虛拟機下LINUX時間不同步的解決辦法

1. 時間和時區

地理課上我們都學過格林威治時間(GMT)， 它也就是0時區時間，但是我們在計算機中經常看到的是UTC，它是Coordinated Universal Time的簡寫， 雖然可以認為UTC和GMT的值相等(誤差相當之小)，但是UTC已經被認定為是國際标準,是以我們都應該遵守标準隻使用UTC。

那麼假如現在中國當地的時間是晚上8點的話,我們可以有下面兩種表示方式

20:00 CST

12:00 UTC

這裡的CST是Chinese Standard Time,也就是我們通常所說的中原標準時間了.因為中國處在UTC+8時區,依次類推那麼也就是12:00 UTC了。

2. 如何設定Linux Time Zone

在Linux下glibc提供了我們事先編譯好的許多timezone檔案，他們就放在/usr/share/zoneinfo這個目錄下，這裡基本涵蓋了大部分的國家和城市。在這裡面我們就可以找到自己所在城市的time zone檔案。那麼如果我們想檢視對于每個time zone目前的時間我們可以用zdump指令

# zdump HongKong

HongKong  Tue Aug  9 05:04:46 2011 HongKong

那麼我們又怎麼來告訴系統我們所在time zone是哪個呢? 方法有很多，這裡舉出兩種：

第一個就是修改/etc/localtime這個檔案，,這個檔案定義了我麼所在的local time zone。我們可以在/usr/share/zoneinfo下找到我們的time zone檔案然後拷貝去到/etc/localtimezone(或者做個symbolic link)。

假設我們現在的time zone是BST(也就是英國的夏令時間,UTC+1)

#  date

Thu  Jul  5  23：33:40   BST  2007

我們想把time zone換成上海所在的時區就可以這麼做

# ln –sf  /usr/share/zoneinfo/posix/Asia/Shanghai  /etc/localtime

Fri Jul 6 06:35:52 CST 2007

這樣時區就改過來了(注意時間也做了相應的調整)

第二種方法也就設定TZ環境變量的值。許多程式和指令都會用到這個變量的值， TZ的值可以有多種格式，最簡單的設定方法就是使用tzselect指令

# tzselect  選擇自己所在區域

然後安裝提示出入下面指令

TZ='America/Los_Angeles';export TZ

tzselect會讓你選擇所在的國家和城市(我省略了這些步驟),最後輸出相應的TZ變量的值.那麼如果你設定了TZ的值之後時區就又會發生變化

# date

Thu Jul 5 15:48:11 PDT 2007

通過這兩個例子我們也可以發現TZ變量的值會override /etc/localtime，也就是說當TZ變量沒有定義的時候系統才使用/etc/localtime來确定time zone，是以你想永久修改time zone的話那麼可以把TZ變量的設定寫入/etc/profile裡

好了現在我們知道怎麼設定時區了，下面我們就來看看如何設定Linux的時間吧。

3. Real Time Clock(RTC) and System Clock

說道設定時間這裡還要明确另外一個概念就是在一台計算機上我們有兩個時鐘：一個稱之為硬體時間時鐘(RTC)，還有一個稱之為系統時鐘(System Clock)。

硬體時鐘是指嵌在主機闆上的特殊的電路， 它的存在就是平時我們關機之後還可以計算時間的原因。

系統時鐘就是作業系統的kernel所用來計算時間的時鐘。它從 1970年1月1日00:00:00 UTC時間到目前為止秒數總和的值，在Linux下系統時間在開機的時候會和硬體時間同步(synchronization)，之後也就各自獨立運作了。

那麼既然兩個時鐘獨自運作,那麼時間久了必然就會産生誤差了,下面我們來看一個例子

Fri Jul 6 00:27:13 BST 2007

# hwclock –-show

Fri 06 Jul 2007 12:27:17 AM BST -0.968931 seconds

通過hwclock --show指令我們可以檢視機器上的硬體時間(always in local time zone)，我們可以看到它和系統時間還是有一定的誤差的, 那麼我們就需要把他們同步。

如果我們想要把硬體時間設定成系統時間我們可以運作以下指令

# hwclock --hctosys

反之,我們也可以把系統時間設定成硬體時間

# hwclock --systohc

那麼如果想設定硬體時間我們可以開機的時候在BIOS裡設定，也可以用hwclock指令：

# hwclock --set --date="mm/dd/yy hh:mm:ss"

如果想要修改系統時間那麼用date指令就最簡單了

# date -s "dd/mm/yyyy hh:mm:ss"

現在我們知道了如何設定系統和硬體的時間，但問題是如果這兩個時間都不準确了怎麼辦? 那麼我們就需要在網際網路上找到一個可以提供我們準确時間的伺服器然後通過一種協定來同步我們的系統時間，那麼這個協定就是NTP了。注意接下去我們所要說的同步就都是指系統時間和網絡伺服器之間的同步了。

