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1. 時間和時區(qū)
地理課上我們都學(xué)過格林威治時間(GMT)， 它也就是0時區(qū)時間，但是我們在計算機(jī)中經(jīng)?？吹降氖荱TC，它是Coordinated Universal Time的簡寫， 雖然可以認(rèn)為UTC和GMT的值相等(誤差相當(dāng)之小)，但是UTC已經(jīng)被認(rèn)定為是國際標(biāo)準(zhǔn),所以我們都應(yīng)該遵守標(biāo)準(zhǔn)只使用UTC。

那么假如現(xiàn)在中國當(dāng)?shù)氐臅r間是晚上8點的話,我們可以有下面兩種表示方式
20:00 CST
12:00 UTC
這里的CST是Chinese Standard Time,也就是我們通常所說的北京時間了.因為中國處在UTC+8時區(qū),依次類推那么也就是12:00 UTC了。

2. 如何設(shè)置Linux Time Zone
在Linux下glibc提供了我們事先編譯好的許多timezone文件，他們就放在/usr/share/zoneinfo這個目錄下，這里基本涵蓋了大部分的國家和城市。在這里面我們就可以找到自己所在城市的time zone文件。那么如果我們想查看對于每個time zone當(dāng)前的時間我們可以用zdump命令
# zdump HongKong
HongKongTue Aug9 05:04:46 2011 HongKong

那么我們又怎么來告訴系統(tǒng)我們所在time zone是哪個呢? 方法有很多，這里舉出兩種：
第一個就是修改/etc/localtime這個文件，,這個文件定義了我么所在的local time zone。我們可以在/usr/share/zoneinfo下找到我們的time zone文件然后拷貝去到/etc/localtimezone(或者做個symbolic link)。
假設(shè)我們現(xiàn)在的time zone是BST(也就是英國的夏令時間,UTC+1)
#date
ThuJul523：33:40 BST2007

我們想把time zone換成上海所在的時區(qū)就可以這么做
# ln –sf/usr/share/zoneinfo/posix/Asia/Shanghai/etc/localtime
#date
Fri Jul 6 06:35:52 CST 2007

這樣時區(qū)就改過來了(注意時間也做了相應(yīng)的調(diào)整)
第二種方法也就設(shè)置TZ環(huán)境變量的值。許多程序和命令都會用到這個變量的值， TZ的值可以有多種格式，最簡單的設(shè)置方法就是使用tzselect命令

# tzselect選擇自己所在區(qū)域
然后安裝提示出入下面命令
TZ='America/Los_Angeles';export TZ

tzselect會讓你選擇所在的國家和城市(我省略了這些步驟),最后輸出相應(yīng)的TZ變量的值.那么如果你設(shè)置了TZ的值之后時區(qū)就又會發(fā)生變化
# date
Thu Jul 5 15:48:11 PDT 2007

通過這兩個例子我們也可以發(fā)現(xiàn)TZ變量的值會override /etc/localtime，也就是說當(dāng)TZ變量沒有定義的時候系統(tǒng)才使用/etc/localtime來確定time zone，所以你想永久修改time zone的話那么可以把TZ變量的設(shè)置寫入/etc/profile里
好了現(xiàn)在我們知道怎么設(shè)置時區(qū)了，下面我們就來看看如何設(shè)置Linux的時間吧。

3. Real Time Clock(RTC) and System Clock
說道設(shè)置時間這里還要明確另外一個概念就是在一臺計算機(jī)上我們有兩個時鐘：一個稱之為硬件時間時鐘(RTC)，還有一個稱之為系統(tǒng)時鐘(System Clock)。
硬件時鐘是指嵌在主板上的特殊的電路， 它的存在就是平時我們關(guān)機(jī)之后還可以計算時間的原因。

系統(tǒng)時鐘就是操作系統(tǒng)的kernel所用來計算時間的時鐘。它從 1970年1月1日00:00:00 UTC時間到目前為止秒數(shù)總和的值，在Linux下系統(tǒng)時間在開機(jī)的時候會和硬件時間同步(synchronization)，之后也就各自獨立運行了。

