protocollen · 4 min de lecture

NTP stratum : niveaux et budgets de précision

Le NTP stratum va de 0 à 15 : plus on s'éloigne de la source, plus l'écart temporel grandit. Comment planifier la hiérarchie stratum pour votre réseau et quels budgets de précision s'appliquent par couche ?

Choisissez votre niveau de lecture

La strate est un numéro de rang indiquant la distance d'une horloge à la vraie source de temps. La strate 0 est la source elle-même (une horloge atomique ou le GPS), la strate 1 est un serveur aligné directement dessus, la strate 2 s'aligne sur la strate 1, et ainsi de suite. Plus le numéro est élevé, plus la précision est faible.

Pour un réseau, cela signifie : placez un ou deux serveurs de strate 1 comme source, alignez vos serveurs importants dessus, et le reste sur ceux-ci. Faites travailler chaque appareil avec plusieurs serveurs de temps à la fois, pour que la panne d'une source ne soit jamais un problème.

Dans les architectures NTP, vous entendez des termes comme « stratum 1 » ou « stratum 3 ». Il s'agit d'un classement hiérarchique des horloges en fonction de leur distance par rapport à la source temporelle d'origine — et cela conditionne fortement la précision de chaque niveau.

Que signifie chaque niveau de stratum ?

Stratum 0 : la source temporelle fondamentale — une horloge atomique dans un laboratoire national, un satellite GPS, un récepteur GNSS. Non directement accessible via le réseau.
Stratum 1 : un serveur NTP qui se synchronise directement sur une source stratum 0 via matériel (antenne GNSS, câble IRIG, etc.). Très précis — généralement sub-100 μs.
Stratum 2 : se synchronise sur un ou plusieurs serveurs stratum 1 via le réseau. Précision : 1 à 10 ms sur LAN, dizaines de ms sur WAN.
Stratum 3 : se synchronise sur un stratum 2. Précision : 10 à 100 ms en général.
Stratum 4 à 15 : encore plus dérivé. En pratique rarement utilisé pour des usages IT.
Stratum 16 : unsynced (le serveur ne fait pas confiance à sa propre heure).

Que cela signifie-t-il pour votre réseau ?

Dans un déploiement bureau ou datacenter typique :

Placez un ou deux serveurs stratum 1 (un NTP100-GNSS + un GMR redundant par exemple) comme source
Laissez les serveurs applicatifs importants (base de données, monitoring, SIEM) se synchroniser sur ce stratum 1 — ils deviennent stratum 2
Les postes de travail, appareils IoT, horloges se synchronisent sur les serveurs stratum 2 — ils deviennent stratum 3
Redondance : chaque client peut se synchroniser simultanément sur 3 serveurs NTP ou plus, de sorte qu'une panne ne soit pas dramatique

Combien de précision perd-on à chaque niveau de stratum ?

Chaque saut ajoute de l'incertitude. Règle empirique grossière :

Niveau	Précision LAN typique
Stratum 1 (serveur GNSS propre)	10 à 100 μs
Stratum 2 (serveur ici en datacenter)	0,5 à 5 ms
Stratum 3 (PC client)	5 à 50 ms
Stratum 4+	variable

Suffisant pour 99 % des applications professionnelles — validation des certificats TLS, tri des pistes d'audit, réplication de bases de données.

Quand cela ne suffit-il plus ?

High-frequency trading : exige sub-millisecond, donc stratum 1 direct + PTP
Sync frame broadcast : stratum 1 + PTP, voire SMPTE 2110
Digital substation IEC 61850 : PTP grandmaster au lieu d'une hiérarchie NTP
Scientific timing : horloge atomique directe ou Rubidium GPS disciplined

Dans ces cas, vous parlez d'une architecture fondamentalement différente — PTP, et non NTP. Voir notre article NTP vs PTP.

En pratique via Daylight

Pour la plupart des clients, 1 serveur stratum 1 + redondance suffit. Trop de clients achètent 3 serveurs stratum 1 parce qu'ils « en veulent davantage ». Appelez Daylight et nous dessinons ensemble l'architecture — moins de matériel peut aussi très bien fonctionner.

Sources

RFC 5905 — spécification NTPv4 section 3 sur le stratum
NTP Pool Project — exemple de distribution stratum 2/3 mondiale

Le numéro de strate en NTP est une mesure de distance topologique, pas une valeur de précision directe, mais en pratique ils sont corrélés. La strate 0 est la référence physique (horloge atomique, GNSS, IRIG), non adressable en réseau. La strate 1 s'y synchronise directement par matériel et atteint typiquement moins de 100 µs. Chaque couche supplémentaire s'ajoute jusqu'à un maximum de strate 15 ; la strate 16 marque une horloge non synchronisée.

Le budget de précision s'empile par couche : l'erreur d'un client est l'erreur de sa source plus sa propre incertitude de mesure (asymétrie du trajet, gigue, intervalle d'interrogation). C'est pourquoi plus bas dans la hiérarchie donne typiquement 1–10 ms sur un LAN et davantage sur un WAN. Concevez avec redondance : chaque client configure de préférence trois sources indépendantes ou plus, pour que l'algorithme de sélection et de clustering du NTP puisse écarter une valeur aberrante (falseticker).

Pour les environnements critiques, on combine deux serveurs de strate 1 ou plus avec des antennes GNSS indépendantes et, si nécessaire, des oscillateurs de holdover, afin que ni une panne de source ni une défaillance d'antenne n'entraîne toute la hiérarchie.

Norme : IETF RFC 5905.