ntp服务的细节全解析

在linux里设置NTP服务并不难，但是NTP本身确是一个很复杂的协议. 你都了解细节么？

1. 时间和时区

date命令可显示时间与市区

[root@T_PV1_DB ~]# date

Tue Feb  7 16:32:16 CST 2017

[root@T_PV1_DB ~]# cat /etc/sysconfig/clock

ZONE="Asia/Shanghai"

CST=true

在地球环绕太阳旋转的24个小时中,世界各地日出日落的时间是不一样的.所以我们才有划分时区(timezone) 的必要,也就是把全球划分成24个不同的时区. 所以我们可以把时间的定义理解为一个时间的值加上所在地的时区(注意这个所在地可以精确到城市)

格林威治时间(GMT), 它也就是0时区时间. 但是我们在计算机中经常看到的是UTC. 它是Coordinated Universal Time的简写. 虽然可以认为UTC和GMT的值相等(误差相当之小),但是UTC已经被认定为是国际标准,所以我们都应该遵守标准只使用UTC

那么假如现在中国当地的时间是晚上8点的话,我们可以有下面两种表示方式
20:00 CST
12:00 UTC

这里的CST是Chinese Standard Time,也就是我们通常所说的北京时间了. 因为中国处在UTC+8时区

如果时区设置错了，你看到的日志时间也不正确了。

补充：

CST同时可以代表如下 4 个不同的时区：

Central Standard Time (USA) UT-6:00

Central Standard Time (Australia) UT+9:30

China Standard Time UT+8:00

Cuba Standard Time UT-4:00

可见，CST可以同时表示美国，澳大利亚，中国，古巴四个国家的标准时间。

2、ntp的配置

#cat  /etc/ntp.conf
restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery
restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery
restrict 11.107.13.100                         //允许该NTP服务器进入
restrict 11.80.81.1                            //没有任何何參數的話，這表示『该IP或网段不受任何限制』
restrict 202.112.1.199
restrict 127.0.0.1
restrict -6 ::1
restrict 192.168.0.0 mask 255.255.0.0 nomodify  //该网段可以进行校时
restrict 0.0.0.0 mask 0.0.0.0 notrust           //拒绝没有认证的用户端
server time-nw.nist.gov prefer                  //prefer 该服务器优先
server 0.rhel.pool.ntp.org  iburst        //设定时间服务器
server 1.rhel.pool.ntp.org  iburst
server 2.rhel.pool.ntp.org  iburst
fudge   127.127.1.0 stratum 6
driftfile /var/lib/ntp/drift
keys /etc/ntp/keys
broadcastdelay 0.008

上边只是简单设置，没有考虑安全方面如认证等等。

权限管理使用 restrict 公式如下：
restrict IP mask [参数] / restrict 192.168.0.0 mask 255.255.0.0 nomodify

其中参数主要有底下这些：

    * ignore：拒绝所有类型的NTP的连线;
    * nomodfiy：用户端不能使用NTPC与ntpq这两支程式来修改伺服器的时间参数，但使用者端仍可透过这部主机来进行网路校时的;
    * noquery：用户端不能够使用ntpq，NTPC等指令来查询发表伺服器，等于不提供的NTP的网路校时幂;
    * notrap：不提供陷阱这个远端事件邮箱（远程事件日志）的功能。
    * notrust：拒绝没有认证的用户端。

配置文件中的driftfile是什么?
我们每一个system clock的频率都有小小的误差,这个就是为什么机器运行一段时间后会不精确. NTP会自动来监测我们时钟的误差值并予以调整.但问题是这是一个冗长的过程,所以它会把记录下来的误差先写入driftfile.这样即使你重新开机以后之前的计算结果也就不会丢失了。

最后，别忘了启动NTP服务器

/etc/init.d/ntp start

[root@localhost ~]# chkconfig ntpd on #在运行级别2、3、4、5上设置为自动运行

[root@localhost ~]# chkconfig --list ntpd

ntpd 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off

查看ntp服务器有无和上层ntp连通

[root@localhost ~]# ntpstat

synchronised to NTP server (192.168.7.49) at stratum 6

   time correct to within 440 ms

   polling server every 128 s

[root@localhost ~]#

查看ntp服务器与上层ntp的状态

[root@localhost ~]# watch ntpq -p

     remote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter

==============================================================================

 192.168.7.49    192.168.7.50     5 u   13   64    3    5.853  1137178   2.696

3、ntpd的配置

配置/etc/sysconfig/ntpd文件

ntp服务，默认只会同步系统时间。如果想要让ntp同时同步硬件时间，可以设置/etc/sysconfig/ntpd文件，在/etc/sysconfig/ntpd文件中，添加 SYNC_HWCLOCK=yes 这样，就可以让硬件时间与系统时间一起同步。

