NTP提供準(zhǔn)確時間，首先要有準(zhǔn)確的時間來源，這一時間應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)時間UTC。NTP獲得UTC的時間來源可以是原子鐘、天文臺、衛(wèi)星，也可以從Internet上獲取。這樣就有了準(zhǔn)確而可靠的時間源。時間按NTP服務(wù)器的等級傳播。按照離外部UTC源的遠(yuǎn)近將所有服務(wù)器歸入不同的Stratum（層）中。Stratum-1在頂層，有外部UTC接入，而Stratum-2則從Stratum-1獲取時間，Stratum-3從Stratum-2獲取時間，以此類推，但Stratum層的總數(shù)限制在15以內(nèi)。所有這些服務(wù)器在邏輯上形成階梯式的架構(gòu)相互連接，而Stratum-1的時間服務(wù)器是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

　　

　　計算機(jī)主機(jī)一般同多個時間服務(wù)器連接，利用統(tǒng)計學(xué)的算法過濾來自不同服務(wù)器的時間，以選擇佳的路徑和來源來校正主機(jī)時間。即使主機(jī)在長時間無法與某一時間服務(wù)器相的情況下，NTP服務(wù)依然有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　

　　為防止對時間服務(wù)器的惡意破壞，NTP使用了識別(Authentication)機(jī)制，檢查來對時的信息是否是真正來自所宣稱的服務(wù)器并檢查資料的返回路徑，以提供對抗干擾的保護(hù)機(jī)制。

　　

　　時間服務(wù)器可以利用以下三種方式與其他服務(wù)器對時：

　　

　　broadcast/multicast

　　

　　client/server

　　

　　symmetric

　　

　　broadcast/multicast方式主要適用于局域網(wǎng)的環(huán)境，時間服務(wù)器周期性的以廣播的方式，將時間信息傳送給其他網(wǎng)路中的時間服務(wù)器，其時間僅會有少許的延遲，而且配置非常的簡單。但是此方式的度并不高，對時間度要求不是很高的情況下可以采用。

　　

　　symmetric的方式得一臺服務(wù)器可以從遠(yuǎn)端時間服務(wù)器獲取時鐘，如果需要也可提供時間信息給遠(yuǎn)端的時間服務(wù)器。此一方式適用于配置冗余的時間服務(wù)器，可以提供更高的度給主機(jī)。

　　

　　client/server方式與symmetric方式比較相似，只是不提供給其他時間服務(wù)器時間信息，此方式適用于一臺時間服務(wù)器接收上層時間服務(wù)器的時間信息，并提供時間信息給下層的用戶。

　　

　　上述三種方式，時間信息的傳輸都使用UDP協(xié)議。每一個時間包內(nèi)包含近一次的事件的時間信息、包括上次事件的發(fā)送與接收時間、傳遞現(xiàn)在事件的當(dāng)?shù)貢r間、及此包的接收時間。在收到上述包后即可計算出時間的偏差量與傳遞資料的時間延遲。時間服務(wù)器利用一個過濾演算法，及先前八個校時資料計算出時間參考值，判斷后續(xù)校時包的性，一個相對較高的離散程度，表示一個對時資料的可信度比較低。僅從一個時間服務(wù)器獲得校時信息，不能校正通訊過程所造成的時間偏差，而同時與許多時間服務(wù)器通信校時，就可利用過濾算法找出相對較可靠的時間來源，然后采用它的時間來校時。