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Linux NTP配置詳解 (Network Time Protocol)

network time protocol (ntp) 也是rhce新增的考試要求. 學習的時候也順便複習了一下如何設定linux的時間,現在拿出來和大家分享

設定ntp伺服器不難但是ntp本身是一個很複雜的協定. 這裡隻是簡要地介紹一下實踐方法

和上次一樣,下面的實驗都在rhel5上運作

1. 時間和時區

如果有人問你說現在幾點? 你看了看表回答他說晚上8點了. 這樣回答看上去沒有什麼問題,但是如果問你的這個人在歐洲的話那麼你的回答就會讓他很疑惑,因為他那裡還太陽當空呢.

這裡就有産生了一個如何定義時間的問題. 因為在地球環繞太陽旋轉的24個小時中,世界各地日出日落的時間是不一樣的.是以我們才有劃分時區(timezone) 的必要,也就是把全球劃分成24個不同的時區. 是以我們可以把時間的定義了解為一個時間的值加上所在地的時區(注意這個所在地可以精确到城市)

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.

為什麼要說這些呢(呵呵這裡不是地理論壇吧...)

第一,不管通過任何管道我們想要同步系統的時間,通常提供方隻會給出utc+0的時間值而不會提供時區(因為它不知道你在哪裡).是以當我們設定系統時間的時候,設定好時區是首先要做的工作

第二,很多國家都有夏令時(我記得小時候中國也實行過一次),那就是在一年當中的某一天時鐘撥快一小時(比如從utc+8一下變成utc+9了),那麼同理到時候還要再撥慢回來.如果我們設定了正确的時區,當需要改變時間的時候系統就會自動替我們調整

現在我們就來看一下如何在linux下設定時區,也就是time zone

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

代碼:

# ls -f /usr/share/zoneinfo/

africa/      chile/   factory    iceland      mexico/   posix/      universal

america/     cst6cdt  gb         indian/      mideast/  posixrules  us/

antarctica/  cuba     gb-eire    iran         mst       prc         utc

arctic/      eet      gmt        iso3166.tab  mst7mdt   pst8pdt     wet

asia/        egypt    gmt0       israel       navajo    right/      w-su

atlantic/    eire     gmt-0      jamaica      nz        roc         zone.tab

australia/   est      gmt+0      japan        nz-chat   rok         zulu

brazil/      est5edt  greenwich  kwajalein    pacific/  singapore

canada/      etc/     hongkong   libya        poland    turkey

cet          europe/  hst        met          portugal  uct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  fri jul  6 06:13:57 2007 hkt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

...

tz='america/los_angeles';export tztzselect

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

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

是否已經安裝了ntp包可以用這條指令來确定:

[root@ntpser ~]# rpm -qa | grep ntp

ntp-4.2.2p1-9.el5_4.1

chkfontpath-1.10.1-1.1

出現以上代碼則表示已安裝ntp包,否則用下面方法安裝:

# rpm -ivh ntp-4.2.2p1-5.el5.rpm 

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

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

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指令手動更新時間

# 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

5. 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 210.72.145.44     #這是中國國家授時中心的ip

server 0.uk.pool.ntp.org

server 1.uk.pool.ntp.org

fudge 127.127.1.0 stratum 0  stratum  這行是時間伺服器的層次。設為0則為頂級,如果要向别的ntp伺服器更新時間,請不要把它設為0

driftfile /var/lib/ntp/ntp.drift  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

6. 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: 遠端伺服器的層級别(stratum). 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

7. 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

關于權限設定部分 

權限的設定主要以 restrict 這個參數來設定,主要的文法為: 

restrict ip位址 mask 子網路遮罩 參數 

其中 ip 可以是ip位址,也可以是 default ,default 就是指所有的ip 

參數有以下幾個: 

ignore :關閉所有的 ntp 聯機服務 

nomodify:用戶端不能更改服務端的時間參數,但是用戶端可以通過服務端進行網絡校時。 

notrust :用戶端除非通過認證,否則該用戶端來源将被視為不信任子網 

noquery :不提供用戶端的時間查詢 

注意:如果參數沒有設定,那就表示該 ip (或子網)沒有任何限制!

