protocollen · 4 min lezen

NTP stratum-niveaus en accuracy-budgetten

NTP stratum loopt van 0 tot 15: hoe verder van de bron, hoe groter de tijd-afwijking. Hoe plant u de stratum-hiërarchie voor uw netwerk, en welke accuracy-budgetten gelden per laag?

Kies je leesniveau

Stratum is een rangnummer dat aangeeft hoe ver een klok van de echte tijdbron staat. Stratum 0 is de bron zelf (een atoomklok of GPS), stratum 1 is een server die er rechtstreeks mee gelijkloopt, stratum 2 loopt gelijk met stratum 1, enzovoort. Hoe hoger het nummer, hoe kleiner de nauwkeurigheid.

Voor een netwerk betekent dat: plaats één of twee stratum-1-servers als bron, laat je belangrijke servers daarmee gelijklopen, en de rest daar weer mee. Laat elk toestel met meerdere tijdservers tegelijk werken, zodat het uitvallen van één bron nooit een probleem is.

NTP stratum-niveaus rangschikken klokken op afstand tot de tijdbron: stratum 0 is de atoomklok of GPS-bron, stratum 1 een server die direct daarmee synchroniseert, stratum 2 een server die op stratum 1 synchroniseert. Elke laag verliest nauwkeurigheid — typisch sub-100 μs op stratum 1, 1–10 ms op stratum 2, 10–100 ms op stratum 3.

Wat betekent elk stratum-niveau?

Stratum 0: de fundamentele tijd-bron — een atoomklok in een nationaal laboratorium, een GPS satelliet, een GNSS receiver. Niet rechtstreeks netwerk-toegankelijk.
Stratum 1: een NTP server die direct met een stratum 0-bron synchroniseert via hardware (GNSS antenne, IRIG kabel, etc.). Zeer nauwkeurig — typisch sub-100 μs.
Stratum 2: synchroniseert met een of meer stratum 1-servers via netwerk. Nauwkeurigheid: 1–10 ms LAN, tientallen ms over WAN.
Stratum 3: synchroniseert met stratum 2. Nauwkeurigheid: 10–100 ms typisch.
Stratum 4–15: nog verder afgeleid. In de praktijk zelden gebruikt voor IT-doeleinden.
Stratum 16: unsynced (de server vertrouwt zijn eigen tijd niet).

Wat betekent dat voor uw netwerk?

In een typisch kantoor- of datacenter-deployment:

Plaats één of twee stratum 1-servers (een NTP100-GNSS + GMR redundant bijvoorbeeld) als bron
Laat belangrijke applicatie-servers (database, monitoring, SIEM) zich tegen die stratum 1 synchroniseren — die worden stratum 2
Workstations, IoT-apparaten, klokken synchroniseren tegen de stratum 2-servers — die worden stratum 3
Redundantie: elke client kan zich tegen 3+ NTP servers tegelijk synchroniseren, zodat één uitval geen drama is

Hoeveel nauwkeurigheid verliest u per stratum-laag?

Elke hop voegt onzekerheid toe. Een ruwe vuistregel:

Laag	Typische accuracy LAN
Stratum 1 (eigen GNSS server)	10–100 μs
Stratum 2 (server hier in datacenter)	0.5–5 ms
Stratum 3 (client-PC)	5–50 ms
Stratum 4+	hangt af

Genoeg voor 99% van zakelijke applicaties — TLS certificate validation, audit-trail-sortering, database-replicatie.

Wanneer wordt het niet genoeg?

High-frequency trading: vraagt sub-millisecond, dus stratum 1 direct + PTP
Broadcast frame-sync: stratum 1 + PTP of zelfs SMPTE 2110
Digital substation IEC 61850: PTP grandmaster i.p.v. NTP hiërarchie
Scientific timing: directe atoomklok of GPS disciplined Rubidium

In die gevallen praat u over een fundamenteel andere architectuur — PTP, niet NTP. Zie ons artikel NTP vs PTP.

Praktijk via Daylight

Voor de meeste klanten is 1 stratum 1-server + redundantie afdoende. Te veel klanten kopen 3 stratum 1-servers omdat ze "meer wil". Bel Daylight en we tekenen samen de architectuur uit — minder hardware kan ook prima werken.

Bronnen

RFC 5905 — NTPv4 specificatie sectie 3 over stratum
NTP Pool Project — voorbeeld van wereldwijde stratum 2/3-distributie

Bronnen en normen

Deze pagina verwijst naar de volgende officiële normen en instanties:

1. IETF RFC 5905 — Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification 2. NIST Time and Frequency Division — Time Services overview 3. BIPM — The International System of Units (SI), 9th edition, definition of the second

Van theorie naar praktijk: bekijk de NTP- en PTP-tijdservers in het Masterclock-gamma van Daylight.

Het stratumnummer in NTP is een topologische afstandsmaat, geen directe nauwkeurigheidswaarde, maar in de praktijk correleren ze. Stratum 0 is de fysieke referentie (atoomklok, GNSS, IRIG), niet netwerk-adresseerbaar. Stratum 1 synchroniseert er rechtstreeks mee via hardware en haalt typisch sub-100 µs. Elke verdere laag telt op tot maximaal stratum 15; stratum 16 markeert een niet-gesynchroniseerde klok.

Het accuracy-budget stapelt per laag: de fout van een client is de fout van zijn bron plus de eigen meetonzekerheid (padasymmetrie, jitter, pollinginterval). Daarom levert dieper in de hiërarchie doorgaans 1–10 ms op een LAN en meer over WAN. Ontwerp met redundantie: elke client configureert bij voorkeur drie of meer onafhankelijke bronnen, zodat NTP's selectie- en clustering-algoritme een uitschieter (falseticker) kan wegstemmen.

Voor kritische omgevingen combineert men twee of meer stratum-1-servers met onafhankelijke GNSS-antennes en, waar nodig, holdover-oscillatoren, zodat noch een bronuitval noch een antennestoring de hele hiërarchie meesleept.

Norm: IETF RFC 5905.