文章目录

NTP服务器
- NTP服务器的安装与配置
- - 所需软件与软件结构
  - 主要配置文件ntp.conf的处理
  - - 利用restrict来管理权限控制
    - 利用server设置上层NTP服务器
    - 以driftfile记录时间差异
  - NTP的启动与观察
- 客户端的时间更新方式
- - Linux手动校时：date、hwclock
  - Linux的网络校时

NTP服务器

NTP（Network Time Protocol）是一种用于在计算机网络中同步各个节点时间的协议。NTP服务器是运行NTP协议的服务器，用于向客户端提供时间同步服务。

Linux操作系统计时方式主要是从 1970年1月1日开始计算总秒数的，因此，如果还记得date目录的话，会发现它有个+%s的参数，可以取得总秒数，这个就是软件时钟。但是，如同前面说的，计算机硬件主要是以BIOS内部的实际为主要的时间依据(硬件时钟)，而偏偏这个时间可能因为BIOS内部的本身问题，而导致BIOS时间与标准时间(UTC)存在有一点点差异。所以，为了避免主机时间因为长期运行而导致时间偏差，进行时间同步的工作就显得很重要了

软件时钟：有Linux操作系统过根据1970/01/01开始计算的总秒数
硬件时钟：主机硬件系统上面的时钟，例如BIOS记录的时间

那么怎么让时间同步化呢？如果我们选择几部主要主机调校时间，让这些主要的主机时间同步之后，再开网络服务让Client端连接，并且允许Client端调制自己的时间，就可以实现全部计算机的时间同步了。NTP就可以实现这些功能。NTP是如何让Server与Client同步时间的呢？

(1)首先，主机当然需要启动这个daemon

(2)之后，Client会向NTP Server发送出校对时间的 message

(3)然后 NTP Server 会送出当前的标准时间给Client

(4)Client 接收了来自 Server 的时间后，会据以调整自己的时间，这样就实现了网络校时

NTP服务器的安装与配置

NTP服务器是一种很容易安装的软件，但在不同的操作系统上可能有不同的名称。你只需要安装它并定义一个上层NTP服务器来同步你的时间就可以了。如果你只想同步你自己电脑的时间，不需要架设NTP服务器，直接使用NTP客户端软件即可。

所需软件与软件结构

若没有安装NTP服务，可以通过 yum install -y ntp 安装即可，不过还需要与时区相关的数据文件，所以需要下面的软件

ntp：就是NTP服务器的主要软件，包括配置文件以及可执行文件等

与时间及NTP服务器设置相关的配置文件与重要数据文件有下面几个

/etc/ntp.conf：就是NTP服务器的主要配置文件，也是唯一的一个
/usr/share/zoneinfo/：为各时区的时间格式对应文件。例如我国的时区格式对应文件是/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai。
/etc/localtime：就是本地端的时间配置文件。

常用时间服务器与修改时间命令，主要有下面这几个

/bin/date：用于Linux时间(软件时钟)的修改与显示的命令

/sbin/hwclock：用于BIOS时钟(硬件时钟)的修改与显示的命令

/usr/sbin/ntpd：主要提供NTP服务的程序。配置文件为：/etc/ntp.conf

/usr/sbin/ntpdate：用于客户端的时间校正，如果不要启用NTP而仅想要使用NTP Client功能的化，那么会用到这个命令。

主要配置文件ntp.conf的处理

利用restrict来管理权限控制

在ntp.conf 文件内可以利用 restrict 来控制权限，这个参数的设置方式为

restrict [你的IP] mask  [netmask_IP] [parameter]

其中parameter的参数主要有以下这些

ignore：拒绝所有类型的NTP连接
nomodify：客户端不能使用ntpc与ntpq这两个程序来修改服务器的时间参数，但客户端仍通过这部主机来进行网络校时。
noquery：客户端不能够使用ntpq、ntpc等命令来查询时间服务器，等于不提供NTP的网络校时
notrap：不提供trap这个远程事件登录的功能
notrust：拒绝没有认证的客户端

