NTP 服务

发表于 2022-03-20 更新于 2023-05-11 分类于 Linux ， 4.网络服务阅读次数：本文字数： 1.3k 阅读时长 ≈ 4 分钟

NTP 通信协议

NTP 是网络校时协议（Network Time Protocol）。为了修正因为 BIOS 内部芯片问题导致与标准时间（UTC, Coordinated Universal Time）存在的偏差，而通过网络进行时间同步（Synchronize）。此外，DTSS（Digital Time Synchronization Protocol）也可实现同样的功能。

Linux 系统中有两个时间：

软件时钟：Linux 自己的系统时间，从 1970.1.1 开始记录的时间参数。
硬件时钟：计算机在 BIOS 记录的实际时间（UTC），通过硬件记录。写入硬件时钟使用 hwclock 命令。

NTP 服务器使用的端口为 123，通过 UDP 数据包传输。

我国授时中心服务器的 IP 地址为 210.72.145.44。

NTP 服务器层次

NTP 时间服务器采用类似分级构架（Stratum）来处理时间的同步化，并且采用 Server/Client 的主从构架。网络上会提供一些主要与次要时间服务器，均属于第一级（stratum-1）与第二级（stratum-2）的时间服务器。

如果我们的 NTP 服务器向二级时间服务器要求时间同步，那么我们的 NTP 服务器即为三级（stratum-3）时间服务器。依此传递下去，最多可达 15 个阶层。

一般在进行 NTP 主机的设置时，会选择多台上层的 Time Server 来作为我们的 NTP 服务器校时用，这样可以避免某台时间服务器下线造成无法更新。

服务器设置

启动 NTP 服务器需要安装 ntp 软件：

[root@server2 ~]$ yum -y install ntp ntpdate

修改时区可以使用 timedatectl 命令。例如修改成上海时间：

[root@server2 ~]$ timedatectl set-timezone "Asia/Shanghai"
[root@server2 ~]$ timedatectl
      Local time: Mon 2021-10-11 05:07:51 CST
  Universal time: Sun 2021-10-10 21:07:51 UTC
        RTC time: Sun 2021-10-10 21:07:51
       Time zone: Asia/Shanghai (CST, +0800)
     NTP enabled: yes
NTP synchronized: yes
 RTC in local TZ: no
      DST active: n/a

服务器配置文件位于 /etc/ntp.conf，其内容修改部分如下：

[root@server2 ~]$ vi /etc/ntp.conf
restrict 210.72.145.44
restrict 192.168.2.0 mask 255.255.255.0 nomodify
server 210.72.145.44
server cn.pool.ntp.org
driftfile /var/lib/ntp/drift
keys /etc/ntp/keys

其中 restrict 行用来控制权限，上面运行局域网内主机通过这部主机来进行网络校时。其他可用参数有：

ignore：拒绝所有类型的 NTP 连接。
nomodify：客户端不能使用 ntpc 和 ntpq 来修改服务器的时间参数，但可以通过这部主机来进行网络校时。
noquery：客户端不能使用 ntpq 和 ntpc 等命令来查询时间服务器，不提供 NTP 的网络校时。
notrap：不提供 trap 这个远程时间登录（remote event logging）的功能。
notrust：拒绝没有认证的客户端。

server 行用来设置上层 NTP 服务器地址，可以设置多个。

driftfile 行指定的文件用来记录本机与上层 Time Server 之间振荡周期频率误差。

keys 行指定用来认证的密钥文件。

服务器管理

配置修改完毕后，可以通过 systemctl 来启动 ntpd 服务：

[root@server2 ~]$ systemctl enable --now ntpd
[root@server2 ~]$ netstat -ntulp | grep ntpd
udp     0      0 10.1.1.1:123            0.0.0.0:*                           30097/ntpd 
udp     0      0 192.168.2.254:123       0.0.0.0:*                           30097/ntpd

通常，NTP 启动后需要十五分钟内才会和上层 NTP 服务器连接上。可以使用 ntpstat 命令查询：

[root@server2 ~]$ ntpstat
synchronised to NTP server (111.230.189.174) at stratum 3
   time correct to within 212 ms
   polling server every 64 s

上面结果显示时间矫正了 212 ms，并且每隔 64 秒会主动去更新时间。

使用 ntpq 可以查询我们的 NTP 与相关上层 NTP 的状态：

[root@server2 ~]$ ntpq -p
     remote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
==============================================================================
 210.72.145.44   .INIT.          16 u    -   64    0    0.000    0.000   0.000
 ntp.wdc1.us.lea 130.133.1.10     2 u    9   64   37  251.796   -4.729   0.252
*111.230.189.174 100.122.36.4     2 u   65   64   17   21.948   -6.164   0.297
+ntp6.flashdance 194.58.202.20    2 u   66   64   17  237.552   -6.099   5.726
+2402:f000:1:416 186.195.4.16     2 u   62   64   17   33.758   -3.033   0.306
-sv1.ggsrv.de    205.46.178.169   2 u   65   64   17  280.605   10.958   2.962

各字段意义如下：

remote：NTP 主机的 IP 或主机名。最左边符号 * 代表目前使用的 NTP，符号 + 表示已连接的备选 NTP。
refid：参考的上层 NTP 主机地址。
st：stratum 阶层等级。
when：上次时间同步操作后的时间间隔。
poll：下次时间同步更新操作的时间间隔。
reach：已经向上层 NTP 服务器要求更新的次数。
delay：网络传输过程当中的延迟，单位为微秒。
offset：时间补偿结果，单位为毫秒。
jitter：Linux 系统时间与 BIOS 硬件时间的差异时间，单位为微秒。

客户端设置

客户端可以使用 ntpdate 命令来与服务器同步时间：

[root@server1 ~]$ ntpdate 192.168.2.254
11 Oct 15:54:26 ntpdate[125764]: adjust time server 192.168.2.254 offset -0.002236 sec
[root@server1 ~]$ date;hwclock -r

同步之后使用 hwclock 写入到硬件。ntpd 服务端和客户端之间时间误差不允许超过 1000 秒。

服务端配置也是修改 /etc/ntp.conf 文件：

[root@server1 ~]$ vi /etc/ntp.conf 
restrict 192.168.2.254
server 192.168.2.254

之后启动 ntpd 服务，客户端就会自动到服务端同步时间：

[root@server1 ~]$ systemctl start ntpd