телефонах (вспомните версию 1.6). При этом только к 3 мажорной версии он обзавёлся интерфейсом для планшетов и начали́сь другие подвижки к унификации интерфейса и начинки ОС. Однако даже версии 4.4 и Android L получают сигналы точного времени теми же методами, что их получала Nokia 3310 и другие, более ранние GSM/3GPP телефоны, т. е. от вышек сотовой связи при регистрации в сети (при подключении к вышке). При этом планшеты или другие устройства без модуля связи, в принципе не имеют возможности синхронизировать время автоматически.

К великому сожалению, чтобы научить Android синхронизировать время полностью автоматически с помощью NTP нам понадобиться root доступ ибо API для точной установки времени в Android ныне отсутствует.

Приступим. Первое, что необходимо сделать, это выключить синхронизацию времени с мобильной сетью. При этом установку часового пояса я рекомендую оставить в автоматическом режиме, а отключать её стоит, только если есть гарантия, что устройство будет работать в стационарном режиме.

Далее, необходимо установить приложение ClockSync, которое и будет выступать для нас альтернативой демону синхронизации времени с помощью NTP.

На скриншотах видно, что разница с точным временем оказалась достаточно маленькой, однако, бывают разные ситуации, у некоторых время на устройстве может даже плавать туда-сюда поскольку оператор не удосужился навести порядок у себя на БС.

Убедившись, что всё работает, настроим автоматическую синхронизацию в программе ClockSync. Для повышения точности я рекомендую включить опции «Режим высокой точности» и «Только через WI-FI». Если с первой опцией всё понятно из описания в программе (см. скриншот ниже), то вторую опцию я рекомендую включить в первую очередь не из соображений экономии мобильного трафика, а из-за того, что мобильный интернет не способен гарантировать хоть сколько-нибудь стабильные задержки.

Помимо этого я рекомендую включить опцию «При включении», чтобы лишний раз не выводить устройство из глубокого сна и тем самым сэкономить энергию.

В связи с масштабными изменениями часовых поясов в РФ осенью этого года необходимо уже сейчас задуматься об актуализации информации о них на всех устройствах и если с поддерживаемыми настольными ОС проблем не возникает, то в Android даже самая свежая версия ОС содержит устаревшие данные. Для того чтобы в этом убедиться устанавливаем TimeZone Fixer и наблюдаем неприглядную картину.

Автор программы TimeZone Fixer предупреждает нас, что обновление файлов данных о часовых поясах может полностью «сломать» устройство и даже даёт рекомендации о том как обезопасить себя от дополнительных проблем, хоть случаи проблем единичные и очень специфичные — это действительно хорошая забота о простых пользователях.

Только поэтому я и внёс этот кусочек в статью, он хоть и не имеет непосредственного отношения к проблеме, но это действительно хороший пример заботы о пользователях. В то же время предупреждение насчёт версий 4.3+ вызвано лишь малым количеством отзывов о программе для устройств с новыми версиями ОС, поэтому, пожалуйста, после использования обязательно напишите о́тзыв об этом приложении.

После обновления данных о часовых поясах программа предло́жит перезагрузится, однако, я рекомендую перезагрузить устройство самостоятельно через системное меню поскольку программа осуществляет перезагрузку фактически эквивалентную reset, что, пусть и с малой вероятностью, но может привести к проблемам и потери данных.

С удовольствием отвечу на любые вопросы или внесу дополнения, которые сообщество посчитает необходимыми, однако, хочется избежать перегруженности статьи дополнительной информацией, дабы придерживаться формата компактного руководства по решению конкретной проблемы.

UPD: Эта инструкция полностью решает проблему часовых поясов только для версий младше 4.4. С версии 4.4 нужен дополнительный патчинг, пока вопрос находится на стадии исследования возможностей для создания юзер-френдли решения.

Автоматическая синхронизация времени в телефоне

ClockSync
версия: 1.2.6

Последнее обновление программы в шапке: 25.09.2017

Для автоматической синхронизации времени необходимы права root пользователя.