如果没有在parameter的地方加上任何参数的话，这表示"该IP或网段不受任何限制"的意思。

利用server设置上层NTP服务器

上层NTP服务器设置方式为：

server [IP or hostname] [prefer]# server后端可以接IP或主机名，一般来说设置IP
# perfer表示优先使用的服务器

以driftfile记录时间差异

设置的方式如下：

driftfile [可以被 ntpd 写入的目录与文件]

driftfile 后面接的文件需要使用完整路径文件名
该文件不能是连接文件
该文件需要设置成ntpd这个daemon可以写入的权限
该文件所记录的数值单位为百万分之一秒

driftfile后面接的文件会被ntpd自动更新，所以它的权限一定要能够让ntpd写入才行

根据上面的说明我们最终可以取得这样的配置文件内容

[root@ntp-server ~]# cat /etc/ntp.conf 
# For more information about this file, see the man pages
# ntp.conf(5), ntp_acc(5), ntp_auth(5), ntp_clock(5), ntp_misc(5), ntp_mon(5).driftfile /var/lib/ntp/drift  <==默认时间差异分析文件，不用改变他# Permit time synchronization with our time source, but do not
# permit the source to query or modify the service on this system.
# restrict default nomodify notrap nopeer noquery
restrict 192.168.200.0 mask 255.255.255.0 nomodify    <== 放行局域网来源
# Permit all access over the loopback interface.  This could
# be tightened as well, but to do so would effect some of
# the administrative functions.
# server 0.centos.pool.ntp.org iburst
# server 1.centos.pool.ntp.org iburst
# server 2.centos.pool.ntp.org iburst
# server 3.centos.pool.ntp.org iburst
server ntp.aliyun.com prefer   <== ntp主机来源,阿里云的NTP服务器.....(省略下面的内容).....

NTP的启动与观察

设置完ntp.conf 之后就可以启动 NTP服务器了。启动与查看的方式如下

启动NTP

[root@ntp-server ~]# systemctl start ntpd
[root@ntp-server ~]# systemctl enable ntpd

查看启动的端口

[root@ntp-server ~]# netstat -tulnp |grep ntp
udp        0      0 192.168.200.40:123      0.0.0.0:*                           43270/ntpd          
udp        0      0 127.0.0.1:123           0.0.0.0:*                           43270/ntpd          
udp        0      0 0.0.0.0:123             0.0.0.0:*                           43270/ntpd          
udp6       0      0 fe80::433b:8c3e:d01:123 :::*                                43270/ntpd          
udp6       0      0 ::1:123                 :::*                                43270/ntpd          
udp6       0      0 :::123                  :::*                                43270/ntpd
# 主要是 UDP数据包，且在port 123 这个端口

这就表示NTP服务器已经启动了，不过要与上层NTP服务器连接则还需要一些时间，通常启动NTP后约3-4分钟才会和NTP服务器顺利连接上。那要如何确认NTP服务器已经顺利连接呢？

[root@ntp-server ~]# ntpstat 
synchronised to NTP server (203.107.6.88) at stratum 3time correct to within 474 mspolling server every 64 s
# 这个命令可以列出我们NTP服务器是否已经与上层连接
# 由上述输出结果可以知道 时间已经校正约 474ms  且每隔 64秒会主动去更新时间

[root@ntp-server ~]# ntpq -premote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
==============================================================================
*203.107.6.88    100.107.25.114   2 u   34   64  377   28.679   18.169   7.925

这个ntpq -p 命令可以列出当前我们NTP与相关上层NTP的状态

上面几个字段意义如下

remote：也就是NTP主机的IP或主机名
- 如果有" * "代表目前正在作用当中的上层NTP
- 如果是" + "代表以及连接成功，而且可作为下一个提供时间更新的候选者
refid：参考上一层NTP主机的地址
st：就是stratum 阶层
when：几秒钟前曾经做过时间同步化更新的操作
poll：下一次更新在几秒钟后
reach：已经向上层NTP服务器要求更新的次数
delay：网络传输过程中延迟的时间
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

