Network Time Protocol daemon - Arch Linux 中文维基

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# Network Time Protocol daemon

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相关文章

- 系统时间
- systemd-timesyncd
- OpenNTPD
- Chrony

Network Time Protocol （网络时间协议）是 GNU/Linux 系统通过互联网时间服务器同步系统软件时钟的最常见方法。设计时考虑到了各种网络延迟，通过公共网络同步时，误差可以降低到10毫秒以内；通过本地网络同步时，误差可以降低到 1 毫秒。

NTP 项目提供了一个名为简单 NTP 的参考实现。本文介绍如何设置和运行服务器和客户端 NTP 进程。

## 安装

安装 ntp包 软件包。如果不做任何配置， ntpd 默认工作于客户端模式。如果使用 Arch Linux 默认的配置，请跳转到 #使用。作为服务器的配置，请参阅 #NTP 服务器模式。

## 配置

主要的后台进程是 ntpd, 可以通过 `/etc/ntp.conf` 配置。详细信息可以参考手册 ntp.conf(5) 和相关的 `man {ntpd|ntp_auth|ntp_mon|ntp_acc|ntp_clock|ntp_misc}`.

### 连接到 NTP 服务器

NTP 服务器通过一个层级系统进行分类，不同的层级称为 strata；独立的时间源为stratum 0；直接连接到 stratum 0 的设备为 stratum 1；直接连接到 stratum 1 的源为 stratum 2，以此类推。

服务器的 stratum 并不能完全等同于它的精度和可靠度。通常的时间同步都使用 stratum 2 服务器。通过pool.ntp.org 服务器或这个链接可以选择比较近的服务器池。

下面几行仅仅是例子：

    /etc/ntp.conf

    server 0.fr.pool.ntp.org iburst
    server 1.fr.pool.ntp.org iburst
    server 2.fr.pool.ntp.org iburst
    server 3.fr.pool.ntp.org iburst

推荐使用`iburst`选项，如果第一次尝试无法建立连接，程序会发送一系列的包。`burst` 选项则总是发送一系列的包，即使第一次也是这样。如果没有明确的允许的话不要使用 burst 选项，有可能被封禁。

### NTP 服务器模式

如果建立一个 NTP 服务器，你需要添加 local clock 作为一个服务器，这样，即便它失去网络连接，它也可以继续为网络提供服务;添加 local clock 作为一个 stratum 10 服务器 (使用 fudge 命令)这样它就只会在失去连接时使用本地时钟：

    server 127.127.1.0
    fudge  127.127.1.0 stratum 10

下一步，定义规则允许客户端连接你的服务(localhost 也被认为是一个客户端)。使用 restrict 命令；你应该在文件中已经有一行：

    restrict default nomodify nopeer noquery

这限制了每个人做任何修改并阻止每个人请求你的时间服务器状态：`nomodify` 防止重新配置你的ntpd（使用ntpq 或 ntpdc ），`noquery` 防止从你的nptd（或是ntpq 和 ntpdc）获取状态数据。

你也能添加其它选项：

    restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery

注意：这会允许其他人查询你的时间服务器。你需要添加 `noserve` 来停止提供时间。

"restrict"选项的完整文档可以从 ntp.conf(5) 中查找到。详见 https://support.ntp.org/bin/view/Support/AccessRestrictions 。

你需要在这一行之后告诉 ntpd 什么可以访问你的服务器；如果你不是在配置一台 NTP 服务器的话，下面一行就足够了。

    restrict 127.0.0.1

如果你想要强制DNS解析到IPv6域名，在IP地址或域名前写上 `-6`（`-4` 则强制使用IPv4域名），例如:

    restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery
    restrict -6 ::1    # ::1 is the IPv6 equivalent for 127.0.0.1