Краткое описание:
Синхронизация времени телефона с атомными часами через NTP

Описание:
Ручная или автоматическая синхронизация системного времени устройства через NTP. Акутально для практически всех наших операторов, так как они не поддерживают протокол автоматической синхронизации времени через базовые станции оператора (NITZ). Из-за этого время на вашем устройстве может постоянно отставать или убегать вперед.

• обновление времени через NTP по тапу на времени или смещении, синхронизация по тапу на системном времени а так же через меню приложения
• отображение даты или времени прошедшего с последнего момента синхронизации (меняется по тапу)
• вибро отзыв при нажатиях на активные элементы экрана
• автоматическая синхронизация времени с заданным интервалом и при загрузке
• возможность синхронизировать только через Wi-Fi (если у вас Wi-Fi отключается при засыпании, не будет синхронизироваться)
• энергоэффективные режимы синхронизации (15/30/60 минут и 1/12/14 часов) и синхронизация только при включении устройства
• русский/английский интерфейсы (время с последней синхронизации немного криво показывает множественные формы минут/часов + дата будет всегда на английском)
• не лезет в интернет если выключена системная опция Background Data (автоматическая синхронизация не будет работать)
• совместимость с Android 1.5 и более поздними версиями системы

• установка часового пояса через географические координаты
• установка часового пояса согласно последней версии базы Olson (2012g) (tzdata, zoneinfo, tz database)
• установка часового пояса через ручную настройку смещения в часах

Скачать:
версия: 1.2.6 ClockSync.apk
Скачать автономную базу часовых поясов:
Версия: 1.3.2 ® ClockSync (Пост Shamil_92 #66403772)

Сообщение отредактировал vovanKARPO — 27.10.17, 13:00

Часовой пояс настраивается в системе, зачем дублировать настройку? И вы не правы, выставляется не по GTM, а по текущему системному значению часового пояса, т.е. при синхронизации времени оно не будет свдинуто на несколько часов назад/вперед.

Сообщение отредактировал CrazyCoder — 25.05.10, 12:34

действительно, это не помешало авторам программы сделать лишнюю настройку =) советую отключить неработающий у нас автоматический режим и поставить часовой пояс руками, а то ведь и все остальные приложения которые берут эту настройку из системы могут у вас работать некорректно. Или вы предлагаете в каждой программе, использующей время делать свою настройку часового пояса?

Сообщение отредактировал CrazyCoder — 25.05.10, 13:16

нужен не только root, но и su permissions — с рутом, но без разрешений получается такая картина:

А другие программы требующие root у вас работают? У меня довольно жесткая проверка, запускается /system/bin/id через su и проверяется что в выводе есть uid=0.

Либо на вашей системе нет программы id, либо ее вывод несколько отличается, либо su не запускает программы с uid 0 по каким-то причинам. Свяжитесь со мной через личку, будет интересно разобраться в чем проблема.

ничегошеньки настройка не лишняя =) в первой версии Sytrant была программа-кнопка. Нажал типа и забыл. А как оказалось, время выставлялось кому как и было немало плохих отзывов, что час-два вперед-назад не туда выставило. После войны со всеми этими пользовательскими родными настройками, проще оказалось ввести настройку пояса самому, разве что расчет летнего времени добавить в код.

А еще Sytrant не использует NTP =) NTP правда использует SNTP Client но у него нет фонового сервиса автоматической синхронизации. ну и автозагрузки (которая здесь, я так понимаю, есть). И все равно хоть на маркете sntp появился раньше sytrant, на димонвидео ее я выложил намного (сравнительно) раньше. Первая моя программа, кстати, для андроида.