#允许BIOS与系统时间同步，也可以通过hwclock -w 命令

SYNC_HWCLOCK=yes

# Drop root to id 'ntp:ntp' by default.

OPTIONS="-x -u ntp:ntp -p /var/run/ntpd.pid -g"

有时会在messages日志里看到NTP进程正在做DELETING动作，不过NTP进程并不会真正删除虚拟网络接口，但这个动作会造成网络短暂不通。红帽官方有个对应的解决办法是：

就是在这个文件里增加-L参数。

还有-x和-g参数：

ntpd服务的方式，又有两种策略，一种是平滑、缓慢的渐进式调整（adjusts the clock in small steps所谓的微调）；一种是步进式调整（跳跃式调整）。两种策略的区别就在于，微调方式在启动NTP服务时加了个“-x”的参数，而默认的是不加“-x”参数。

 

假如使用了-x选项，那么ntpd只做微调，不跳跃调整时间，但是要注意，-x参数的负作用：当时钟差大的时候，同步时间将花费很长的时间。-x也有一个阈值，就是600s，当系统时钟与标准时间差距大于600s时，ntpd会使用较大“步进值”的方式来调整时间，将时钟“步进”调整到正确时间。

 

假如不使用-x选项，那么ntpd在时钟差距小于128ms时，使用微调方式调整时间，当时差大于128ms时，使用“跳跃”式调整。

 

这两种方式都会在本地时钟与远端的NTP服务器时钟相差大于1000s时，ntpd会停止工作。在启动NTP时加了参数“-g”就可以忽略1000S的问题。

4、时间同步

利用crontab可以让LINUX NTP定时更新时间
注：让linux运行ntpdate更新时间时，linux不能开启NTP服务，否则会提示端口被占用：如下
[root@ESXI ~]# ntpdate 1.rhel.pool.ntp.org                                 
20 May 09:34:14 ntpdate[6747]: the NTP socket is in use, exiting

如果想定时进行时间校准，可以使用crond服务来定时执行。
编辑 /etc/crontab 文件
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服务器的IP地址
然后重启crond服务
service crond restart 
这样，每天 8:30 Linux 系统就会自动的进行网络时间校准。

 

如果是WINDOWS ，则需要打开windows time服务和RPC的二个服务
如果在打开windows time 服务，时报 错误1058，进行下面操作 
1.运行 cmd 进入命令行，然后键入
w32tm /register  进行注册
正确的响应为：W32Time 成功注册。

2.如果上一步正确，用 net start "windows time" 或 net start w32time 启动服务。

5、linux的硬件时间

Linux硬件时间的设置

    硬件时间的设置，可以用hwclock或者clock命令。其中，clock和hwclock用法相近，只用一个就 行，只不过clock命令除了支持x86硬件体系外，还支持Alpha硬件体系。

//查看硬件时间 可以是用 hwclock ，hwclock --show 或者 hwclock -r

[root@localhost ~]# hwclock --show
2008年12月12日 星期五 06时52分07秒  -0.376932 seconds

//设置硬件时间

[root@localhost ~]# hwclock --set --date="1/25/09 00:00" <== 月/日/年时:分:秒
[root@localhost ~]# hwclock
2009年01月25日 星期日 00时00分06秒  -0.870868 seconds

几个参数和命令：

ntpq -p显示结果中的offset

本地时间+offset=远程时间, 因此如果offset为负数, 则本地时钟比远程快. offset值0-500，接近0是正常的。
  
运行ntpq -c asso, 如果显示sys.peer则已经处于同步状态了.

使用以下命令检查ntp的版本： # ntpq -c version 

错误问题处理

用于收集安装，配置和应用中出现的问题

错误1：ntpdate -u ip -> no server suitable for synchronization found

判断：在ntp客户端用ntpdate –d serverIP查看，发现有“Server dropped: strata too high”的错误，并且显示“stratum 16”。而正常情况下stratum这个值得范围是“0~15”。

原因：NTP server还没有和其自身或者它的server同步上。在ntp server上重新启动ntp服务后，ntp server自身或者与其server的同步的需要一个时间段，这个过程可能是5分钟，在这个时间之内在客户端运行ntpdate命令时会产生no server suitable for synchronization found的错误。

