時間準度對資料中心的重要性

俗話說“失之毫厘，謬以千裡”，時間的精準度對于我們的工作、生活都非常重要。2000年的千年蟲事件以及2017年元旦全球多一秒事件，都引起了人們的高度關注，尤其是資料中心行業。資料中心裡很多系統都依賴時間來正常運作，人們要認真評估這一時間變化對内部運作裝置的影響，如果裝置不能夠自行調整時間，則就會與實際時間産生偏差，是以而帶來一系列誤判，導緻問題。是以，時間精準度對于資料中心來講是非常重要的參量。

資料中心的時間有兩個次元含義，一個是相對時間。比如很多的網絡裝置要啟用ospf、arp、mac等各種協定，每種協定都有各種各樣的定時器，以便實時判斷協定狀态是否有變化。ospf鄰居要通過一定間隔時間收發hello封包保持鄰居狀态為full，一旦超過三個hello封包的發送時間間隔，一個hello封包也沒有收到，就認為這個鄰居狀态發生了變化，鄰居狀态由full切換到init或down，記錄hello封包逾時的時間定時器要準确，周期性地記錄每個hello封包的收時間，以便統計準确;另一個是絕對時間，就是北京标準時間，每天我們在新聞聯播時看到的時間，2000年的千年蟲事件以及2017年元旦全球多一秒事件都說的是這個時間。資料中心有很多裝置，這些裝置運作中會産生很多的日志和告警資訊，所有的資訊都有時間紀錄，隻有這個時間準确，才能通過這些時間來進行分析問題。比如資料中心發生了業務中斷，我們首先要知道是什麼時候中斷的，持續多長時間，與哪些裝置有關，然後再去查找這個時間點，裝置上留下的相關紀錄，時間的準确性對于分析業務中斷原因非常關鍵，如果沒有各個裝置的準确運作時間，就無法判斷哪些資訊是中斷時報出的，哪些資訊與故障有關，故障将很難分析出結果，是以絕對時間也非常重要。

無論是相對時間，還是絕對時間，對于資料中心運作都非常重要，同時也要保證兩個時間的準度，如果精度太差，也會産生不少問題。上面也有介紹，會導緻網絡協定的各種定時器判斷不準确，發生故障時無法明确哪些是故障時間報出的，這隻是舉個示例，其實還有更多的方面。如果相對時間不準，誤差大，伺服器上的應用系統也會出問題，如果要是銀行的存取款業務系統，每存一筆錢時間都慢慢将誤差拉大，可能到最後，連儲戶上的錢數資料記錄都出現錯誤，甚至出現丢失的情況。如果相對時間不準，二三層轉發網絡，表項老化的時間都不一緻，有長有短，導緻表項學習不穩定，流量轉發出現丢包，嚴重的會導緻表項無法學習，造成網絡中斷;如果是絕對時間不準，資料中心所有裝置記錄的資訊都是不準确的，各個裝置之間的資訊也沒有可對比性，互相之間的影響和作用就無法從時間軸上分得清楚。在一些重要變更和操作時，由于絕對時間的不準确，會導緻操作的時機不是最優的，在變更和裝置準确上不同步，進而會産生這樣那樣的問題。

既然時間準度對資料中心這麼重要，那就要提升時間準度了。不過，提升時間準度可不是一件輕松的事兒。首先，對于相對時間，這個和中原標準時間無關，與個體裝置有關，這個隻能靠裝置内部的實作來保證。很多網絡裝置在内部會設定很多定時器，這些定時器專門記錄各種協定的運作時間，以便判斷協定的狀态是否正常，這個時間一般通過cpu的晶振頻率計算獲得。這樣相對時間的準确度和裝置的cpu性能有很大關系，往往是越高端的裝置采用的cpu晶振頻率越準，當然這類裝置的價格也要高很多。其次，對于絕對時間，為保證資料中心内部所有裝置的時間一緻，可以通過将所有裝置的時間對一遍，盡量做到時間同步，不過每個裝置的時間準度不同，有的裝置運作個一年半載，偏差可能達到數十秒，而有的裝置偏差卻很小，這樣雖然當初時間都對過，不同裝置的運作時間是一緻的，随着運作時間越來越長，誤差變得越來越大，是以這種方式不可行。更多的資料中心是通過設定一個ntp伺服器，這個伺服器可以是網絡裝置也可以伺服器，甚至是專用的授時裝置，然後資料中心裡所有裝置都通過這台裝置來擷取時間，進而整個資料中心裡的裝置運作時間是完全一緻的。如果采用一般的網絡裝置做ntp伺服器，運作個幾個月，這些伺服器運作時間與實際時間偏差可能達到數十秒，雖然這些時間偏差比較大，但仍能保證這些裝置之間的相對時間是一緻的，并不妨礙各種工作的開展，包括問題定位。不過，有的時候資料中心業務對時間要求比較高，這時就需要使用專用的授時裝置做ntp伺服器。授時裝置運作時間誤差小，精度可以達到毫秒甚至微秒級，與中原標準時間保持完全一緻，即使運作時間久了，偏差也在微秒級，這就保證了資料中心裡所有裝置與實際中原標準時間完全一緻，避免因為時間不準确，導緻這樣那樣的問題。除了授時系統，還有時間頻率基準，守時用原子鐘，星載原子鐘等技術，采用這些技術都可以大幅提升資料中心的時間準度。

時間準度已經成為資料中心運作中至關重要的參量，一切的資料中心活動都和時間準度有密切關系。資料中心對高精度時間頻率的需求越來越強烈，需要一系列精度越來越高的計時器具，同時要在各個裝置之間做好時間同步工作，保持裝置之間時間的一緻性，以便于開展各種資料中心運維工作。

作者：佚名

來源：51cto