Еще расскажу одно чудо. в андроиде 2.2 появилось android.permission.SET_TIME. Позавчера наскоро сваял Sytrant Froyo, но увы. SystemClock отказался выставлять время системное все равно =(( очень глубоко не копался. Если получится разобраться с этим до того, как доберусь сам, буду благодарен, если сообщишь =)

Добавлено 27.05.2010, 00:50:

Каждый выбирает свой подход. Я уже добавил ссылку на системные настройки времени (и таймзоны) прямо из настроек ClockSync (будет в 1.0.3). Так юзерам будет легче найти настройку таймзоны и выставить там правильный часовой пояс раз и навсегда для всех программ в системе. Я считаю что это идеологически правильнее =)

Для конечного пользователя нет большой разницы какой протокол используется для получения времени. Я перед тем как писать ClockSync немного поискал на эту тему, но вашей программы, к сожалению, не нашел. Есть еще как минимум 2 программы которые могут ставить время на зарученых устройствах, но я их тоже не нашел тогда, наверное плохо искал. В одной из них реклама, другая не может синхронизироваться автоматически.

Я в курсе, но это не работает, т.к. это системный пермишшен и обычные приложения его не могут использовать, проверял на Nexus с 2.2 и в эмуляторе. Об этом несколько дней назад написал у себя на сайте ( http://amip.org.ru/wiki/android/clocksync ):

Сообщение отредактировал CrazyCoder — 27.05.10, 01:11

ух ты, а какие еще два приложения могут ставить время? я кроме sntp client не натыкался.
Да, на сайте прочел чуть раньше про SET_TIME, но видимо пост большой и писался в это время как раз.
Выходит для установки времени надо помечать свою прожку как системную. Насколько я знаю косяк тут один — ее потом удалить нельзя ))
Ну можно рискнуть, наверное, ценой рейтинга )) честно предупредив, что для удаления проги нужен РУТ. Таки разница. для установки времени надо рут или для удаления )) ничего, был же косяк с виджетами на 1.5, когда они не удалялись с экрана, народ как-то это пережил ))

Добавлено 27.05.2010, 01:19:

забыл сказать что добавление линка на системную настройку действительно решение само то. в нокии в родных часах можно было запомнить нужные города и переключаться между ними по необходимости. здесь вроде такого (у меня) нет, к сожалению

Синхронизация времени по сети андроид

Знание точного времени очень важно в современном мире, в котором все может поменяться буквально за считанные минуты. А для решения некоторых задач могут отводиться и вовсе несколько секунд. К счастью, определение точного времени в любой точке земного шара — несложная задача. Достаточно лишь иметь под рукой любое устройство с выходом в интернет. Рассмотрим, как определить точное время на смартфонах и планшетах, работающих под управлением операционной системы Android.

О синхронизации времени

Существуют различные способы определения точного времени. Для обычных людей наиболее удобным и простым способом является использование серверов синхронизации времени (NTP-сервер). Большинство операционных систем, устанавливающихся на компьютеры и мобильные устройства, имеют встроенную функцию для работы с такими NTP-серверами. Алгоритм синхронизации внутренних часов устройства со временем на удаленном сервере достаточно прост:

• Пользовательское устройство посылает запрос на сервер синхронизации запрос, для чего используется специальный сетевой протокол — NTP (Network Time Protocol).
• В ответ на запрос сервер формирует NTP-пакет с нужными данными и отправляет его обратно на пользовательское устройство.
• Встроенная функция синхронизации обрабатывает пакет и настраивает внутренние часы устройства, используя данные из NTP-пакета.
• Высокая точность синхронизации (вплоть до одной сотой секунды, т.е. 10 миллисекунд) достигается благодаря тому, что функция установки времени учитывает задержку между и отправкой запроса и получение от сервера NTP-пакета.

Сам же NTP-сервер определяет точное время по реально (физически) существующему эталону времени. Это целый комплекс оборудования, в задачу которого входит отчет времени. В мире существует несколько эталонов времени, расположенных в технологически развитых странах, включая Россию. Атомные часы имеются в распоряжении «Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений» (ВНИИФТРИ).

Синхронизация времени с TimeServer на Android

В операционных системах Android также имеется встроенная функция синхронизация времени по сети. Однако пользователи не могут ее настраивать. Т.е. система сверяет время с NTP-сервером, который, по сути, неизвестен владельцу Андроид-устройства. Также остается секретом и то, насколько точно работает базовая функция синхронизации часов в Android.