[root@ntp-server ~]# firewall-cmd --add-service=ntp --permanent
success
[root@ntp-server ~]# firewall-cmd --reload
success

客户端的时间更新方式

Linux手动校时：date、hwclock

在软件时钟方面，可以通过 date这个命令来进行手动修改，如果修改BIOS记录的时间，就要使用hwclock这个命令来写入才行

修改时间为1小时后

[root@ntp-client ~]# date -s "2023-06-19 14:15"
2023年 06月 19日 星期一 14:15:00 CST

hwclock [-rw]
选项：
-r：就是read，读出目前BIOS内的时间参数
-w：也就是write，将目前的系统时间写入 BIOS中

查阅BIOS时间，并写入更改过的时间

[root@ntp-client ~]# date; hwclock -r
2023年 06月 19日 星期一 14:15:10 CST
2023年06月19日 星期一 13时15分42秒  -0.115410 秒
# 刚刚相差1个小时，就是BIOS时间[root@ntp-client ~]# hwclock -w;hwclock -r;date
2023年06月19日 星期一 14时18分19秒  -0.423185 秒
2023年 06月 19日 星期一 14:18:18 CST
# 这样就写入了，软件时钟和硬件时钟就同步了

Linux的网络校时

在Linux环境中利用NTP的客户端程序，即ntpdate这个程序就能够进行时间同步。不过需要注意的是，因为NTP服务器本来就会与上层时间服务器进行实际的同步化，所以默认的情况下，NTP服务器不可以使用ntpdate，也就是说ntpdate与ntpd不可同时启用，所以不要在NTP Server执行这条命令

ntpdate [-dv] [NTP IP/hostname]
选项：
-d：进入排错模式，可以显示出更对的有效信息
-v：显示更详细的信息[root@ntp-client ~]# ntpdate 192.168.200.40
19 Jun 13:43:15 ntpdate[118643]: step time server 192.168.200.40 offset 66987584.766316 sec
# 最后面会显示微调的时间有多少
# 使用hwclock同步BIOS时间
[root@ntp-client ~]# date;hwclock -w
2023年 06月 19日 星期一 13:45:01 CST[root@ntp-client ~]# vi /etc/crontab
# 加入这一行*/60  *  *  *  * root  (/usr/sbin/ntpdate 192.168.200.40 && /sbin/hwclock -w)  >> /tmp/localntp.log

使用crontab之后，每60分钟Linux系统就会自动进行校时了。不过这种方式仅适合不启动NTP的情况。

如果机器数量很多，那么客户端也最好启动一下NTP服务器，通过NTP去主动地更新时间

[root@ntp-client ~]# ntpdate 192.168.200.40
# 由于ntpd的Server/Client 之间的时间误差不允许超过 1000 秒
# 因此需要先手动进行时间同步，然后再设置与启动时间服务器
[root@ntp-client ~]# vi /etc/ntp.conf 
#server 0.centos.pool.ntp.org iburst
#server 1.centos.pool.ntp.org iburst
#server 2.centos.pool.ntp.org iburst
#server 3.centos.pool.ntp.org iburst
server 192.168.200.40
# 就是将原本的Server注释掉，加入我们要的服务器即可[root@ntp-client ~]# systemctl start ntpd
[root@ntp-client ~]# systemctl enable ntpd
[root@ntp-client ~]# ntpstat 
synchronised to NTP server (192.168.200.40) at stratum 4time correct to within 1043 mspolling server every 64 s
[root@ntp-client ~]# ntpq -premote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
==============================================================================
*192.168.200.40  203.107.6.88     3 u   28   64   17    0.974    0.336   0.059