路漫漫其修远兮
吾将上下而求索

linux学习:ntpd和ntpdate时间同步

在Windwos中,系统时间的设置很简单,界面操作,通俗易懂。而且设置后,重启,关机都没关系。系统时间会自动保存在Bios的时钟里面,启动计算机的时候,
系统会自动在Bios里面取硬件时间,以保证时间的不间断。
但在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。
在系统开机的时候,会自动从Bios中取得硬件时间,设置为系统时间。

 

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  "2013-12-24 00:01" <== (年/月/日 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


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

[root@localhost ~]# hwclock  -w   根据系统时间设置硬件时间


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 sys(系统时间)to(写到)hc(Hard Clock)
[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.

 

五.ntpd服务的设置

安装包:yum install -y ntp

ntpd服务的相关设置文件如下:
1./etc/ntp.conf:这个是NTP daemon的主要设文件,也是 NTP 唯一的设定文件。
2./usr /share/zoneinfo/:在这个目录下的文件其实是规定了各主要时区的时间设定文件,例如北京地区的时区设定文件在 /usr/share/zoneinfo/Asia/Beijing
 就是了。这个目录里面的文件与底下要谈的两个文件(clock 与localtime)是有关系的。
3./etc/sysconfig/clock:这个文件其实也不包含在NTP 的 daemon 当中,因为这个是linux的主要时区设定文件。每次开机后,Linux 会自动的读取这个文件来
设定自己系统所默认要显示的时间。
4./etc /localtime:这个文件就是“本地端的时间配置文件”。刚刚那个clock 文件里面规定了使用的时间设置文件(ZONE) 为 /usr/share/zoneinfo/Asia/Beijing ,
所以说,这就是本地端的时间了,此时, Linux系统就会将Beijing那个文件另存为一份 /etc/localtime文件,所以未来我们的时间显示就会以Beijing那个时间设定文件为准。
5. /etc/timezone:系统时区文件

 

下面重点说说 /etc/ntp.conf文件的设置。在 NTP Server 的设定上面,其实最好不要对 Internet 无限制的开放,尽量仅提供您自己内部的 Client 端联机进行网络
校时就好。此外, NTP Server 总也是需要网络上面较为准确的主机来自行更新自己的时间啊,所以在我们的 NTP Server 上面也要找一部最靠近自己的 Time Server
 来进行自我校正。事实上, NTP 这个服务也是 Server/Client 的一种模式。

[root@linux ~]# vi /etc/ntp.conf
# 1. 关于权限设定部分
#  权限的设定主要以 restrict 这个参数来设定,主要的语法为:
#   restrict IP mask netmask_IP parameter
#   其中 IP 可以是软件地址,也可以是 default ,default 就类似 0.0.0.0
#  至于paramter则有:
#   ignore :关闭所有的 NTP 联机服务
#   nomodify:表示 Client 端不能更改 Server 端的时间参数,不过,

#   Client 端仍然可以透过 Server 端来进行网络校时。
#   notrust:该 Client 除非通过认证,否则该 Client 来源将被视为不信任网域
#   noquery:不提供 Client 端的时间查询

#   notrap:不提供trap这个远程事件登入

#  如果paramter完全没有设定,那就表示该 IP (或网域)“没有任何限制”

restrict default nomodifynotrapnoquery # 关闭所有的 NTP 要求封包
restrict 127.0.0.1    #这是允许本级查询
restrict 192.168.0.1 mask 255.255.255.0 nomodify
#在192.168.0.1/24网段内的服务器就可以通过这台NTP Server进行时间同步了