Для возможности синхронизации времени на смартфонах и планшетах под управлением Андроид существует только один выход — использование специальных приложений. Но и здесь есть свои нюансы. ОС Android запрещает сторонним приложениям изменять настройки даты и времени, что сделано в целях безопасности. Для полноценной работы приложений синхронизации времени требуется root-права. Без root-прав такие программы не могут изменять системные настройки в автоматическом режиме, однако определять точное время они все же в состоянии. В этом случае пользователю придется время от времени устанавливать время на своем Android-устройстве вручную.

О том, что часы в мобильном отстают узнаешь, как правило, когда куда-то опоздал, примеру, на поезд. В XXI веке неприемлемо когда ваши часы спешат или отстают больше чем на минуту.

И если к наручным часам претензий нет, то смартфоны просто обязаны показывать точное время. Но как показывает практика — это не всегда так. Часы на телефонах такие же «брехучие» как и старые ходики у бабушки в деревне.

Чем определяется точность электронных часов

В первую очередь точностью настройки и стабильностью кварцевого генератора (резонатора). Точность и стабильность частоты последнего как правило составляет 10 -6 . В идеале при таком значении часы убегают чуть более 30 секунд в год.

На практике стабильность немного хуже, так как на частоту резонатора влияют параметры окружающей среды (температура, давление) и напряжение питания генератора. Так же в состав генератора входят и другие элементы, к примеру конденсаторы, параметры которых сильнее зависят от внешних воздействий. В результате часы могут убегать до 30 секунд в месяц.

Повышаем точность часов

В профессиональных устройствах, например в приемо-передающей аппаратуре спутникового телевидения, стабильность генераторов намного выше и может достигать значений 10 -12 .

Поэтому напрашивается сам собой способ взять за эталон частоту несущей внешнего источника сигнала. И использовать ее как опорную для нашего генератора. Возможны два пути: аппаратный и программный.

В первом случае частота генератора часов подстраивается под частоту несущей передающей вышки GSM. Во втором случае базовая вышка GSM передает сигналы точного времени и операционная система подстраивает часы.

Но как показывает отечественная действительность, на сотовых операторов надежды нет. Я несколько раз попадал в ситуацию, когда время на часах перескакивало на несколько часов. После чего пришлось отключить опцию использования данных предоставляемых сетью.

Серверы точного времени

Так как смартфон это компьютер с доступом в интернет, то проще всего синхронизировать часы с эталонными серверами точного времени. В стандартных прошивках этой возможности нет. Но проблема решается установкой допольнительного ПО. Программ таких несколько, и мне приглянулась одна — ClockSync от «отечественного производителя» :-).

ClockSync синхронизирует системное время Android устройства через Интернет по протоколу NTP с серверами точного времени. Программа полезна если оператор сотовой связи не поддерживает NITZ (автоматическую синхронизацию времени) или посылает неверные значения, а также в случае, если часы телефона сильно убегают вперед или отстают.

Работает на планшетах. Актуально если нужно точное время. Тем более на устройствах без GSM модуля.

Особенности программы ClockSync

Автоматическая синхронизация работает только на телефонах с ROOT.
Если root-прав нет, то проверка времени проводится автоматически и вы получите уведомление если часы сильно убежали. А синхронизировать часы придется «руками».

Предположим, вы уже давно используете Android, а потому может показаться, что он прекрасно справляется с задачами синхронизации времени – будильники срабатывают вовремя, каких-то явных отклонений времени не наблюдается и т. д. Однако уверены ли вы полностью в том, откуда Android на самом деле получает данные о точном времени и часовых поясах? Если у вас есть хоть какие-то сомнения о том, как это работает — добро пожаловать под кат.

В Android существует две проблемы со временем: это его непредсказуемая синхронизация и необходимость в актуализации данных о часовых поясах даже в самой свежей версии ОС.