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

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

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authentication,這裡就不詳細介紹了

8. 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/etc/ntp.conf加上這你自己的伺服器就可以了

server ntp1.leonard.com

server ntp2.leonard.com

linux用戶端使用

ntpdate 172.30.218.114 

來向ntp伺服器同步自己的時間

其它linux如果僅作為隻用戶端的話,則不能啟動ntpd服務!否則無法運作ntpdata 伺服器位址 來同步時間

之後可以使用cron或修改crontab檔案定期向ntp伺服器更新時間,并用

将系統時間設定為硬體時間

9. 一些補充和拾遺(挺重要)

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(hwclock)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

3、利用crontab讓linux ntp定時更新時間

注:讓linux運作ntpdate更新時間時,linux不能開啟ntp服務,否則會提示端口被占用:如下

[root@esxi ~]# ntpdate 1.rhel.pool.ntp.org                                 

20 may 09:34:14 ntpdate[6747]: the ntp socket is in use, exiting

crontab檔案配置簡要說明

指令格式的前一部分是對時間的設定,後面一部分是要執行的指令。時間的設定我們有一定的約定,前面五個*号代表五個數字,數字的取值範圍和含義如下:

分鐘 (0-59)

小時 (0-23)

日期 (1-31)

月份 (1-12)

星期 (0-6)//0代表星期天

除了數字還有幾個個特殊的符号就是“*”、“/”和“-”、“,”,“*”代表所有的取值範圍内的數字,“/”代表每的意思,“*/5”表示每5個機關,“-”代表從某個數字到某個數字,“,”分開幾個離散的數字。以下舉幾個例子說明問題:

每天早上6點:

0 6 * * *  command

每兩個小時:

0 */2 * * *  command

晚上11點到早上8點之間每兩個小時,早上八點:

0 23-7/2,8 * * * command

每個月的4号和每個禮拜的禮拜一到禮拜三的早上11點:

0 11 4 * 1-3 command 

1月1日早上4點:

0 4 1 1 * command

3.3、設定開機自動啟動服務

運作setup或其它服務設定工具,将crond服務勾選上 

chkconfig --level 2345 crond on  定義在這幾個系統運作級别上啟用crond (系統安裝完預設就是這個設定)

__________________________________________

10.ntp用戶端的設定

一、linux做為用戶端自動同步時間

如果想定時進行時間校準,可以使用crond服務來定時執行。

編輯 /etc/crontab 檔案

加入下面一行:

30 8 * * * root /usr/sbin/ntpdate 192.168.0.1; /sbin/hwclock -w  #192.168.0.1是ntp伺服器的ip位址

然後重新開機crond服務

service crond restart 

這樣,每天 8:30 linux 系統就會自動的進行網絡時間校準。

二、windows 需要打開windows time服務和rpc的二個服務

如果在打開windows time 服務,時報 錯誤1058,進行下面操作 

1.運作 cmd 進入指令行,然後鍵入

w32tm /register  進行注冊

正确的響應為:w32time 成功注冊。

2.如果上一步正确,用 net start "windows time" 或 net start w32time 啟動服務。

11.其它造成無法成功更新的原因:

1、用戶端的日期必須要設定正确,不能超出正常時間24小時,不然會因為安全原因被拒絕更新。其次用戶端的時區必須要設定好,以確定不會更新成其它時區的時間。

2、fudge 127.127.1.0 stratum 10 如果是linux做為ntp伺服器,stratum(層級)的值不能太大,如果要向上級ntp更新可以設成2

3、linux的ntp伺服器必須記得将從上級ntp更新的時間從系統時間寫到硬體裡去 hwclock --systohc 

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

      代碼:

      # vi /etc/sysconfig/ntpd

      sync_hwclock=yes

4、linux如果開啟了ntp服務,則不能手動運作ntpdate更新時間(會報端口被占用),它隻能根據/etc/ntp.conf 裡server 字段後的伺服器位址按一定時間間隔自動向上級ntp伺服器更新時間。可以運作指令 ntpstat 檢視每次更新間隔如:

[root@esxi ~]# ntpstat

synchronised to ntp server (210.72.145.44) at stratum 2    #本ntp伺服器層次為2,已向210.72.145.44 ntp同步過

   time correct to within 93 ms                                               #時間校正到相差93ms之内

   polling server every 1024 s                                                 #每1024秒會向上級ntp輪詢更新一次時間 

如有錯誤,歡迎指正

郵箱:[email protected]

作者:czmmiao  文章出處:http://czmmiao.iteye.com/blog/2124535

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