# 2. 上层主机的设定
#  要设定上层主机主要以 server 这个参数来设定,语法为:
#  server [IP|HOST Name] [prefer]
#  Server 后面接的就是我们上层 Time Server 啰!而如果 Server 参数
#  后面加上perfer的话,那表示我们的 NTP 主机主要以该部主机来作为
#  时间校正的对应。另外,为了解决更新时间封包的传送延迟动作,
#  所以可以使用driftfile来规定我们的主机
#  在与 Time Server 沟通时所花费的时间,可以记录在driftfile 
#  后面接的文件内,例如下面的范例中,我们的 NTP server 与 
#  cn.pool.ntp.org联机时所花费的时间会记录在 /etc/ntp/drift文件内
server 0.pool.ntp.org
server 1.pool.ntp.org
server 2.pool.ntp.org
server cn.pool.ntp.org prefer

#其他设置值,以系统默认值即可
server  127.127.1.0     # local clock
fudge   127.127.1.0 stratum 10
driftfile /var/lib/ntp/drift
broadcastdelay  0.008
keys /etc/ntp/keys

总结一下,restrict用来设置访问权限,server用来设置上层时间服务器,driftfile用来设置保存漂移时间的文件。

 
六.ntp服务的启动与观察

在启动NTP服务前,先对提供服务的这台主机手动的校正一次时间咯。(因为启动服务器,端口会被服务端占用,就不能手动同步时间了)
[root@linux ~] # ntpdate cn.pool.ntp.org
25 Apr 14:33:51 ntpdate[8310]: step time server 80.85.129.2 offset 6.655976 sec

然后,启动ntpd服务:
[root@linux ~] # service ntpd start
查看端口:
[root@linux ~] # netstat -ln|grep 123
udp        0      0 192.168.228.153:123        0.0.0.0:*
udp        0      0 127.0.0.1:123               0.0.0.0:*
udp        0      0 0.0.0.0:123                  0.0.0.0:*
udp        0      0 :::123                       :::*

如何确认我们的NTP服务器已经更新了自己的时间呢?
[root@linux ~] # ntpstat
synchronized to NTP server(127.127.1.0) at stratum 11
time correct to within 950ms
polling server every 64 s
#改指令列出NTP服务器是否与上层联机。由上述输出结果可知,时间校正约
#为950*10(-6)秒。且每隔64秒会主动更新时间。

常见的错误:
25 Apr 15:30:17 ntpdate[11520]: no server suitable for synchronization found
其实,这不是一个错误。而是由于每次重启NTP服务器之后大约要3-5分钟客户端才能与server建立正常的通讯连接。当此时用客户端连接服务端就会报这样的信息。
一般等待几分钟就可以了。

如果还是不行,要考虑当前主机到ntp服务器的123 udp端口是否通
nmap -sU -p 123 x.x.x.x




[root@master ~]#ntpq -pn
     remote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
==============================================================================
+94.237.64.20    218.186.3.36     2 u   64   64  177  434.597  2070.70 663.442
*85.199.214.101  .GPS.            1 u   62   64  175  318.176  2100.30 822.252
+193.228.143.13  192.36.143.151   2 u   53   64  363  405.660  2039.22 865.311
+120.25.115.19   10.137.53.7      2 u   56   64  377   37.421  2037.52 652.525

指令“ntpq -p”可以列出目前我们的NTP与相关的上层NTP的状态,以上的几个字段的意义如下:
remote:即NTP主机的IP或主机名称。注意最左边的符号,如果由“+”则代表目前正在作用钟的上层NTP,如果是“*”则表示也有连上线,不过是作为次要联机的NTP主机。
refid:参考的上一层NTP主机的地址
st:即stratum阶层
when:几秒前曾做过时间同步更新的操作
poll:下次更新在几秒之后
reach:已经向上层NTP服务器要求更新的次数
delay:网络传输过程钟延迟的时间
offset:时间补偿的结果
jitter:Linux系统时间与BIOS硬件时间的差异时间

ntpq报告中第一列 * 表示目前选择的主同步服务器,标 + 的表示有可能被用来进一步提高同步精度的次要服务器

最后提及一点,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。

最后,linux下防火墙规则如果极严格的话可能会影响ntpd对时,打开 dport 123 即可:
iptables -I INPUT -p udp -m udp --dport 123 -j ACCEPT

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