ntp同步（一）

Linux时钟简介： 

       Linux将时钟分为系统时钟(System Clock)和硬件(Real Time Clock，简称RTC)时钟两种。系统时间是指当前Linux Kernel中的时钟，而硬件时钟则是主板上由电池供电的那个主板硬件时钟，这个时钟可以在BIOS的“Standard BIOS Feture”项中进行设置。 既然Linux有两个时钟系统，那么大家所使用的Linux默认使用哪种时钟系统呢？会不会出现两种系统时钟冲突的情况呢？这些疑问和担心不无道理。首先，Linux并没有默认哪个时钟系统。当Linux启动时，系统时钟会去读取硬件时钟的设置，然后系统时钟就会独立于硬件运作。 

        在Linux下，默认情况下，系统时间和硬件时间，并不会自动同步。在Linux运行过程中，系统时间和硬件时间以异步的方式运行，互不干扰。硬件时间的运行，是靠Bios电池来维持，而系统时间，是用CPU tick来维持的。 所以Linux系统时钟和硬件时钟不会发生冲突，但Linux中的所有命令(包括函数)都是采用的系统时钟设置。不仅如此，系统时钟和硬件时 钟还可以采用异步方式，即系统时间和硬件时间可以不同。这样做的好处对于普通用户意义不大，但对于Linux网络管理员却有很大的用处。例如，要将一个很大的网络中(跨越若干时区)的服务器同步，假如位于美国纽约的Linux服务器和北京的Linux服务器，其中一台服务器无须改变硬件时钟，而只需临时设置一个系统时间，如要将北京服务器上的时间设置为纽约时间，两台服务器完成文件的同步后，再与原来的时钟同步一下即可。这样系统和硬件时钟就提供了更为灵活的操作。

       

一 Linux系统时间的设置

在Linux中设置系统时间，可以用date命令：

//查看时间

[root@localhost  ~]# date

2008年 12月 12日 星期五 14:44:12 CST

//修改时间

[root@localhost  ~]# date --set "1/1/09 00:01"  （月/日/年时:分:秒）

2009年 01月 01日 星期四 00:01:00 CST

//date 有几种时间格式可接受，这样也可以设置时间：

[root@localhost  ~]# date 012501012009.30  <== 月日时分年.秒

2009年 01月 25日 星期日 01:01:30 CST

date –s：按字符串方式修改时间 

可以只修改日期,不修改时间,输入: date -s 2007-08-03 只修改时间,输入:date -s 14:15:00 

同时修改日期时间,注意要加双引号,日期与时间之间有一空格，

输入: #date -s "2007-08-03 14:15:00"

 二 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

三 系统时间和硬件时间的同步

同步系统时间和硬件时间，可以使用hwclock命令。

//以系统时间为基准，修改硬件时间

[root@localhost ~]# hwclock --systohc

[root@localhost ~]# hwclock -w

//以硬件时间为基准，修改系统时间

[root@localhost ~]# hwclock --hctosys 

[root@localhost ~]# hwclock -s 

四 不同机器之间的时间同步

    为了避免主机时间因为长期运作下所导致的时间偏差，进行时间同步(synchronize)的工作是非常必要的。Linux系统下，一般使用ntp服务器来同步不同机器的时间。一台机器，可以同时是ntp服务器和ntp客户机。在网络中，推荐使用像DNS服务器一样分层的时间服务器来同步时间。

    同步时间，可以使用ntpdate命令，也可以使用ntpd服务。 使用ntpdate比较简单。格式如下：

[root@linux ~]# ntpdate [-nv] [NTP IP/hostname]

[root@linux ~]# ntpdate 192.168.0.2

[root@linux ~]# ntpdate time.ntp.org

      但这样的同步，只是强制性的将系统时间设置为ntp服务器时间。如果cpu tick有问题，只是治标不治本。所以，一般配合cron命令，来进行定期同步设置。

     比如，在crontab中添加：

0 12 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.0.1

     这样，会在每天的12点整，同步一次时间。ntp服务器为192.168.0.1。

    使用ntpd服务，要好于ntpdate加cron的组合。因为，ntpdate同步时间，会造成时间的跳跃，对一些依赖时间的程序和服务会造成影响。比如sleep，timer等。而且，ntpd服务可以在修正时间的同时，修正cpu tick。理想的做法为，在开机的时候，使用ntpdate强制同步时间，在其他时候使用ntpd服务来同步时间。

     要注意的是，ntpd 有一个自我保护设置: 如果本机与上源时间相差太大, ntpd 不运行. 所以新设置的时间服务器一定要先 ntpdate 从上源取得时间初值, 然后启动 ntpd服务。ntpd服务 运行后, 先是每64秒与上源服务器同步一次, 根据每次同步时测得的误差值经复杂计算逐步调整自己的时间, 随着误差减小, 逐步增加同步的间隔. 每次跳动, 都会重复这个调整的过程。

        ntpd不仅仅是时间同步服务器，他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，攻击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。