最后，指定drift文件（它能时刻监控你的时钟的时间漂移）和log文件的位置：

    driftfile /var/lib/ntp/ntp.drift
    logfile /var/log/ntp.log

一份基础的配置文件是这样的：

    /etc/ntp.conf

    server 0.pool.ntp.org iburst
    server 1.pool.ntp.org iburst
    server 2.pool.ntp.org iburst
    server 3.pool.ntp.org iburst

    restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery
    restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery

    restrict 127.0.0.1
    restrict -6 ::1

    driftfile /var/lib/ntp/ntp.drift
    logfile /var/log/ntp.log

注意：定义日志文件不是必须的，但是它对于反馈 ntpd 操作是有好处的。

## 使用

软件包默认包含客户端模式的配置，并且使用单独的用户和群组，启动时就会移除 root 权限。如果在终端中启动，请使用 `-u` 选项:

    # ntpd -u ntp:ntp

systemd 服务默认使用 `-u` 选项和 `-g` 选项禁用一个阈值(panic-gate). 这样即使 ntp-server 的时间和系统时间的差异超过阈值，依然会同步时间。

警告：使用 panic-gate 的原因是某些后台任务或服务会引起时间跳跃. 如果系统的时间从来没有同步过，请考虑先禁用其他服务再进行同步。

两个服务都依赖系统网络状况，会在检测到网络连接时开始同步。

### 启动时启用 ntpd

启用 `ntpd.service` 服务.

注意：systemd 命令 timedatectl 仅可以控制 systemd-timesyncd, 用 root 执行 `timedatectl set-ntp 1` 会停止运行中的 `ntpd.service`.[1]

用 ntpq 可以查看同步的状态：

    $ ntpq -p

delay, offset 和 jitter 不应该为零，ntpd 同步的服务器前有星号，ntpd 可能等待很多分钟后才会进行同步，请等 17 分钟 (1024 秒).

### 每次启动同步一次

另一种方式是启用 `ntpdate.service` 服务，每次启动都同步一次(`-q`) 并且是 non-forking (`-n`), 进程不会在后台运行。如果是服务器或者很多天才会重启一次，不建议使用此方式。

如果需要把同步到的时间写入硬件时钟，请按照这里的说明修改服务并启动:

    /etc/systemd/system/ntpdate.service.d/hwclock.conf

    [Service]
    ExecStart=/usr/bin/hwclock -w

## 技巧

### 有网络连接的时候启动ntpd

ntpd 可以由你的网络管理器启动, 所以ntp这个守护进程只有在计算机有网络连接的时候才会启动.

Netctl

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附注： 英文页面风格不好。添加 `-u` 参数以及“使用”中提及的可选参数，或尽可能使用 systemctl 。（在 Talk:Network Time Protocol daemon# 中讨论）

给你的 netctl 配置文件添加如下这几行:

    ExecUpPost='/usr/bin/ntpd || true'
    ExecDownPre='killall ntpd || true'

NetworkManager

通过网络管理器的 dispatcher 脚本，可以同网络连接一起启动/终止ntpd 守护进程。 安装networkmanager-dispatcher-ntpdAUR 预配置包 #启动时启用 ntpd 来让网络连接同步ntp启动/终止.

KDE

在KDE中，通过右击时间图标选择 Adjust date/time，可以使用 NTP (别忘了安装NTP)。 注意, 在配置KDE中配置NTP之前，先要把 ntp 守护进程设置为 disabled 状态. [2]

### 在GPS中使用NTP

大多数联网的交通工具要通过(共享内存) 方式让 ntpd 从GPS中接收时间。 但是, 从 ntpd 4.2.8版本开始，一个更好的办法出现了----直接与 gpsd守护进程交互。这个要先安装 gpsd包 .

在 `/etc/ntp.conf` 配置文件中添加下面这几行:

    /etc/ntp.conf

    #=========================================================
    #  GPSD native ntpd driver
    #=========================================================
    # This driver exists from at least ntp version 4.2.8
    # Details at
    #   https://www.eecis.udel.edu/~mills/ntp/html/drivers/driver46.html
    server 127.127.46.0
    fudge 127.127.46.0 time1 0.0 time2 0.0 refid GPS

只要 gpsd 一直起着，ntp就会一直正常运行。 ntp会通过一个本地套接字同 gpsd 连接, 搜索 gpsd 返回的 "gpsd_json" 对象.

