Holger Stehle

Im Folgenden möchte ich drei Möglichkeiten vorstellen, wie man mit C# über ein Netzwerk eine Zeitangabe abrufen kann. Es gilt zu beachten, dass es sich um sehr reduzierte Beispiele handelt und beispielsweise keine umfassende Fehlerbehandlung berücksichtigt wird. Wir verwenden standardmäßig jeweils einen Server des NIST.

Beim Time Protocol handelt es sich um ein sehr einfaches (und etwas betagtes) Protokoll. Der Dienst steht für gewöhnlich unter Port 37 zur Verfügung. Details zum Protokoll können in RFC 868 nachgelesen werden:

public static DateTime GetTime(string host = "time.nist.gov", int port = 37) {
    using(TcpClient client = new(host, port)) {
        using(NetworkStream networkStream = client.GetStream()) {
            // Antwort lesen
            byte[] timeBuffer = new byte[4];
            networkStream.Read(timeBuffer, 0, timeBuffer.Length);

            // Byte-Reihenfolge ggf. umkehren
            if(BitConverter.IsLittleEndian) {
                Array.Reverse(timeBuffer);
            }

            return new DateTime(1900, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)
                .AddSeconds(BitConverter.ToUInt32(timeBuffer, 0))
                .ToLocalTime();
        }
    }
}

Beim Daytime Protocol verhält es sich ähnlich, ist jedoch textbasiert. Der Dienst steht für gewöhnlich unter Port 13 zur Verfügung. Details zum Rückgabeformat können in RFC 867 und der Dienstbeschreibung des NIST nachgelesen werden – wir werden uns auf den minimalen Part (Datum und Uhrzeit) beschränken.

public static DateTime GetDaytime(string host = "time.nist.gov", int port = 13) {
    using(TcpClient client = new(host, port)) {
        using(StreamReader streamReader = new(client.GetStream())) {
            // Antwort lesen und auftrennen
            string[] response = streamReader.ReadToEnd().Split(' ');

            // Datum und Uhrzeit ermitteln
            int[] date = Array.ConvertAll(response[1].Split('-'), Int32.Parse);
            int[] time = Array.ConvertAll(response[2].Split(':'), Int32.Parse);

            return new DateTime(
                CultureInfo.CurrentCulture.Calendar.ToFourDigitYear(date[0]),
                date[1], date[2], time[0], time[1], time[2],
                DateTimeKind.Utc
            ).ToLocalTime();
        }
    }
}

Beim Network Time Protocol handelt es sich um einen weit verbreiteten Standard zur Zeitsynchronisierung in Computernetzwerken über Port 123. Details zum Protokoll können in RFC 5905 nachgelesen werden – wir werden uns wieder auf einen minimalen Teil beschränken. Als Server bietet sich hier natürlich auch die PTB an.

public static DateTime GetNetworkTime(string host = "time.nist.gov", int port = 123) {
    using(UdpClient client = new()) {
        client.Connect(host, port);

        // Anfrage senden
        const byte header = (
              (0 << 6)  // LI   = 0 (keine Warnung; zur Verdeutlichung ausformuliert)
            | (4 << 3)  // VN   = 4 (Version)
            | (3 << 0)  // Mode = 3 (Client)
        );  // 00_100_011

        byte[] request = new byte[48];
        request[0] = header;

        client.Send(request, request.Length);

        // Antwort lesen
        IPEndPoint endPoint = new(IPAddress.Any, 0);
        byte[] response = client.Receive(ref endPoint);

        // Daten ab Offset aus ggf. umgekehrter Byte-Reihenfolge ermitteln
        const int offset = 40;
        const int size = sizeof(uint);

        if(BitConverter.IsLittleEndian) {
            Array.Reverse(response, offset, size);
            Array.Reverse(response, offset + size, size);
        }

        ulong integerPart = BitConverter.ToUInt32(response, offset);
        ulong fractionalPart = BitConverter.ToUInt32(response, offset + size);

        return new DateTime(1900, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)
            .AddMilliseconds((integerPart * 1000) + (fractionalPart * 1000 / UInt32.MaxValue))
            .ToLocalTime();
    }
}

Insbesondere bei diesem letzten Beispiel möchte ich noch einmal explizit darauf hinweisen, dass es sich um eine sehr reduzierte Implementierung handelt. Die Rückgabe erfolgt bei allen Beispielen jeweils bereits in lokaler Zeit.