那么既然兩個時鐘獨自運行,那么時間久了必然就會產(chǎn)生誤差了,下面我們來看一個例子
# date
Fri Jul 6 00:27:13 BST 2007
# hwclock –-show
Fri 06 Jul 2007 12:27:17 AM BST -0.968931 seconds

通過hwclock --show命令我們可以查看機(jī)器上的硬件時間(always in local time zone)，我們可以看到它和系統(tǒng)時間還是有一定的誤差的, 那么我們就需要把他們同步。
如果我們想要把硬件時間設(shè)置成系統(tǒng)時間我們可以運行以下命令
# hwclock --hctosys
反之,我們也可以把系統(tǒng)時間設(shè)置成硬件時間
# hwclock --systohc

那么如果想設(shè)置硬件時間我們可以開機(jī)的時候在BIOS里設(shè)定，也可以用hwclock命令：
# hwclock --set --date="mm/dd/yy hh:mm:ss"
如果想要修改系統(tǒng)時間那么用date命令就最簡單了
# date -s "dd/mm/yyyy hh:mm:ss"

現(xiàn)在我們知道了如何設(shè)置系統(tǒng)和硬件的時間，但問題是如果這兩個時間都不準(zhǔn)確了怎么辦? 那么我們就需要在互聯(lián)網(wǎng)上找到一個可以提供我們準(zhǔn)確時間的服務(wù)器然后通過一種協(xié)議來同步我們的系統(tǒng)時間，那么這個協(xié)議就是NTP了。注意接下去我們所要說的同步就都是指系統(tǒng)時間和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的同步了。

4. 設(shè)置NTP Server前的準(zhǔn)備
其實這個標(biāo)題應(yīng)該改為設(shè)置"NTP Relay Server"前的準(zhǔn)備更加合適. 因為不論我們的計算機(jī)配置多好運行時間久了都會產(chǎn)生誤差,所以不足以給互聯(lián)網(wǎng)上的其他服務(wù)器做NTP Server. 真正能夠精確地測算時間的還是原子鐘. 但由于原子鐘十分的昂貴,只有少部分組織擁有, 他們連接到計算機(jī)之后就成了一臺真正的NTP Server. 而我們所要做的就是連接到這些服務(wù)器上同步我們系統(tǒng)的時間,然后把我們自己的服務(wù)器做成NTP Relay Server再給互聯(lián)網(wǎng)或者是局域網(wǎng)內(nèi)的用戶提供同步服務(wù)。

好了,前面講了一大堆理論,現(xiàn)在我們來動手實踐一下吧. 架設(shè)一個NTP Relay Server其實非常簡單,我們先把需要的RPM包裝上
# rpm -ivh ntp-4.2.2p1-5.el5.rpm
yum install ntp
那么第一步我們就要找到在互聯(lián)網(wǎng)上給我們提供同步服務(wù)的NTP Server。
http://www.pool.ntp.org是NTP的官方網(wǎng)站,在這上面我們可以找到離我們城市最近的NTP Server. NTP建議我們?yōu)榱吮Ｕ蠒r間的準(zhǔn)確性,最少找兩個個NTP Server。
那么比如在英國的話就可以選擇下面兩個服務(wù)器
0.uk.pool.ntp.org
1.uk.pool.ntp.org
它的一般格式都是number.country.pool.ntp.org
如果是中國
0.cn.pool.ntp.org
1.cn.pool.net.org

第二步要做的就是在打開NTP服務(wù)器之前先和這些服務(wù)器做一個同步,使得我們機(jī)器的時間盡量接近標(biāo)準(zhǔn)時間. 這里我們可以用ntpdate命令
# ntpdate 0.uk.pool.ntp.org
6 Jul 01:21:49 ntpdate[4528]: step time server 213.222.193.35 offset -38908.575181 sec

# ntpdate 0.pool.ntp.org
6 Jul 01:21:56 ntpdate[4530]: adjust time server 213.222.193.35 offset -0.000065 sec
假如你的時間差的很離譜的話第一次會看到調(diào)整的幅度比較大,所以保險起見可以運行兩次. 那么為什么在打開NTP服務(wù)之前先要手動運行同步呢?