Предыстория: Android является мобильной ОС, базирующейся на ядре Linux, он спокойно подключается к интернету и, конечно же, можно предположить, что синхронизация времени осуществляется с помощью NTP, однако, это не так. Исторически сложилось, что Android был предназначен для использования исключительно в мобильных телефонах (вспомните версию 1.6). При этом только к 3 мажорной версии он обзавёлся интерфейсом для планшетов и начали́сь другие подвижки к унификации интерфейса и начинки ОС. Однако даже версии 4.4 и Android L получают сигналы точного времени теми же методами, что их получала Nokia 3310 и другие, более ранние GSM/3GPP телефоны, т. е. от вышек сотовой связи при регистрации в сети (при подключении к вышке). При этом планшеты или другие устройства без модуля связи, в принципе не имеют возможности синхронизировать время автоматически.

К великому сожалению, чтобы научить Android синхронизировать время полностью автоматически с помощью NTP нам понадобиться root доступ ибо API для точной установки времени в Android ныне отсутствует.

Приступим. Первое, что необходимо сделать, это выключить синхронизацию времени с мобильной сетью. При этом установку часового пояса я рекомендую оставить в автоматическом режиме, а отключать её стоит, только если есть гарантия, что устройство будет работать в стационарном режиме.

Далее, необходимо установить приложение ClockSync, которое и будет выступать для нас альтернативой демону синхронизации времени с помощью NTP.

На скриншотах видно, что разница с точным временем оказалась достаточно маленькой, однако, бывают разные ситуации, у некоторых время на устройстве может даже плавать туда-сюда поскольку оператор не удосужился навести порядок у себя на БС.

Убедившись, что всё работает, настроим автоматическую синхронизацию в программе ClockSync. Для повышения точности я рекомендую включить опции «Режим высокой точности» и «Только через WI-FI». Если с первой опцией всё понятно из описания в программе (см. скриншот ниже), то вторую опцию я рекомендую включить в первую очередь не из соображений экономии мобильного трафика, а из-за того, что мобильный интернет не способен гарантировать хоть сколько-нибудь стабильные задержки.

Помимо этого я рекомендую включить опцию «При включении», чтобы лишний раз не выводить устройство из глубокого сна и тем самым сэкономить энергию.

В связи с масштабными изменениями часовых поясов в РФ осенью этого года необходимо уже сейчас задуматься об актуализации информации о них на всех устройствах и если с поддерживаемыми настольными ОС проблем не возникает, то в Android даже самая свежая версия ОС содержит устаревшие данные. Для того чтобы в этом убедиться устанавливаем TimeZone Fixer и наблюдаем неприглядную картину.

Автор программы TimeZone Fixer предупреждает нас, что обновление файлов данных о часовых поясах может полностью «сломать» устройство и даже даёт рекомендации о том как обезопасить себя от дополнительных проблем, хоть случаи проблем единичные и очень специфичные — это действительно хорошая забота о простых пользователях.

Только поэтому я и внёс этот кусочек в статью, он хоть и не имеет непосредственного отношения к проблеме, но это действительно хороший пример заботы о пользователях. В то же время предупреждение насчёт версий 4.3+ вызвано лишь малым количеством отзывов о программе для устройств с новыми версиями ОС, поэтому, пожалуйста, после использования обязательно напишите о́тзыв об этом приложении.

После обновления данных о часовых поясах программа предло́жит перезагрузится, однако, я рекомендую перезагрузить устройство самостоятельно через системное меню поскольку программа осуществляет перезагрузку фактически эквивалентную reset, что, пусть и с малой вероятностью, но может привести к проблемам и потери данных.

С удовольствием отвечу на любые вопросы или внесу дополнения, которые сообщество посчитает необходимыми, однако, хочется избежать перегруженности статьи дополнительной информацией, дабы придерживаться формата компактного руководства по решению конкретной проблемы.

UPD: Эта инструкция полностью решает проблему часовых поясов только для версий младше 4.4. С версии 4.4 нужен дополнительный патчинг, пока вопрос находится на стадии исследования возможностей для создания юзер-френдли решения.