要检验安装的话, 首先要检查 gpsd 是不是正常运行:

     $ cgps -s

然后等个几分钟运行 `ntpq -p`. 这个会显示 ntpd 是否已经跟 gpsd 建立连接了:

    $ ntpq -p

    remote           refid            st t when poll reach   delay   offset  jitter
     ==================================================================================
    *GPSD_JSON(0)    .GPS.            0 l   55   64  377    0.000    2.556  14.109

提示：如果 reach 这列是0的话, 这就说明 ntpd 还没有同 gpsd 建立连接。 等几分钟再试一次。 有时 ntpd 要花点时间来跟gpsd 建立连接。

### 在 chroot 底下运行

注意：在试图把 ntpd 放到chroot目录下面之前，ntpd 应该在正常路径下启动 (默认在 Arch Linux 安装路径下)。 因为在相对以root身份运行的进程，chroots的用户相对没有啥权限的。

创建一个新目录（如果还没创建的话） `/etc/systemd/system/ntpd.service.d/`，并添加在里面添加文件 `customexec.conf` ,内容如下:

    [Service]
    ExecStart=
    ExecStart=/usr/bin/ntpd -g -i /var/lib/ntp -u ntp:ntp -p /run/ntpd.pid

然后, 编辑 `/etc/ntp.conf` 来改变 driftfile 路径来让跟它跟 chroot 路径保持一致, 而不是还用原先的普通路径。修改

    driftfile       /var/lib/ntp/ntp.drift

为

    driftfile       /ntp.drift

通过root创建永久目录和文件，作为一个合适的 chroot 环境来支持 getaddrinfo() :

    # mkdir /var/lib/ntp/etc /var/lib/ntp/lib /var/lib/ntp/proc
    # touch /var/lib/ntp/etc/resolv.conf /var/lib/ntp/etc/services

然后通过修改 fstab 绑定前面提到的文件:

    /etc/fstab

    ...
    #ntpd chroot mounts
    /etc/resolv.conf  /var/lib/ntp/etc/resolv.conf none bind 0 0
    /etc/services	  /var/lib/ntp/etc/services none bind 0 0
    /lib		  /var/lib/ntp/lib none bind 0 0
    /proc		  /var/lib/ntp/proc none bind 0 0

    # mount -a

最后, 再一次重启 `ntpd` 监控进程。 一旦重启完成你就可以通过检查 `/proc/{PID}/root` 的软连接来判断监控进程是不是在 chrooted 下面工作:

    # ps -C ntpd | awk '{print $1}' | sed 1d | while read -r PID; do ls -l /proc/$PID/root; done

正常应该链接到 `/var/lib/ntp` 而不是 `/`.

不用等一段时间就要确定 driftfile 配置是否工作正常是比较困难的, 因为 ntpd 不会经常读写。 如果配置错误的话，log里面会打印一个error; 如果配置正确的话, 时间戳会更新的。 可以通过等一天来判断，如果没有log中没有错误打印，并且log的时间戳还更新了，那么说明配置成功了。

## 排错

### 无法分配请求地址

本文或本节需要翻译。要贡献翻译，请访问简体中文翻译团队。

附注： 英文章不正。对需要或必须使用 IPv6 的用户而言，此方案不可行。（在 Talk:Network Time Protocol daemon# 中讨论）

如果收到下列无法分配请求地址的报错信息：

    $ journalctl -u ntpd

    ntpd[2130]: bind(21) AF_INET6 fe80::6ef0:49ff:fe51:4946%2#123 flags 0x11 failed: Cannot assign requested address
    ntpd[2130]: unable to create socket on eth0 (5) for fe80::6ef0:49ff:fe51:4946%2#123
    ntpd[2130]: failed to init interface for address fe80::6ef0:49ff:fe51:4946%2

可以禁用 IPv6 解决。做法是：编辑 `ntpd.service` 添加 `-4` 参数：

    [Service]
    ExecStart=
    ExecStart=/usr/bin/ntpd -g -u ntp:ntp -4

## 参见

- https://www.ntp.org/
- https://support.ntp.org/
- https://www.pool.ntp.org/
- http://www.eecis.udel.edu/~mills/ntp/html/index.html
- https://www.akadia.com/services/ntp_synchronize.html

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