1. 因為根據(jù)NTP的設(shè)置,如果你的系統(tǒng)時間比正確時間要快的話那么NTP是不會幫你調(diào)整的,所以要么你把時間設(shè)置回去,要么先做一個手動同步
2. 當(dāng)你的時間設(shè)置和NTP服務(wù)器的時間相差很大的時候,NTP會花上較長一段時間進(jìn)行調(diào)整.所以手動同步可以減少這段時間
3. 配置和運行NTP Server
現(xiàn)在我們就來創(chuàng)建NTP的配置文件了, 它就是/etc/ntp.conf. 我們只需要加入上面的NTP Server和一個driftfile就可以了
# vi /etc/ntp.conf
server 0.uk.pool.ntp.org
server 1.uk.pool.ntp.org
driftfile /var/lib/ntp/ntp.drift
4、非常的簡單. 接下來我們就啟動NTP Server,并且設(shè)置其在開機(jī)后自動運行
# /etc/init.d/ntpd/start# chkconfig --level 35 ntpd on

5. 查看NTP服務(wù)的運行狀況
現(xiàn)在我們已經(jīng)啟動了NTP的服務(wù),但是我們的系統(tǒng)時間到底和服務(wù)器同步了沒有呢? 為此NTP提供了一個很好的查看工具: ntpq (NTP query)
我建議大家在打開NTP服務(wù)器后就可以運行ntpq命令來監(jiān)測服務(wù)器的運行.這里我們可以使用watch命令來查看一段時間內(nèi)服務(wù)器各項數(shù)值的變化。
# watch ntpq –p
Every 2.0s: ntpq -p Sat Jul 7 00:41:45 2007
remote refid st t when poll reach delay offset jitter==============================================================================
+193.60.199.75 193.62.22.98 2 u 52 64 377 8.578 10.203 289.032
*mozart.musicbox 192.5.41.41 2 u 54 64 377 19.301 -60.218 292.411
現(xiàn)在我就來解釋一下其中的含義
remote: 它指的就是本地機(jī)器所連接的遠(yuǎn)程N(yùn)TP服務(wù)器
refid: 它指的是給遠(yuǎn)程服務(wù)器(e.g. 193.60.199.75)提供時間同步的服務(wù)器
st: 遠(yuǎn)程服務(wù)器的級別. 由于NTP是層型結(jié)構(gòu),有頂端的服務(wù)器,多層的Relay Server再到客戶端. 所以服務(wù)器從高到低級別可以設(shè)定為1-16. 為了減緩負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)堵塞,原則上應(yīng)該避免直接連接到級別為1的服務(wù)器的.
t: 這個.....我也不知道啥意思^_^
when: 我個人把它理解為一個計時器用來告訴我們還有多久本地機(jī)器就需要和遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行一次時間同步
poll: 本地機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器多少時間進(jìn)行一次同步(單位為秒). 在一開始運行NTP的時候這個poll值會比較小,那樣和服務(wù)器同步的頻率也就增加了,可以盡快調(diào)整到正確的時間范圍.之后poll值會逐漸增大,同步的頻率也就會相應(yīng)減小

reach: 這是一個八進(jìn)制值,用來測試能否和服務(wù)器連接.每成功連接一次它的值就會增加
delay: 從本地機(jī)發(fā)送同步要求到服務(wù)器的round trip time
offset: 這是個最關(guān)鍵的值, 它告訴了我們本地機(jī)和服務(wù)器之間的時間差別. offset越接近于0,我們就和服務(wù)器的時間越接近
jitter: 這是一個用來做統(tǒng)計的值. 它統(tǒng)計了在特定個連續(xù)的連接數(shù)里offset的分布情況. 簡單地說這個數(shù)值的絕對值越小我們和服務(wù)器的時間就越精確
那么大家細(xì)心的話就會發(fā)現(xiàn)兩個問題: 第一我們連接的是0.uk.pool.ntp.org為什么和remote server不一樣? 第二那個最前面的+和*都是什么意思呢?
第一個問題不難理解,因為NTP提供給我們的是一個cluster server所以每次連接的得到的服務(wù)器都有可能是不一樣.同樣這也告訴我們了在指定NTP Server的時候應(yīng)該使用hostname而不是IP
第二個問題和第一個相關(guān),既然有這么多的服務(wù)器就是為了在發(fā)生問題的時候其他的服務(wù)器還可以正常地給我們提供服務(wù).那么如何知道這些服務(wù)器的狀態(tài)呢? 這就是第一個記號會告訴我們的信息