4. 設定NTP Server前的準備

其實這個标題應該改為設定"NTP Relay Server"前的準備更加合适. 因為不論我們的計算機配置多好運作時間久了都會産生誤差,是以不足以給網際網路上的其他伺服器做NTP Server. 真正能夠精确地測算時間的還是原子鐘. 但由于原子鐘十分的昂貴,隻有少部分組織擁有, 他們連接配接到計算機之後就成了一台真正的NTP Server. 而我們所要做的就是連接配接到這些伺服器上同步我們系統的時間,然後把我們自己的伺服器做成NTP Relay Server再給網際網路或者是區域網路内的使用者提供同步服務。

好了,前面講了一大堆理論,現在我們來動手實踐一下吧. 架設一個NTP Relay Server其實非常簡單,我們先把需要的RPM包裝上

# rpm -ivh ntp-4.2.2p1-5.el5.rpm

yum install ntp

那麼第一步我們就要找到在網際網路上給我們提供同步服務的NTP Server。

http://www.pool.ntp.org是NTP的官方網站,在這上面我們可以找到離我們城市最近的NTP Server. NTP建議我們為了保障時間的準确性,最少找兩個個NTP Server。

那麼比如在英國的話就可以選擇下面兩個伺服器

0.uk.pool.ntp.org

1.uk.pool.ntp.org

它的一般格式都是number.country.pool.ntp.org

如果是中國

0.cn.pool.ntp.org

1.cn.pool.net.org

第二步要做的就是在打開NTP伺服器之前先和這些伺服器做一個同步,使得我們機器的時間盡量接近标準時間. 這裡我們可以用ntpdate指令

# ntpdate 0.uk.pool.ntp.org

6 Jul 01:21:49 ntpdate[4528]: step time server 213.222.193.35 offset -38908.575181 sec

# ntpdate 0.pool.ntp.org

6 Jul 01:21:56 ntpdate[4530]: adjust time server 213.222.193.35 offset -0.000065 sec

假如你的時間差的很離譜的話第一次會看到調整的幅度比較大,是以保險起見可以運作兩次. 那麼為什麼在打開NTP服務之前先要手動運作同步呢?

1. 因為根據NTP的設定,如果你的系統時間比正确時間要快的話那麼NTP是不會幫你調整的,是以要麼你把時間設定回去,要麼先做一個手動同步

2. 當你的時間設定和NTP伺服器的時間相差很大的時候,NTP會花上較長一段時間進行調整.是以手動同步可以減少這段時間

3. 配置和運作NTP Server

現在我們就來建立NTP的配置檔案了, 它就是/etc/ntp.conf. 我們隻需要加入上面的NTP Server和一個driftfile就可以了

# vi /etc/ntp.conf

server 0.uk.pool.ntp.org

server 1.uk.pool.ntp.org

driftfile /var/lib/ntp/ntp.drift

4、非常的簡單. 接下來我們就啟動NTP Server,并且設定其在開機後自動運作

# /etc/init.d/ntpd/start# chkconfig --level 35 ntpd on

5. 檢視NTP服務的運作狀況

現在我們已經啟動了NTP的服務,但是我們的系統時間到底和伺服器同步了沒有呢? 為此NTP提供了一個很好的檢視工具: ntpq (NTP query)

我建議大家在打開NTP伺服器後就可以運作ntpq指令來監測伺服器的運作.這裡我們可以使用watch指令來檢視一段時間内伺服器各項數值的變化。

# watch ntpq –p

Every 2.0s: ntpq -p Sat Jul 7 00:41:45 2007

remote refid st t when poll reach delay offset jitter==============================================================================

+193.60.199.75 193.62.22.98 2 u 52 64 377 8.578 10.203 289.032

*mozart.musicbox 192.5.41.41 2 u 54 64 377 19.301 -60.218 292.411

現在我就來解釋一下其中的含義

remote: 它指的就是本地機器所連接配接的遠端NTP伺服器

refid: 它指的是給遠端伺服器(e.g. 193.60.199.75)提供時間同步的伺服器

st: 遠端伺服器的級别. 由于NTP是層型結構,有頂端的伺服器,多層的Relay Server再到用戶端. 是以伺服器從高到低級别可以設定為1-16. 為了減緩負荷和網絡堵塞,原則上應該避免直接連接配接到級别為1的伺服器的.