处理：等待几分钟后，重试一般解决。

其它造成无法成功更新的原因：
1、客户端的日期必须要设置正确，不能超出正常时间24小时，不然会因为安全原因被拒绝更新。其次客户端的时区必须要设置好，以确保不会更新成其它时区的时间。
2、fudge 127.127.1.0 stratum 10 如果是LINUX做为NTP服务器，stratum(层级)的值不能太大，如果要向上级NTP更新可以设成2
3、LINUX的NTP服务器必须记得将从上级NTP更新的时间从系统时间写到硬件里去 hwclock --systohc 
     NTP一般只会同步system clock. 但是如果我们也要同步RTC(hwclock)的话那么只需要把下面的选项打开就可以了
      代码:
      # vi /etc/sysconfig/ntpd
      SYNC_HWCLOCK=yes
4、Linux如果开启了NTP服务，则不能手动运行ntpdate更新时间（会报端口被占用），它只能根据/etc/ntp.conf 里server 字段后的服务器地址按一定时间间隔自动向上级NTP服务器更新时间。可以运行命令 ntpstat 查看每次更新间隔如：
[root@ESXI ~]# ntpstat
synchronised to NTP server (210.72.145.44) at stratum 2    #本NTP服务器层次为2，已向210.72.145.44 NTP同步过
   time correct to within 93 ms                                               #时间校正到相差93ms之内
   polling server every 1024 s                                                 #每1024秒会向上级NTP轮询更新一次时间

补充：

ntpd、ntpdate的区别

下面是网上关于ntpd与ntpdate区别的相关资料。如下所示所示：

使用之前得弄清楚一个问题，ntpd与ntpdate在更新时间时有什么区别。ntpd不仅仅是时间同步服务器，它还可以做客户端与标准时间服务器进行同步时间，而且是平滑同步，并非ntpdate立即同步，在生产环境中慎用ntpdate，也正如此两者不可同时运行。

时钟的跃变，对于某些程序会导致很严重的问题。许多应用程序依赖连续的时钟——毕竟，这是一项常见的假定，即，取得的时间是线性的，一些操作，例如数据库事务，通常会地依赖这样的事实：时间不会往回跳跃。不幸的是，ntpdate调整时间的方式就是我们所说的”跃变“：在获得一个时间之后，ntpdate使用settimeofday(2)设置系统时间，这有几个非常明显的问题：

第一，这样做不安全。ntpdate的设置依赖于ntp服务器的安全性，***者可以利用一些软件设计上的缺陷，拿下ntp服务器并令与其同步的服务器执行某些消耗性的任务。由于ntpdate采用的方式是跳变，跟随它的服务器无法知道是否发生了异常（时间不一样的时候，唯一的办法是以服务器为准）。

第二，这样做不精确。一旦ntp服务器宕机，跟随它的服务器也就会无法同步时间。与此不同，ntpd不仅能够校准计算机的时间，而且能够校准计算机的时钟。

第三，这样做不够优雅。由于是跳变，而不是使时间变快或变慢，依赖时序的程序会出错（例如，如果ntpdate发现你的时间快了，则可能会经历两个相同的时刻，对某些应用而言，这是致命的）。因而，唯一一个可以令时间发生跳变的点，是计算机刚刚启动，但还没有启动很多服务的那个时候。其余的时候，理想的做法是使用ntpd来校准时钟，而不是调整计算机时钟上的时间。

NTPD 在和时间服务器的同步过程中，会把 BIOS 计时器的振荡频率偏差——或者说 Local Clock 的自然漂移(drift)——记录下来。这样即使网络有问题，本机仍然能维持一个相当精确的走时。

ntpq –p 参数详解

ntpq -p

remote              refid                    st      t when  poll  reach     delay     offset      jitter

==================================================================

*10.247.160.31 10.240.241.5     4      u 53       64   377      0.240     0.374      0.240

remote：响应这个请求的NTP服务器的名称。

refid：NTP服务器使用的上一级ntp服务器。

st ：remote远程服务器的级别.由于NTP是层型结构,有顶端的服务器,多层的Relay Server再到客户端.所以服务器从高到低级别可以设定为1-16.为了减缓负荷和网络堵塞,原则上应该避免直接连接到级别为1的服务器的.

when: 上一次成功请求之后到现在的秒数。

poll : 本地机和远程服务器多少时间进行一次同步(单位为秒).在一开始运行NTP的时候这个poll值会比较小,那样和服务器同步的频率也就增加了,可以尽快调整到正确的时间范围，之后poll值会逐渐增大,同步的频率也就会相应减小

reach:这是一个八进制值,用来测试能否和服务器连接.每成功连接一次它的值就会增加

delay:从本地机发送同步要求到ntp服务器的round trip time

offset：主机通过NTP时钟同步与所同步时间源的时间偏移量，单位为毫秒（ms）。offset越接近于0,主机和ntp服务器的时间越接近

jitter:这是一个用来做统计的值.它统计了在特定个连续的连接数里offset的分布情况.简单地说这个数值的绝对值越小，主机的时间就越精确