*——它告訴我們遠(yuǎn)端的服務(wù)器已經(jīng)被確認(rèn)為我們的主NTP Server,我們系統(tǒng)的時間將由這臺機(jī)器所提供
+——它將作為輔助的NTP Server和帶有*號的服務(wù)器一起為我們提供同步服務(wù). 當(dāng)*號服務(wù)器不可用時它就可以接管
-——遠(yuǎn)程服務(wù)器被clustering algorithm認(rèn)為是不合格的NTP Server
X——遠(yuǎn)程服務(wù)器不可用
了解這些之后我們就可以實時監(jiān)測我們系統(tǒng)的時間同步狀況了

6. NTP安全設(shè)置
運行一個NTP Server不需要占用很多的系統(tǒng)資源,所以也不用專門配置獨立的服務(wù)器,就可以給許多client提供時間同步服務(wù), 但是一些基本的安全設(shè)置還是很有必要的
那么這里一個很簡單的思路就是第一我們只允許局域網(wǎng)內(nèi)一部分的用戶連接到我們的服務(wù)器. 第二個就是這些client不能修改我們服務(wù)器上的時間
在/etc/ntp.conf文件中我們可以用restrict關(guān)鍵字來配置上面的要求
首先我們對于默認(rèn)的client拒絕所有的操作
vi /etc/ntp.conf
restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery
然后允許本機(jī)地址一切的操作
restrict 127.0.0.1

最后我們允許局域網(wǎng)內(nèi)所有client連接到這臺服務(wù)器同步時間.但是拒絕讓他們修改服務(wù)器上的時間
代碼:
restrict 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 nomodify
把這三條加入到/etc/ntp.conf中就完成了我們的簡單配置. NTP還可以用key來做authenticaiton,這里就不詳細(xì)介紹了

7. NTP client的設(shè)置
做到這里我們已經(jīng)有了一臺自己的Relay Server.如果我們想讓局域網(wǎng)內(nèi)的其他client都進(jìn)行時間同步的話那么我們就都應(yīng)該照樣再搭建一臺Relay Server,然后把所有的client都指向這兩臺服務(wù)器(注意不要把所有的client都指向Internet上的服務(wù)器). 只要在client的ntp.conf加上這你自己的服務(wù)器就可以了
server ntp1.leonard.com
server ntp2.leonard.com

9. 一些補(bǔ)充和拾遺
1）配置文件中的driftfile是什么?
我們每一個system clock的頻率都有小小的誤差,這個就是為什么機(jī)器運行一段時間后會不精確. NTP會自動來監(jiān)測我們時鐘的誤差值并予以調(diào)整.但問題是這是一個冗長的過程,所以它會把記錄下來的誤差先寫入driftfile.這樣即使你重新開機(jī)以 后之前的計算結(jié)果也就不會丟失了

2） 如何同步硬件時鐘?
NTP一般只會同步system clock. 但是如果我們也要同步RTC的話那么只需要把下面的選項打開就可以了
# vi /etc/sysconfig/ntpd
SYNC_HWCLOCK=yes

舉例：
修改linux下的時區(qū)，可以改變以下的文件內(nèi)容：
/etc/localtime，方法是到/usr/share/zoneinfo目錄下找到你要相對應(yīng)的時區(qū)文件，例如上海在/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai中
將/etc/localtime改名：mv /etc/localtime /etc/localtime.old
將上海的時區(qū)文件拷貝過來：cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
再次使用date命令，可以看到時區(qū)已經(jīng)改為CST了。
也可以設(shè)置TZ環(huán)境變量，在/etc/profile中加入：
export TZ=CST
就可以在每次啟動后設(shè)置為CST時區(qū)了。