t: 這個.....我也不知道啥意思^_^

when: 我個人把它了解為一個計時器用來告訴我們還有多久本地機器就需要和遠端伺服器進行一次時間同步

poll: 本地機和遠端伺服器多少時間進行一次同步(機關為秒). 在一開始運作NTP的時候這個poll值會比較小,那樣和伺服器同步的頻率也就增加了,可以盡快調整到正确的時間範圍.之後poll值會逐漸增大,同步的頻率也就會相應減小

reach: 這是一個八進制值,用來測試能否和伺服器連接配接.每成功連接配接一次它的值就會增加

delay: 從本地機發送同步要求到伺服器的round trip time

offset: 這是個最關鍵的值, 它告訴了我們本地機和伺服器之間的時間差别. offset越接近于0,我們就和伺服器的時間越接近

jitter: 這是一個用來做統計的值. 它統計了在特定個連續的連接配接數裡offset的分布情況. 簡單地說這個數值的絕對值越小我們和伺服器的時間就越精确

那麼大家細心的話就會發現兩個問題: 第一我們連接配接的是0.uk.pool.ntp.org為什麼和remote server不一樣? 第二那個最前面的+和*都是什麼意思呢?

第一個問題不難了解,因為NTP提供給我們的是一個cluster server是以每次連接配接的得到的伺服器都有可能是不一樣.同樣這也告訴我們了在指定NTP Server的時候應該使用hostname而不是IP

第二個問題和第一個相關,既然有這麼多的伺服器就是為了在發生問題的時候其他的伺服器還可以正常地給我們提供服務.那麼如何知道這些伺服器的狀态呢? 這就是第一個記号會告訴我們的資訊

*——它告訴我們遠端的伺服器已經被确認為我們的主NTP Server,我們系統的時間将由這台機器所提供

+——它将作為輔助的NTP Server和帶有*号的伺服器一起為我們提供同步服務. 當*号伺服器不可用時它就可以接管

-——遠端伺服器被clustering algorithm認為是不合格的NTP Server

X——遠端伺服器不可用

了解這些之後我們就可以實時監測我們系統的時間同步狀況了

6. NTP安全設定

運作一個NTP Server不需要占用很多的系統資源,是以也不用專門配置獨立的伺服器,就可以給許多client提供時間同步服務, 但是一些基本的安全設定還是很有必要的

那麼這裡一個很簡單的思路就是第一我們隻允許區域網路内一部分的使用者連接配接到我們的伺服器. 第二個就是這些client不能修改我們伺服器上的時間

在/etc/ntp.conf檔案中我們可以用restrict關鍵字來配置上面的要求

首先我們對于預設的client拒絕所有的操作

vi /etc/ntp.conf

restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery

然後允許本機位址一切的操作

restrict 127.0.0.1

最後我們允許區域網路内所有client連接配接到這台伺服器同步時間.但是拒絕讓他們修改伺服器上的時間

代碼:

restrict 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 nomodify

把這三條加入到/etc/ntp.conf中就完成了我們的簡單配置. NTP還可以用key來做authenticaiton,這裡就不詳細介紹了

7. NTP client的設定

做到這裡我們已經有了一台自己的Relay Server.如果我們想讓區域網路内的其他client都進行時間同步的話那麼我們就都應該照樣再搭建一台Relay Server,然後把所有的client都指向這兩台伺服器(注意不要把所有的client都指向Internet上的伺服器). 隻要在client的ntp.conf加上這你自己的伺服器就可以了

server ntp1.leonard.com

server ntp2.leonard.com

9. 一些補充和拾遺

1）配置檔案中的driftfile是什麼?

我們每一個system clock的頻率都有小小的誤差,這個就是為什麼機器運作一段時間後會不精确. NTP會自動來監測我們時鐘的誤內插補點并予以調整.但問題是這是一個冗長的過程,是以它會把記錄下來的誤差先寫入driftfile.這樣即使你重新開機以 後之前的計算結果也就不會丢失了

2） 如何同步硬體時鐘?

NTP一般隻會同步system clock. 但是如果我們也要同步RTC的話那麼隻需要把下面的選項打開就可以了

# vi /etc/sysconfig/ntpd

SYNC_HWCLOCK=yes

舉例：

修改linux下的時區，可以改變以下的檔案内容：

/etc/localtime，方法是到/usr/share/zoneinfo目錄下找到你要相對應的時區檔案，例如上海在/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai中

将/etc/localtime改名：mv /etc/localtime /etc/localtime.old

将上海的時區檔案拷貝過來：cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

再次使用date指令，可以看到時區已經改為CST了。

也可以設定TZ環境變量，在/etc/profile中加入：